ТЕХНОЛОГІЇ МІКРОБНОГО СИНТЕЗУ ЛІКАРСЬКИХ
ЗАСОБІВ
Лекцій – 38 годин, лабораторних робіт -38, диф. залік
1
Тема 6. Технологічні особливості одержання антибіотиків мікробного походження
Бактеріальні антибіотики: граміцидин С,
бацитрицини, поліміксини, нізин, батумін. Актиноміцетні антибіотики:
стрептоміцин, тетрацикліни, авермектини, ністатин, рифампіцин.
Мікроміцетні антибіотики: пеніциліни, цефалоспорин, напівсинтетичні цефалоспорини.
2
Бактеріальні антибіотики: граміцидин С, бацитрицини, поліміксини, нізин, батумін
Бактерії є продуцентами значної кількості антибіотиків, але порівняно невелика кількість їх використовується в практичних цілях, тому
що більшість бактеріальних антибіотиків є
токсичними.
Використання бактеріальних антибіотиків:
медицина – граміцидін С, поліміксини, бацитрацини;
• харчова промисловість – нізин, субтілін;
3
сільське господарство – бацитрацини.
За хімічною будовою майже всі бактеріальні антибіотики є поліпептидами.
В більшості випадків бактерії синтезують антибіотики, які є не окремими сполуками, а групою близьких за хімічними та
біологічними властивостями речовин. Відомо, що Bacillus subtilis утворює приблизно 70 різних поліпептидних антибіотиків, Bacillus polymyxa – близько 20 поліміксинів.
4
Особливість поліпептидних антибіотиків - вони містять разом з L- формами амінокислот (які зазвичай входять до складу білків) D- амінокислоти, а також метиловані амінокислоти (метилдегідроаланін).
•
5
Граміцидин С
На сьогодні відомо п’ять видів граміцидинів - А, В, СD, С(S) і D. Вони дещо відрізняються за амінокислотним складом. Найбільш активним є граміцидин С. Молекула цього антибіотика складається з 10 амінокислотних залишків 5 амінокислот: L- валін, L-орнітин, L-лейцин, D-пролін, D- фенілаланін.
L-Вал
L-Орн
L-Лей
D-Фен
L-Про
L-Про
D-Фен
L-Лей
L-Орн 
L-Вал
6
Продуцент – Brevi bacillus (Bacillus brevis) subsp. G.B. Грампозитивні спороутворюючі паличкоподібні бактерії. Ізольовані із ґрунту. Біосинтез граміцидину відбувається незалежно від процесу спороутворення. Антибіотик синтезується як в процесі спороутворення, так і клітинами, які активно розмножуються.
7
Умови отримання. Для отримання граміцидину С використовують м’ясні або дріжджові гідролізати. Температура культивування 40ºС максимальний синтез антибіотика відмічається у перші 24 год. Концентрація в КР-до 2,5 мг/мл. Важливе значення для отримання граміцидину має аерація: за низької аерації бактерії розвиваються погано і антибіотик майже не утворюється, а за дуже високої - активно споживається субстрат, але антибіотик не утворюється. Необхідна швидкість аерації від 2,0 до 5,8 г О2/(л*год).
8
Склад поживного середовища (ПС)
Просте синтетичне середовище:
•янтарнокислий амоній - 0,5%;
•гліцерин -1,5%;
•сульфат магнію - 0,02%;
•двозаміщений фосфат калію - 0,2%;
•дистильована вода. рН середовища – 7,0-7,3. Концентрація антибіотика в КР -до 2,0 мг/мл граміцидину. Біосинтез граміцидину відбувається за наявності двох ферментів – граміцидинсинтази І та ІІ в присутності АТФ і іонів магнію.
9
Виділення граміцидину – культуральну рідину підкислюють соляною кислотою до рН 4,5-5,0 і видаляють осад, що містить дихлоргідрат граміцидина і бактеріальні клітини (див. рис) . В подальших стадіях здійснюють екстрагування антибіотику з осаду за допомогою етилового спирту. Отриманий концентрат містить до 4% граміцидина і певну кількість інших сполук, які за необхідності, можуть бути видалені. Граміцидин С при упарюванні спиртового екстракту легко перетворюється в кристалічну форму у вигляді голок.
10