1. Выполните тестовые задания (30 баллов)

1 Для синтеза каких витаминов используют метаноокисляющие бактерии? D) В12.

2 Температура гибели большинства вегетативных микроорганизмов? A) 700С.

3 Для развития ацидофильных микроорганизмов реакция среды (рН) равна? B) 1,5-3,5.

4 Стерильной называют среду… C) в которой, отсутствуют живые микроорганизмы.

5 Чем выше температура и влажность клеточной массы, тем выше? A) летальность.

6 Производственные установки для стерилизации стерилизуют питательную среду паром при давлении … A) 150—200 кПа.

7 Бактерициды (фунгициды) —• вещества (или физические факторы), уничтожающие… B) грибы.

8 Для стерилизации газов и жидкостей используют метод D) холодной стерилизации — фильтрацию.

9 Какое количество фагов может быть в клетке? B) более 1000.

10 Культуры бактерии, содержащие профаги называют… B) зогенными.

11 Фаги погибают под действием в течение 30 мин температуры A) 100°С и выше.

12 Чистые культуры- это… E) однородные популяции микроорганизмов одного определенного вида и штамма

13 Чистую культуру обычно получают из … A) одной изолированной клетки.

14 Для изолирования культур используют …. A) метод Линднера.

15 Пробирки с чистыми культурами хранят в холодильнике при температуре... D) 0-4о С.

16 Какие методы используют для выращивания аэробных микроорганизмов? E) глубинный и поверхностный

17 В микробиологическом синтезе большое значение имеет…. A) реакция рН среды.

18 Источниками азота в питательной среде могут быть…. E) белки, пептиды, аминокислоты, соли аммония или аммиака, нитраты, а также атмосферный азот.

19 Какое количество азота в питательной среде остается неиспользованным? A) 5%.

20 Большинство гетеротрофных микроорганизмов хорошо развивается на среде…. B) с дрожжевым экстрактом или автолизатом.

21 Для выращивания дрожжей, бактерий и плесневых грибов широко используют среды с… A) солодовым или пивным суслом .

22 Если на клетки микроорганизмов воздействуют слишком высокие концентрации веществ в растворе, может произойти… A) плазмолиз.

23 Для анаэробных микроорганизмов наименьшее и наивысшее значение рН равно. B) 0-12.

24 Какие микроорганизмы желательно использовать для биосинтетических процессов? A) термофильные.

25 Дезинфекция — уничтожение патогенной микрофлоры с помощью… C) химических веществ.

26 В культуральной жидкости, полученной после ферментации, суспендированы E) микробная биомасса, остатки питательной среды и экстрацеллюлярные метаболиты.

27 Методами химической технологии из культуральной жидкости получают… E) биомассу или нужное вещество — спирт, кислоту, аминокислоту антибиотики и пр.

28 При использовании метода поверхностных культур, на каких средах выращивают микроорганизмы? E) твердых средах или на жидких средах, залитых тонким слоем (2—20 см) в специальные кюветы.

29 Какой объем питательной среды при периодическом процессе культивирования загружают в аппарат? A) весь объем.

30 За время культивирования изменяется…. A) состав питательной среды.

2.Промышленное производство рекомбинантного инсулина. Схема получения рекомбинантного инсулина (фирма Eli Lilli – сша) (30 баллов).

Промышленное производство рекомбинантного инсулина. Инсулин, как вы знаете, является регулятором углеводного обмена. В организме человека инсулин синтезируется в бетаклетках островков Лангерганса поджелудочной железы. При отсутствии или недостатке его синтеза развивается такое заболевание как сахарный диабет (инсулинозависимый диабет – 1 типа). При сахарном диабете повышается содержание глюкозы в крови и развиваются патологические процессы. Диабет II типа (инсулинозависимый) возникает при дефектах в структуре рецепторов, отвечающих за проникновение глюкозы в клетку. Все эти сведения касаются этиологии такого заболевания как сахарный диабет.

Следующий вопрос, который надо рассмотреть, это структура инсулина. Итак, инсулин это пептидный гормон, состоящий из двух пептидных цепей:

А-цепь состоит из 21 аминокислотных остатков.

В-цепь состоит из 30 аминокислотных остатков

Эти две цепи связаны бисульфидными SS связями, которые обеспечивают пространственную структуру белка инсулина. При синтезе инсулина в поджелудочной железе вначале образуется предшественник инсулина, так называемый проинсулин. Этот проинсулин состоит из А-цепи, В-цепи и С-пептида, состоящего из 35 аминокислотных остатков С-пептид отщепляется под действием карбоксипептидазы и трипсина и проинсулин переходит в активный инсулин

Есть разные способы получения инсулина. Мы остановимся на получении инсулина биосинтетическим путем, с точки зрения преимущества этого метода.

Итак, преимущества получения инсулина биосинтетическим путем. До внедрения в промышленность метода получения инсулина с использованием рекомбинантных микроорганизмов существовал только один способ получения инсулина – из поджелудочных желез крупного рогатого скота и свиней. Инсулин, получаемый из поджелудочной железы крупного рогатого скота отличается от инсулина человека на 3 аминокислотных остатка, а инсулин, получаемый из железы свиньи, только на один аминокислотный остаток, то есть он ближе к человеческому инсулину. Тем не менее, при введении белков, отличающихся по структуре от белков человека даже в таком незначительном выражении, возможно возникновение аллергических реакций. Такой инсулин, как чужеродный белок, также может и инактивироваться в крови образующимися антителами.

Кроме того, для получения 1 килограмма инсулина требуется 35 тысяч голов свиней (если известно, что годовая потребность в инсулине -1 тонна препарата).

С другой стороны, биосинтетическим путем можно получить такое жеколичесвто инсулина, проведя биосинтез в 25 кубовом ферментере, используя рекомбинантный микроорганизм Escherichia coli.

Биосинтетический метод получения инсулина стал применяться в начале 80-х годов (восьмидесятых годов).

Остановимся на схеме получения рекомбинантного инсулина (фирма Eli Lilli- Эли-Лилли, Соединенные Штаты Америки):

1 этап Путем химического синтеза были созданы последовательности нуклеотидов, которые кодируют образование А и В цепей, то есть были созданы синтетические гены.

2 этап. Каждый из синтетических генов вводят в плазмиды (в одну плазмиду вводят ген, синтезирующий цепь А, в другую плазмиду вводят ген, синтезирующий цепь В).

3 этап. Вводят ген, кодирующий образование фермента бетагалактозидазы. Этот ген включают в каждую плазмиду для того, чтобы добиться бурной репликации плазмид.

4 этап. Вводят плазмиды в клетку Escherichia coli – кишечной палочки и получают две культуры продуцента, одна культура синтезирует А-цепь, вторая В-цепь.

5 этап. Помещают две культуры в ферментер. В среду добавляют галактозу, которая индуцирует образование фермента бетагалактозидазы. При этом плазмиды активно реплицируются, образуя много копий плазмид и, следовательно, много генов, синтезирующих А и В цепи.

6 этап. Клетки лизируют, выделяют А и В цепи, которые связаны с бетагалактозидазой. Все это обрабатывают бромцианом и отщепляют А и В-цепи от бетагалактозидазы. Затем производят дальнейшую очистку и выделение А и В цепей.

7 этап. Окисляют остатки цистеина, связывают и получают инсулин.

Инсулин, полученный этим путем является человеческим инсулином по своей структуре. Применение современных методов очистки исключает наличие в инсулине эндотоксинов и пирогенных примесей.