- •Задача 1
- •Из понятия сущности биотехнологии следует, что основным механизмом получения или модификации лекарственных средств является биообъект.
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 5
- •Задача 6
- •Задача 7
- •Задача 8
- •Задача 9
- •Задача 10
- •Задача 11
- •Задача 12
- •Задача 14
- •Задача 15.
- •Задача 16.
- •Задача 17
- •Задача 18
- •Задача 19
- •Задача 20
- •Задача 21
- •Задача 22
- •Задача 23
- •Задача 24
- •Задача 25
- •Задача 26
- •Проблема биотехнологии в экологическом плане
- •Биотехнологическое производство и опасность биообъекта для окружающей среды.
- •Продукты опасные в экологическом плане
- •Задача 27
- •Задача 28
- •Задача 29
- •Задача 30.
- •Задача 32
- •Задача 33
- •Задача 34
- •Задача 36
- •Задача 37
- •Задача 38
- •Задача 39
- •Задача 41
- •Задача 42
- •Задача 43
- •Задача 44
- •Контроль концентрации инсулина в крови человека
Задача 24
Витамины представляют группу незаменимых органических соединений различной химической природы. Они необходимы любому организму в небольших концентрациях с целью выполнения в нем каталитических и регуляторных функций. Они не являются материалом для биосинтетических процессов, они не являются источниками энергии.
Что касается источника витаминов - это в первую очередь растения. Витамины поступают в организм человека с пищевыми продуктами. Недостаток витаминов может привести к различным заболеваниям (это цинга, различные анемии и так далее).
Известно, что высокой биологической активностью обладают, как правило, не сами витамины, а их производные - коферменты. Открыты также коферменты, для которых не обнаружено витаминных аналогов. Коферментные формы на основе различных витаминов обладают широким спектром действия и эффективно используются в медицинской практике.
Большинство витаминов либо выделяют из природных источников, либо синтезируют химическим путем. Однако, с помощью биотехнологии сегодня производят особо сложные по строению витамины В2, Bi2, Р-каротин (провитамин А), РР и предшественники витамина Д (эргостерина).
Кроме того, в синтезе витамина С (аскорбиновой кислоты) используют микроорганизмы как селективные окислители d-сорбита в L-сорбозу.
Получение витамина Вг (рибофлавин). Вначале этот витамин выделяли из природного сырья (в максимальных концентрациях он присутствует в моркови и в печени). Затем был разработан как химический, так и микробиологический способы промышленного синтеза. Для рибофлавина характерно функционирование в коэнзимных формах: -флавиномононуклеотид (ФМН), флавинадениндинуклеотид (ФАД).
К источникам рибофлавина относятся: высшие растения, дрожжи, мицелиальные грибы. Все они способны синтезировать рибофлавин.
Активным продуцентом рибофлавина являются культура дрожжеподобного гриба Eremothecium ashbyii и Ashbya gossipii. Сверхсинтез рибофлавина можно получить, если действовать на дикие штаммы мутагенами, нарушающими механизм ретроингибирования синтеза витамина Вг,
флавиновыми нуклеотидами, а также изменением состава культуральной среды. В состав среды для роста продуцентов рибофлавина входят: соевая мука, кукурузный экстракт, сахароза, карбонат кальция, хлорид натрия, витамины, технический жир.
Перед подачей в ферментер среду стерилизуют с помощью антибиотиков и антисептиков во избежание ее инфицирования. По завершении процесса ферментации культуральную жидкость концентрируют, высушивают и смешивают с наполнителями. В 1983 году в институте генетики был сконструирован рекомбинантный штамм продуцента Bacillus subtilis, способный синтезировать в три раза больше по сравнению с Eremothecium ashbyii и этот продуцент более устойчив к экзогенной кантаминации.
О ТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1 ►
БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова
В начало | Меню | Программа | Литература | Возврат к предыдущему документу | -4 2 ►
Получение витамина Bi2
Сначала витамин Bi2 получали исключительно из природного сырья (1 тонна печени - 15 милиграмм витамина). Единственный способ его получения в настоящее время - это микробиологический синтез в промышленном масштабе. Интересно, что обнаружение витамин В12 как побочного продукта при производстве антибиотиков стимулировало поиск продуцентов этого витамина. Продуцентом витамина Bi2 являются пропионовокислые бактерии из рода Propionibacterium. Применение мутантов и добавление в среду предшественника витамина Bi2 - 5,6 диметилбензимидазола (5,6 ДМБ) резко повышает продуктивность продуцента. Этому способствует также добавление в питательные среды кукурузного и мясного экстракта, соевой муки, рыбной муки. Выращивание пропионовых бактерий производится периодическим методом в анаэробных условиях на среде с кукурузным экстрактом, глюкозой, солями кобальта и сульфатом аммония. Образующиеся кислоты нейтрализуются щелочью. Через 72 часа после начала ферментации вносят предшественники - 5,6 ДМБ. Длительность ферментации - трое суток. Полученную массу сепарируют, стабилизируют нитритом натрия, охлаждают, нейтрализуют, коагулируют белки и фильтруют. Очищают на ионообменной смоле, кристаллизуют и проводят химическую очистку продукта. Далее следует получение различных лекарственных форм поливитаминных препаратов. Для увеличения производства витамина Bi2 перспективным является применение генной инженерии при получении гибридных штаммов и использовании методов иммобилизации на полимерах.
Витамин Вз (пантотеновая кислота). Способ получения - тонкий органический синтез и микробиологический синтез с использованием иммобилизованных клеток бактерий, актиномицетов (основной метод).
Витамин PP. Используется биотехнологический метод, метод экстракции из микроорганизмов, обычно из пекарских дрожжей с добавлением предшественников. Используется штамм - Brevibacterium ammoniagenes.
Аскорбиновая кислота. Здесь применяется в основном химический синтез илишь одна стадия осуществляется биотехнологическим способом с применением уксусно-кислых бактерий, проводящих реакцию трансформации d -сорбита в L-сорбозу. Для получения сорбозы культуру продуцента Gluconobacter oxydans выращивают в
ферментерах периодического действия с мешалкой, барботером, усиленной аэрацией в течение 20-40 часов. Выход сорбозы достигает 98% от начального сорбита. Питательная среда: кукурузный дрожжевой экстракт до 20%. Сорбозу выделяют из культуральной жидкости. Развитие микробиологического метода получило развитие в производстве 2-кето L -гулоновой кислоты - это промежуточный продукт синтеза витамина С. Продуценты: Acetobacter, Erwinia ,Gluconobacter. Перспективно создание генноинженерных штаммов продуцентов.
.Преимущества биотехнологического производства витаминов.
1. Применение генной инженерии при синтезе витамина Вг и витамина С - открыло новые возможности селекции высокоактивных продуцентов.
О ТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 2 ►
БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова
В начало | Меню | Программа | Литература | Возврат к предыдущему документу | -4 3
Внедрение непрерывного способа ферментации в производстве сорбозы увеличило скорости образования этого сахара почти в два раза.
Дробная подача компонентов в питательные среды обеспечило высокий уровень ферментации в производстве витамина Bi2 и сорбозы.
Применение иммобилизованных клеток при получении витаминов Bi2 и Вз привело к разработке новых конструкций биореакторов.
Утилизация различных промышленных отходов существенно снижает себестоимость получаемой продукции - витаминов В2 , Bi2 и 0- каротина, улучшает экологию производства.
Это производство является высокорентабельным (не требует дорогостоящего оборудования), экологичным (не использует агрессивных токсических соединений в качестве сырья), стабильным, безвредным для обслуживающего персонала Таким образом, получение этих важных биологически активных веществ (БАВ) свидетельствует о существенном вкладе биотехнологии и в этом секторе фармацевтической промышленности.
О ТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 3
БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова
В начало | Меню | Программа | Литература | Возврат к предыдущему документу | 1 ►