Задача 6

Антибиотики предназначены для уничтожения микроорганизмов, конкурирующих с продуцентом в почвенных биоценозах (за пита­тельные вещества и т.п.). Антибиотики является эффекторами дифференциации мицелия или спорообразования и гораздо чаще образуются микроорганизмами именно со сложным циклом развития.

Антибиотики являются средством преодоления «стрессовых» ситуаций для продуцента, независимо от того, вызвана ли такая ситуация исчерпанием питательных веществ в результате роста культуры конкурента, или в результате размножения клеток своей же культуры, переходящей в этом случае к спорообразованию. Под названием "антибиотики" ("против жизни") объединены вещества, образуемые микроорганизмами и избирательно подавляющие рост других микроорганизмов. Позднее это понятие было распространено на продукты их химической модификации, что получило отражение в наименовании "полусинтетические антибиотики". Некоторые из антимикробных антибиотиков обладают способностью подавлять рост опухолевых клеток, в связи с чем появился еще один новый термин - противоопухолевые антибиотики. Таким образом, понятие "антибиотики" в настоящее время расширено.

Важнейшая характерная черта антибиотиков - их избирательность действия на метаболизм. Обычно антибиотик из нескольких тысяч метаболических реакций подавляет только одну или несколько. В этом отношении антибиотики противопоставляются антисептикам. В тоже время антибиотики высокоактивны и угнетают рост микроорганизмов в концентрации порядка 1 мкг/мл или меньше. Продуценты антибиотиков. Подавляющее большинство продуцентов антибиотиков выделено из почвы. Однако, есть примеры выделения продуцентов не только из почвенных биоценозов, но и из других мест обитания: ил и придонная морская вода, гниющие растительные продукты и т.д. Всюду, где в значительном количестве обнаруживаются микроорганизмы, можно выявить и продуценты антибиотиков. Скрининг антибиотиков (поиск и отбор) продуцентов ведут в несколько этапов. Если это ненаправленный скрининг (первичный), то происходит отбор наиболее активных микроорганизмов-продуцентов по способности продуцировать антибиотики или другие БАВ. Если это направленный скрининг, то ведется поиск и отбор продуцентов антибиотиков определенного химического строения или с определенным типом по механизму антагонистического действия. Схема выделения включает в себя следующие этапы. Это: 1. приготовление стерильных питательных сред, 2. приготовление почвенной суспензии 3. посев на агаризованную среду, 4. выделение микроорганизмов-продуцентов антибиотиков в виде чистых культур, 5. хранение микроорганизмов-продуцентов и оценка способности их продуцировать антибиотики. Вначале образцы почв многократно разводят водой с таким расчетом, чтобы при высеве на твердые питательные среды в чашках Петри, сплошного роста микроорганизмов не было, а отдельные клетки при инкубации в течение нескольких суток давали бы изолированные друг от друга колонии. Затем отдельные колонии переносятся на среды в пробирках, в результате чего после инкубации вырастают полученные из одной колонии, то есть фактически из одной клетки, штаммы почвенных

О ТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1 ►

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

В начало | Меню | Программа | Литература | Возврат к предыдущему документу | -4 2

микроорганизмов (штамм - культура, выросшая из одной клетки). Далее, различными методами определяется способность каждого из выделенных штаммов быть антагонистом в отношении различных микроорганизмов, то есть образовывать подавляющие рост последних, антибиотические вещества. Антибиотический эффект обычно стараются обнаружить на твердых питательных средах, например, оценивать его по зоне отсутствия роста тех или иных бактерий вокруг посеянного штриховым способом изучаемого штамма, или по зоне отсутствия роста вокруг лунки в агаре, или вокруг впаянного в агар металлического цилиндра (без дна), заполненного культуральной жидкостью исследуемого штамма. К настоящему времени в лабораториях разных стран мира выделены и охарактеризованы сотни тысяч продуцентов антибиотиков. Как правило, продуцентами антибиотиков являются такие почвенные микроорганизмы как плесневые грибы, актиномицеты, спорообразующие бактерии.

Известно, что антибиотики не являются первичными метаболитами. Обычно их структура резко отличается от первичных метаболитов, например, тетрациклины иногда являются аналогами первичных метаболитов (фузидин). Иногда в их молекуле в качестве фрагментов обнаруживаются как необычные для организмов структуры, так и аналоги метаболитов, напри­мер, аминоциклитол и аминосахара у аминогликозидов; макроциклические лактоны и аминосахара у макролидов и полиенов.

Данные по протеомике и геномике имеют большое значение для развития фармации в области антибактериальных веществ. К настоящему времени полностью секвенирован геном нескольких десятков видов бактерий, в том числе патогенных. У разных видов бактерий размер варьирует, но в целом он близок к нескольким тысячам генов и нескольким миллионам пар оснований, соответственно, например, у Escherichia coli - четыре с небольшим тысячи генов и четыре с небольшим миллиона пар оснований.

Большинство генов могут рассматриваться как существенные (то есть, как жизненноважные для бактерий*) и, следовательно, как мишени для антибактериальных веществ. В клинике в настоящее время используется порядка ста природных и синтетических антибактериальных веществ. Каждое из них имеет свою мишень. Как правило, это или фермент, или рибосомный белок. Всего реализованных мишеней также около ста. Следовательно, подавляющее количество генов в качестве мишеней для антибактериальных агентов все еще не используются.

Методы протеомики позволяют получить более полную, всестороннюю, картину взаимодействия с клеткой новых потенциальных антимикробных агентов. Работы по изучению динамики биосинтеза ферментов вторичного метаболизма у микроорганизмов при использовании протеомики могут быть переведены на новый, более высокий уровень. Это непосредственно связано с совершенствованием продукции многочисленных классов лекарственных веществ.

О ТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 2

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

В начало | Меню | Программа | Литература | Возврат к предыдущему документу | 1 ►