Задача 8

Актиномицеты оказались продуцентами огромного количества разнообразных антибиотиков - их насчитается около четырех тысяч. Актиномицетами образуется большинство антибиотиков, применяемых в медицинской практике.Ряд видов, относящихся к родам Streptomyces и Micromonospora образуют (например, Streptomyces griseus и Micromonospora purpurea) антибиотики аминогликозидной структуры, к которым принадлежат: стрептомицин, гентамицин, неомицин, канамицин и ряд других антибиотических веществ с широким спектром антибактериального действия, получивших широкое распространение в клинике.

Название "актиномицеты" отражает распространенное ранее неправильное представление об этих микроорганизмах как о лучистых грибах. Установлено, что актиномицеты стоят гораздо ближе к бактериям, чем к грибам. Они являются прокариотами. Их геном не заключен в ядро, а представляет собой кольцевую хромосому, не отделенную от цитоплазмы ядерной мембраной. Клетки актиномицетов не содержат также и митохондрий. Их клеточная стенка построена из гетерополимера - пептидогликана. Все это сближает актиномицеты с бактериями. Однако, актиномицеты, в отличие от "истинных" бактерий (эубактерий), яв­ляются многоклеточными организмами. Они имеют сложный цикл развития - обычно 5-6 суток, во время которого их мицелий как и у грибов претерпевает дифференциацию - под микроскопом наблюдаются сложные морфологические изменения. Актиномицеты образуют спороносцы и споры. В молекуле аминогликозидов обязательно присутствуют:

1. остаток щестичленного аминоциклитола;

2. остатки Сахаров и/или аминосахаров.

Кроме природных аминогликозидов в медицинской практике в настоящее время используется и полу- синтетические аминогликозидные антибиотики, то есть продукты химической модификации природных аминогликозидов.

Виды, относящиеся к роду Streptomyces (Streptomyces aureofaciens, Streptomyces rimosus и др.) образуют широко известные антибиотики тетрациклиновой структуры: хлортетрациклин, окситетрациклин и тетрациклин. Все они близки по спектру антибактериального действия, все всасываются при приеме внутрь, однако некоторыми преимуществами (лучшей переносимостью) обладает тетрациклин. Они содержат структуру из четырех циклов и различаются только по «верхней», но не по «нижней» периферии молекулы. Верхняя периферия тетрациклиновой молекулы была модифицирована химическим путем, что позволило получить полусинтетические тетрациклины - доксициклин и миноциклин (первый из них длительно цир­кулирует в крови, второй - обладает повышенной антибактериальной активностью).

Широко известны образуемые актиномицетами антибиотики макролидной структуры, содержащие макроциклическое лактонное кольцо и сахара и/или аминосахара. В частности, к ним относится эритромицин - продуцент Streptomyces erythraeus и близкий к нему олеандомицин, образуемый Streptomyces antibioticus. Эти антибиотики хорошо всасываются при приеме внутрь. Они высоко эффективны только против грамположительных бактерий, так как являются антибиотиками узкого спектра действия. Из актиномицета, первоначально названного Streptomyces mediterranei, а позднее отнесенного к виду Nocardia mediterranea, выделены антибиотики сложной анзамициновой структуры. У них имеется нафталиновое "ядро" и длинная

О ТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1 ►

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

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

алифатическая цепь, соединённая с ароматической частью эфирной и амидной связью. Наибольшую известность из них получил рифампицин (рис.) или рифампин, который является, однако, полусинтетическим антибиотиком. Рифампицин успешно применяется в лечении туберкулеза. Актиномицеты, помимо антибактериальных антибиотиков, образуют также и антибиотики, подавляющие рост грибов и дрожжей, в том числе патогенных. Представители рода Streptomyces , например, Streptomyces nourasei, являются продуцентами противогрибковых антибиотиков, относящихся к полиеновым макролидам. Макроциклическое лактонное кольцо содержит у этих антибиотиков ряд сопряженных двойных связей. Наиболее известны: нистатин (тетраен - диен) и амфотерицин В (гептаен). В молекулу полиеновых антибиотиков входят и аминосахара. Полиеновые антибиотики широко известны в медицинской практике. Вследствие их высокой токсичности полиены применяются, в основном, наружно или перорально.

Нередко при пероральном применении их используют вместе с антибактериальными антибиотиками для того, чтобы предотвратить быстрое размножение дрожжей после подавления роста бактерий. Актиномицеты образуют ряд противоопухолевых антибиотиков. Из них свыше десяти нашли применение при лечении некоторых форм рака. Так, Streptomyces verticillius образует антибиотик блеомицин сложного гликопептидного строения. Наиболее важной в настоящее время считается группа антрациклинов, к которой принадлежат дауномицин, адриамицин и их полусинтетические производные. Продуцентами антрациклинов являются различные виды рода Streptomyces.

Антрациклины содержат структуру частично сходную с таковой у тетрациклинов, а также остаток аминосахара. Ни по спектру антибиотического действия, ни по областям применения в клинике антрациклины и тетрациклины не сходны. Механизм действия аминогликозидных антибиотиков:

аминогликозиды - ингибируют синтез белка у бактерий, связываясь с малой рибосомной субъединицей, нарушая правильность считывания кодонов информационной РНК (иРНК) антикодонами транспортной РНК (тРНК).

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 микроорганизмов (штамм -культура, выросшая из одной клетки). Далее, различными методами определяется способность

О ТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 2 ►

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

В начало | Меню | Программа | Литература | Возврат к предыдущему документу | -4 3

каждого из вьщеленных 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.

О ТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 3

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

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