Biotechnologická syntéza antibiotik. Vývoj antibiotik. Vývoj antibiotik ANTIBIOTIKA VÝROBA ANTIBIOTIK.

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Biotechnologická syntéza antibiotik. Vývoj antibiotik. Vývoj antibiotik ANTIBIOTIKA VÝROBA ANTIBIOTIK."

Stanislava Horáčková
před 8 lety
Počet zobrazení:

Biotehnologiá syntéza antibioti ANTIBIOTIKA ANTIBIOTIKA: poduty ůznýh oganizmů, zejména miooganizmů hubí patogenní miooganizmy bateiií, fungiií zastavují ůst patogenníh miooganizmů bateiostatiá,

1 Biotehnologiá syntéza antibioti ANTIBIOTIKA ANTIBIOTIKA: poduty ůznýh oganizmů, zejména miooganizmů hubí patogenní miooganizmy bateiií, fungiií zastavují ůst patogenníh miooganizmů bateiostatiá, fungistatiá příoí (peniilin, tetaylin) ANTIBIOTIKA polosyntetiá (ampiilin, oxailin) syntetiá (hloamfeniol) s úzým spetem ANTIBIOTIKA se šioým spetem Vývoj antibioti Vývoj antibioti Alexande Fleming 1929 Objev peniilinu Tehnologie půmyslové výoby peniilinu o 10 let později.a. Wasman (UA) a G. Botz (IT) 1943 Zahájení půmyslové výoby peniilinu (UA) elman Abaham Wasman v jeho laboatoři objeveno přes 20 antibioti teptomyin (poti tubeulóze) 1950 Antaylinová antibiotia 1963 Cytostatium léčba leuémie do ešní doby objeveno přes ůznýh antibioti, malý počet nalezl linié využití ETAPA PŘEDVÝROBNÍ výbě mene šlehtění a úpava onzevae Cíl: najít vhoý men podučního miooganizmu VÝROBA ANTIBIOTIK ETAPA VÝROBNÍ Cíl: poduovat o nejvíe antibiotia ETAPA IZOLACE spoulae hlazení Cíl: filtae namnožit izolae spóy Cíl: fementae zísat antibiotium v suovém stavu ČIŠTĚNÍ ÚPRAVA syntéza ystalizae jiné metody Cíl: zísat čisté antibiotium zlepšit jeho vlastnosti - snížit nežádouí účiny Výbě mene najít v příodě poduční men itéia: antibiotiá účinnost (podue AB) stálost (nemění vlastnosti po něoli geneaí) PŘEDVÝROBNÍ ETAPA Šlehtění a úpava hledání novýh mutaí ozařování účine jedů selee mutaí výbě podle stejnýh itéii Konzevae apalný dusí lyofilizae KONZERVA adatae snést o nejvyšší onentai antibiotia, teé sám tvoří 1

2 KONZERVA očování 1. spoulační geneae očování 2. spoulační geneae očování 3. spoulační geneae ŽIVNÉ PŮDY složení voda zdoj enegie zdoj dusíu ionty speiální přísady (tlumí ůst myelia, stimulují tvobu spó) - PORULACE zumavy, šimý aga Petiho misy PORULAČNÍ INOKULUM očovaí onev, baňa ŽIVNÉ PŮDY apalné tuhé - aga - želatina PORULAČNÍ INOKULUM 1. vegetativní geneae očovaí něoli hodin tan 2. vegetativní geneae předočovaí tan něoli hodin fementační tan 3. vegetativní geneae desíty hodin IZOLACE FERMENTACE ŽIVNÉ PŮDY složení - voda - zdoj enegie - zdoj dusíu - ionty - speiální přísady (tlumí tvobu spó, stimulují ůst myelia) - peuzoy (usnadňují tvobu antibiotia) jen do fementačního tanu! PŘÍKRMY - doplně živin - do fementačního tanu během fementae fementační tan ohlazení 5 C (zastavení metaboliýh poesů) TUHÁ FÁZE myelium zbyty živin nědy AB KAPALNÁ FÁZE zbyty živin poduty metabolizmu nědy AB IZOLACE AB z tuhé fáze TUHÁ FÁZE oze mletí ext ae EXTRAKT ysta lizae ANTIBIOTIKUM suové IZOLACE AB z apalné fáze a) existuje oganié ozpouštědlo, teé se nemísí s vodou a v němž je AB lépe ozpustné než ve vodě extae b) existuje činidlo, s nímž AB seletivně eaguje za vzniu ve vodě neozpustné saženiny sážení ) AB se seletivně váže na měnič iontů či jiný sobent adsope ROZPOUŠTĚDLO ext ae odděle ní fází EXTRAKT ysta lizae KAPALNÁ FÁZE RÁŽEDLO sá žení RAŽENINA (sloučenina AB) oz lad ozpuš tění ROZTOK AB ysta lizae ANTIBIOTIKUM suové ORBENT adso pe RAŽENINA adso pe (AB + sobent) ext ae EXTRAKT ysta lizae ystalizae filtae, sážení aj. ANTIBIOTIKUM čisté Analytié metody fyziální fyziálně hemié hemié ČIŠTĚNÍ A ÚPRAVA AB ANTIBIOTIKUM HODNOCENÍ AB metody hemié syntézy ANTIBIOTIKUM polosyntetié biologié metody stanovení účinnosti mezináoí jeoty 2

Půmyslová výoba antibioti velé fementoy náůst biomasy a metabolitů využití podučníh miooganismů aeobní poes (přítomnost yslíu) voý ozto živin amonné ionty síanové ionty fosfoečnanové ionty uhlíaté

3 Půmyslová výoba antibioti velé fementoy náůst biomasy a metabolitů využití podučníh miooganismů aeobní poes (přítomnost yslíu) voý ozto živin amonné ionty síanové ionty fosfoečnanové ionty uhlíaté složy (sahaidy, oligosahaidy) FERMENTOR úni plynu yseliny hydoxidy přívod vody ontola ph ontola teploty odbě vzoů míhadlo výpusť plnění odpěňovač půzo ontola pěny ontola hladiny výstup vody dupliae půlez vzduh Šlehtění podučníh menů Miobiální inetia poduční meny : miooganismy poduujíí antibiotia působení mutagenů na poduční meny po zvýšení jejih ativity UV záření Rentgenové záření Chemié láty: yselina dusitá nitosometylmočovina nitosometylquanidin eační směs = ultivační ozto substáty (živiny, yslí) metabolié poduty miooganismy suspendované ve vodě yhlost závisí na onentai slože v eační směsi, teplotě, (tlau) vlastní bioeae - uvnitř buňy Miobiální inetia Miobiální inetia víefázový systém (apalná, plynná, pevná fáze) na elovou yhlost má vliv yhlost přenosu hmoty přes buněčnou stěnu Využití živin na ůst a dělení buňy (tvoba biomasy) Bioeae Cytoplazmantiá membána Zjeodušení: populae miooganismů = ontinuum onentae biomasy (hmotnost miooganismů v jeote objemu ultivačního oztou) biomasa = hemié individuum nezabýváme se změnou složení biomasy přenos živin přes membánu do buňy přenos podutů metabolismu z buňy ultivační ozto 3

Růst biomasy ůstová řiva (vsádový eato) Modely yhlosti ůstu Adaptační (Lag fáze) buňy se neozmnožují, zvětšují svůj objem, dohází ativai enzymového systému Exponeniální (logaitmiá fáze) vlastní

4 Růst biomasy ůstová řiva (vsádový eato) Modely yhlosti ůstu Adaptační (Lag fáze) buňy se neozmnožují, zvětšují svůj objem, dohází ativai enzymového systému Exponeniální (logaitmiá fáze) vlastní množení buně yhlost tvoby se s časem zvětšuje (autoatalytiý haate) taionání fáze ovnováha mezi dělením a odumíáním buně (nedostate živin) Fáze postupného odumíání buňy se již neozmnožují, pouze odumíají vlivem toxiýh podutů metabolismu dm d d d d Exponeniální fáze: n = počet jedinů populae m = hmotnost biomasy = onentae biomasy (hmotnostní) d f n Malthusův model pouze exponeniální ůst, bez inhibie f n n = speifiá yhlost ůstu τ = 0 n = n 0 Modely yhlosti ůstu Modely yhlosti ůstu Riatiho model fato inhibie β řešení βn 1 adaptační fáze 0 n0e n 1 n0 1 e asymptota βn = 1 poč.exponeniální f. τ 1/2 n1 n d začíná působit fato inhibie τ = onstanta ůstu β = onstanta tvoby toxinu poč. podmíny τ = 0 n = n 0 PŘECHOD NA TACIONÁRNÍ FÁZÍ (nezahnuje odumíání) Volteův model Numeié řešení Paamet řešení: λ = 0 = 0 0 > 0 0 < 0 d n 1 n 0 n d 0 0 Inhibiční člen (Riati) 2 Paměťový člen (Inhibiční vliv toxinu) ůst ultuy není ani inhibován ani pomotován přítomnost pomotou ihibie toxinem (odumíání buně) A d M Kinetié modely ůstu biomasy A d M Kinetié modely ůstu biomasy Monodova ovnie tvoby biomasy (empiiá) nejpoužívanější ovnie v miobiální inetie max K max max = maximální yhlost bioeae = onentae substátu K = onentae substátu po yhlost = ½ max. yhlosti Monodova ovnie analogie heteogenně atalytizovaným eaím (Langmui Hinshelwood) poměnná hoota zdánlivého eačního řádu po >>... nultý řád po <<... pvní řád neplatí po podmíny velmi yhlého ůstu max 4

5 Vliv vnějšího postředí na ůst miooganismů úzý ozsah podmíne, za teýh miobiální poesy pobíhají Teplota uyhluje řadu metaboliýh eaí (Aheniovsá závislost) ale při vyššíh teplotáh yhlejší denatuae bílovin a dezativae enzymů (využití při steilizai) optimum obvyle C max E A 1 a1 exp RT E K D 1 0 exp RT μ = speifiá ůstová yhlost E A = ativační enegie ůstu biomasy E D = ativační enegie denatuae biomasy Vliv vnějšího postředí na ůst miooganismů ph ůst miooganismů velmi itlivý na hootu ph (enzymová ativita závisí na ph) většina miooganismu ph 4-8 Pepsin ph 3 Agináza ph 10 s hootou ph souvisí i odolnost vůči vyšším teplotám čím vyšší odhyla od ideálního ph, tím nižší odolnost vůči vysoým teplotám epaae biomasy Biomasa tvoří dominantně suspenze Cílem oddělit biomasu a podut Využívané metody sepaae: filtae sedimentae odstřeďování (entifugae) ultafiltae (membány μm) epaae podutu čištění podutu úpava podutu Reylae biomasy (omezená stánutím biomasy) RIZIKA LÉČBY ANTIBIOTIKY vzni ezistentníh MO nepavidelné dávování, neúplné vyléčení zřížená ezistene MO ezistentní na jeo AB je ezistentní i na příbuzná AB dysmiobie změna složení střevní flóy půjmy, zažívaí potíže supeinfee v důsledu změny střevní flóy se ozmnoží patogenní MO, ezistentní použitému AB ozvine se jiná hooba, než teá je léčena alegie zejména peniilinová AB DEXTRAN JINÉ PRODUKTY BIOTECHNOLOGiÍ polysahaid, náhada evní plazmy ze sahaózy účinem Leuonosto mesenteoides AMINOKYELINY zejména eseniální výživa hospodářsýh zvířat L-lysin, L-theonin, L-typtopfan, L-methionin aj. VITAMÍNY B 2, iboflavin buď biotehnologiy nebo syntetiy B 12, yanoobalamin výhaě biotehnologiy C, ys. asobová pouze jeden stupeň biotehnologiy další vitamíny: A, D 2, B 6, H ENZYMY amylázy a poteázy, poduty Aspegillus oyzae ůstové fatoy eythopoetin, neutopoetin a tomboytopoetin VAKCÍNY eombinantní vaíny biotehnologiy zísané peptidy na povhu stejná stutua jao na bílovináh na povhu viů či bateií PROTILÁTKY monolonální potiláty poduty jeoho lonu hybidomů AFINITNÍ CHROMATOGRAFIE účinná dělií metoda izolae ennýh láte, např. monolonálníh potiláte 5

6 ALKALOIDY námelové alaloidy efedin vašení sahaózy za přítomnosti benzaldehydu HORMONY steoií (otizon, hydootizon, peizolon, dexametazon, spionolaton, pohlavní homony) plíseň Rhizopus nigians, něteé bateeie lidsý inzulín U lidsého inzulínu se zastavíme poačování příště (další sníme)1 lidsý ůstový homon somatostatin a jiné libeiny (eleaisng fatoy hypotalamu) živočišné homony LIDKÝ INZULÍN peptidiý homon, 51 moleul aminoyselin, 2 řetěze Rozdíl: Ala 1 aminoyselina lidsému Th je nejpodobnější vepřový na oni 2. řetěze Výoba lidsého inzulínu fementaí gen po tvobu inzulínu lidsý inzulín Esheihia oli izolae upavená Esheiha oli fementae 6

Podobné dokumenty

Biotechnologická syntéza antibiotik

Biotechnologická syntéza antibiotik ANTIBIOTIKA ANTIBIOTIKA: produkty různých organizmů, zejména mikroorganizmů hubí patogenní mikroorganizmy baktericidní, fungicidní zastavují růst patogenních mikroorganizmů