ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУЦЕНТОВ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ.

ОБЩАЯ Черта ПРОДУЦЕНТОВ На биологическом уровне АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И Фармацевтических ПРЕПАРАТОВ.


Из огромного контраста (более 2 млн. видов) живых организмов нашей планетки в биотехнологии исследуются для внедрения в качестве продуцентов и употребляются конкретно только сотая толика процента. Для обозначения продуцента так же, как и в других био дисциплинах, используют бинарную номенклатуру, т.е. латинское заглавие рода и вида, за которым указывают номер штамма, приобретенного методом селекции, к примеру, Aspergillus awamori 16.

В текущее время в биотехнологии в качестве продуцентов употребляются одноклеточные и многоклеточные организмы, построенные из клеток 1-го типа (бактерии, грибы, водные растения), также клеточки и ткани высших растений и животных. Объектами биотехнологии являются ферменты, нуклеиновые кислоты, простагландины, лектины, нейропептиды и разные БАВ (на биологическом уровне активные вещества).

В промышленной биотехнологии используют 3 вида штаммов:

1) природные штаммы, усовершенствованные естественным и искусственным отбором (при производстве микробной биомассы);



2) штаммы, приобретенные в итоге индуцированного мутагенеза;

3) генноинженерные штаммы (владеют самой высочайшей генетической непостоянностью).

Промышленные штаммы должны удовлетворять последующим требованиям:

1. Безвредность для потребителя и обслуживающего персонала.

2. Высочайшая скорость роста биомассы и мотивированного продукта (БАВ) при экономном потреблении питательной среды.

3. Направленная биосинтетическая активность при наименьшем образовании побочных товаров.

4. Генетические однородность и стабильность в отношении к субстратам и условиям культивирования.

5. Отсутствие токсических веществ в мотивированном продукте и промышленных стоках.

6. Устойчивость к фагам и другой сторонней микрофлоре.

7. Способность расти на дешевеньких и доступных субстратах, отходах пищевой и хим индустрии при высочайшей плотности клеток.

Только по совокупы этих и других параметров можно оценить полезность и рентабельность продуцента. Более исследованы и почаще используются в биотехнологии бактерии рода Clostridium, Thermoanaerobacter, Bacillus, Acetobacter, Pseudomonas, Brefibacterium. Охарактеризуем их особенности как продуцентов в биотехнологии.

Бактерии имеют очень высшую скорость размножения, их клеточки делятся через 30-60 минут (некие виды через 8-10 минут). Они могут перерабатывать в день объем биомассы, превосходящий массу клеточки в 30-40 раз (масса 10-12 г, объем – 10-12 мл), и за 2-4 суток способны создавать биомассу 1010 т.

В реальности этого не происходит, потому что действуют различные ограничивающие причины. Но способности микробов к резвому размножению намного превосходят другие виды организмов, и это их свойство является важным при производстве микробного белка и БАВ. Бактерии биохимически универсальны в том смысле, что могут усваивать самые различные питательные вещества и даже способны выбирать лучшие органические соединения из консистенции, потому могут адаптироваться к самым различным условиям существования. К примеру, Pseudomonas multivorans в качестве источника углерода может использовать 90 веществ, в том числе углеводы и их производные, жирные кислоты, спирты, аминокислоты и даже циклические углеводороды (оксибензол).

Зависимо от дела к О2 бактерии принято разделять на облигатные аэробы, факультативные анаэробы, аэротолерантные анаэробы. Большая часть продуцентов в микробной биотехнологии являются облигатными аэробами, потому культивирование их протекает при неизменном притоке О2, некие продуценты вырастают при низком содержании О2 (2-10%), их именуют микроаэрофилами, а условия, в каких их культивируют, микроаэробными. К факультативным анаэробам относятся некие представители рода Bacillus, Escherichia, к аэротолерантным анаэробам – метанобразующие бактерии.

Большая часть микробов культивируют на сложных органических средах, содержащих причины роста (витамины, аминокислоты, пурины, пиримидины). Продуценты, нуждающиеся в факторах роста, именуют ауксотрофами, штаммы, не обнаруживающие эту потребность, прототрофами. Молочнокислые бактерии можно отнести к ауксотрофам. Многие продуценты могут расти на синтетических средах, содержащих всего одно органическое вещество в качестве источника углерода. Некие продуценты употребляют в качестве источника энергии метан, метанол, метилированные амины. В микробной биотехнологии обширно употребляется способность ряда микробов производить жизнедеятельность в итоге окисления молекулярного водорода, сероводорода, аммония, нитратов, солей двухвалентного железа и неких других неорганических соединений. Для многих продуцентов характерен лабильный метаболизм.


Загрузка...

Это выражается в возможности использовать огромное число различных соединений углерода, азота и др. частей, также переключения с 1-го типа питания на другой. Большая часть микробов имеют в составе клеточной стены пептидогликаны (состоят из N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты).

Особенное значение как продуценты имеют архебактерии, античные представители прокариот. Они обитают в средах с экстремальными критериями (высочайшие концентрации неорганических веществ, завышенные температуры). Посреди архебактерий галобактерии представляют большой энтузиазм для биотехнологии. Они вырастают в среде, содержащей 20-30% NaCl (концентрированный раствор, Мертвое море), живут на сухой соленой рыбе, кожаных изделиях, имеют белки, обычное функционирование которых происходит только при больших концентрациях NaCl. Это палочки и кокки, содержащие фотоактивные пигменты бактериородопсин и галородопсин. Галородопсин способен превращать электрическую энергию света в хим энергию, за счет которой происходит фосфорилирование и синтез АТФ. Если пурпуровые бактерии Halobacterium иммобилизовать на носителе, то при освещении можно получать электричество, АТФ и обессоливать морскую воду.

В дальнейшем подразумевают при помощи таких микропреобразователей энергии обеспечивать электричеством отдельные жилья в странах с высочайшей солнечной радиацией. Метаногенные (архебактерии) бактерии обширно изучаются в биотехнологии как метод получения дополнительной энергии из возобновляемого субстрата. Био метаногенез был известен в Китае еще во II веке до н.э. В 1911 году в г. Бирменгеме был построен завод по анаэробному разложению сточных вод. Газовый генератор превращал метан в электричество, обеспечивая жизнь целого городка. В текущее время в Китае работает более 7 млн. биогазовых установок. Биомассу метаногенных микробов можно использовать как концентрат витамина B12 для сельскохозяйственных животных.

Серозависимые архебактерии и термоплазмы также вызывают большой энтузиазм биотехнологов. Они обитают в жарких и кислых водоемах, в вулканических расщелинах. Энергию получают за счет окисления Н2, S, Fe2+ сульфитов металлов. К примеру, Thermoproteales живут при 108 ºС, (не ниже 80 ºС), анаэробы, при этом ферменты, синтезированные в их клеточках, владеют высочайшей терморезистентностью. Основное преимущество термофильных анаэробных архебактерий состоят в последующем: 1. сокращение сроков культивирования; 2. возможность обойтись без аэрации; 3. уменьшение вероятности инфецирования.

Актиномицеты – группа грамположительных микробов, клеточки которых способны к ветвлению. Наружное сходство с грибами отыскало отражение в их заглавии («лучистые грибы», актис – луч, микес – гриб). Но практически никакого родства с грибами, являющимися эукариотами, эти прокариотические организмы не имеют. Нити, образующие мицелий актиномицетов, имеют поперечник 0,3-1 мкм (у грибов – около 50 мкм).

Колонии многих актиномицетов покрашены разными пигментами. Многие актиномицеты образуют плотный субстратный мицелий, врастающий в питательную среду. К лекарствам, продуцируемым актиномицетами, относятся различные хим соединения с широким диапазоном био деяния: аминогликозидазы, тетрациклин, актиномицины, макролиды, акзамицины.

Важными продуцентами этих групп лекарств являются Streptomyces griseus, Saccharopolispora hisuta, Micromonospora olivoasterospora, Nocardia mediterranea.

Понятно несколько главных вариантов использования микробов для изготовления фармацевтических средств. Самый пользующийся популярностью основан на получении биомассы и следующем ее использовании в качестве полупродукта либо же искомого продукта. Так готовят некие вакцины, целительные диагностические бактериофаги. Другой вариант основан на использовании биообъектов, с целью синтеза метаболитов, которые скапливаются в среде выкармливания. На этом принципе основано создание аминокислот, витаминов, ферментов, антиферментов, лекарств, полисахаридов.

Микробные клеточки употребляются в качестве источника белка приемущественно в кормах для животных. Также их употребляют для проведения био перевоплощений. Микробные перевоплощения, именуемые также микробиологическими трансформациями, можно проводить при помощи возрастающих либо не возрастающих либо даже высушенных клеток, также спор. Сущность таких перевоплощений состоит в том, что одно соединение превращают в другое, схожее по структуре, при помощи 1-го либо нескольких образуемых клеточками ферментов. В отличие от большинства небиологических хим реакций био перевоплощения происходят при био температурах, а растворителем служит вода. Приобретенные продукты отличаются высочайшей степенью чистоты, фактически не содержат побочных товаров. Био перевоплощение – строго специфичный процесс, т.е. каждый фермент катализирует только один вид реакции в специфичном месте молекулы субстрата. Но при применении микробов как продуцентов лекарственной продукции должен быть кропотливо исследован состав их липидов, потому что у неких из их (к примеру, у микобактерий) могут содержаться токсические составляющие. К тому же бактериальные клеточки маленькие и процесс концентрирования биомассы из-за этого затруднен.

Внедрение микробов в качестве продуцентов белка и витаминов при производстве лекарственной продукции имеет ряд ценностей:

1. Способности использования отходов пищевых и хим производств для культивирования;

2. завышенное содержание неподменных аминокислот в бактериальных клеточках по сопоставлению с растительными белками;

3. Высочайшая быстроту реакции биосинтеза белка;

4. Относительно легкая разработка культивирования в промышленных масштабах, независящая от сезонов и других изменяющихся критерий среды;

5. Возможность направленного воздействия при помощи способов селекции на хим состав клеток для совершенствования био ценности мотивированного продукта.

Но лекарственная продукция, приобретенная на базе клеток микробов, должна подвергаться кропотливой медико-биологической проверке для выявления канцерогенного, мутагенного, эмбриотропного деяния на человеческий организм.

Понятно около 30 видов микробов, являющихся продуцентами различной биотехнологической продукции, в том числе и фармацевтических веществ.

Источником углерода при культивировании микробов могут служить отходы разных видов индустрии, в том числе природный и попутный газы (водород), также метанол, этанол, пропанол. На газовых питательных средах культивируются бактерии рода Methylococcus, Pseudomonas, Methylophillus. На метаноле в Англии скооперировано создание белкового продукта прутин, содержание белка в каком 74% от сухой массы. В Рф разработана разработка промышленного получения меприна с внедрением в качестве питательной среды метанол.

В производстве белковых препаратов можно использовать в качестве продуцентов и водородоокисляющие бактерии, накапливающие в клеточках до 80% белка, в особенности в близи хим компаний.

Грибыимеют сходство и с растениями (верхушечный, либо апикальный рост, крепкая клеточная стена, наличие вакуолей и поперечных перегородок у многих из их), и с животными (гетеротрофный тип питания, большая либо наименьшая потребность в витаминах, наличие хитина либо хитозана, синтез гликогена). В то же время только грибам присуще мицелиальное строение и как следствие абсорбционный метод питания (осмотрофия); для их известны явления дикариозиса (раздельное нахождение 2-ух ядер в одной клеточке, способных к одновременному делению и имитирующих диплоидное ядро) и гетерокариозису (нахождение разнокачественных ядер в одной клеточке).

Посреди грибов в качестве продуцентов фармацевтических веществ используют микромицеты (дрожжи, Penizillum, Aspergillum) и макромицеты, формирующие в процессе роста и развития плодоносящие тела.

Грибы имеют поперечник клеток в 3-5 раз больше, чем бактерии, и поболее устойчивы к фагам.

Удельная производительность ферментеров по биомассе при применении микробов в качестве продуцентов выше, чем при культивировании грибов (для Candida 7 г/кг·ч, для микробов Micrococcus lactis 22 г/кг·ч). Это связано не только лишь с высочайшей скоростью роста микробов, да и со способностью окисления более широкого диапазона углеводов.

В производстве алкогольных напитков дрожжи представляют собой единственный промышленно применяемый штамм микробов.

Кроме производства пива и вина дрожжи используют в промышленных масштабах для получения технического спирта и глицерина, также в качестве добавок к кормам для животных.

В качестве продуцентов употребляют Saccharomyces cerevisiae, Candida lipolytica. Из соединений углерода дрожжи идеальнее всего употребляют гексозы, из полисахаридов утилизируют инулин и крахмал, некие можно культивировать на метаноле и этаноле, органических кислотах. В качестве источника азота при производстве дрожжей используют соли аммония (нитраты, нитриты). Большая часть дрожжей вырастает в границах pH 3,0-8,0, лучшая температура культивирования 28-30 ºС, при этом пивные дрожжи имеют более широкий оптимум температуры. Спиртовое брожение у дрожжей отличается от гликолиза у высших растений только последними шагами (появляется этиловый спирт), что обосновано наличием фермента пируват декарбоксилазы, катализирующей перевоплощение пирувата в ацетальдегид, который потом восстанавливается в этанол.

Штаммы S. cerevisiae разделяются на расы низового и верхового брожения. К расам низового брожения относят винные и пивные дрожжи, к расам верхового – спиртовые, хлебопекарные. Дрожжи низового брожения работают в производстве при 6-10 ºС, верховые – при 14-25 ºС. В конце брожения низовые дрожжи оседают на дно, а верховые образуют «шапку».

При культивировании дрожжей на этаноле выход по массе составляет 30%, ферментеры, имеют производительность больше в 2-3 раза, чем при выращивании на n-алканах. Применение этанола для получения дрожжевой биомассы не встречает психических возражений. В Чехии скооперировано создание биомассы C. utilis на этаноле для прибавления в продукты питания человека с целью улучшения их органолептических параметров. Дрожжи употребляют при производстве эргостерина и β-каротина. Исходя из убеждений производства лекарственной продукции более важны продуценты родов: Aspergillus,Cephalosporium,Fusarium,Penicillum. К числу главных товаров метаболизма их относятся лекарства, органические кислоты и ферменты.

Для культивирования дрожжей в качестве питательной среды используют неразветвленные углеводороды с 10-30 углеродными атомами в молекуле, т.е. водянистые фракции углеводородов нефти, также молочную сыворотку. 1 т сыворотки содержит 10 кг белка и 50 кг лактозы. В текущее время разработана действенная промышленная разработка получения белка из молочной сыворотки способом ультрафильтрации, который применяется для получения сухого обезжиренного молока.

Водянистые отходы от этого производства (перлиат) употребляются дальше для выкармливания кормовых дрожжей. Дрожжи культивируют на метаноле и этаноле. При таковой технологии продукт содержит 56-62% белков и существенно наименьшее количество вредных примесей (производных бензола, аминокислот, не нормальных липидов, токсинов), чем при выращивании на n-парафинах нефти.

Дрожжи по содержанию таких аминокислот, как лизин, треонин, валин и лейцин существенно превосходит многие растительные белки.

Белковые препараты из дрожжевой биомассы используются в качестве пищевых добавок. Это пивные и пищевые дрожжи S. serevisiae, C. arborea, C. ufilis. В США разработана рецептура изготовления сосисок из мяса индейки с добавлением 25% дрожжевого белка. В Англии при производстве колбас используют белковый продукт мукопротеин. 14 видов дрожжей вида Candida используются для утилизации молочной сыворотки и получения биомассы богатой белками и витаминами. Дрожжи Rhodotorula glutimis используют при производстве пищевого и мед предназначения. Пивные дрожжи S.carlsbergensis содержат более 48% белка, 14 разных витаминов и характеризуются неплохой сбалансированностью по неподменным аминокислотам, потому обширно используются в медицине и пищевой индустрии при производстве колбас в качестве заменителя казеина.

При переработке дрожжей в пищевой белок они подвергаются специальной обработке. Поначалу стены пищевых клеток разрушают (механическим, щелочным, кислотным воздействием либо при помощи особых ферментов), дальше обрабатывают гомогенную дрожжевую массу подходящим органическим растворителем с целью освобождения от низкомолекулярных примесей и сопутствующих органических веществ. Последующая стадия – обработка смесями щелочей для растворения белков и диализ. Очищенные при помощи таких методических приемов белки осаждают, высушивают и используют в пищевой технологии и медицине.

Мицелиальные грибы образуют около 1200 антибиотических соединений. Больший энтузиазм для медицинской практики представляют пенициллины, цефалоспорины, гризеофульвин, трихотецин, фумагиллин и др. Пенициллины синтезируются определенными видами Penizillum (P. chrysogenium, P. brevicompactum, P. nigricans) и некими видами Aspergillus (A. flavus, A. nidulans). Главным продуцентом при промышленном получении этого антибиотика является P. chrysogenium, в процессе жизнедеятельности которого образуются разные формы пенициллинов, отличающиеся строением боковой части молекулы антибиотика, био активностью и диапазоном противомикробного деяния. Важным продуцентом лекарств цефалоспоринового ряда, используемым в лекарственной индустрии, является Cephalosporium acremonium и актиномицет Streptococcus clavuligereus (цефалоспорин С, цефамицин С, цефалексин, цефрадин). В последние годы получены новые хим модификации цефалоспоринов (цефапарол, цефатризин, цефамандол, цефакситин).

Огромные затруднения при производстве лекарств на базе микромицетов представляет биомасса в виде мицелия, что усложняет конструкции биореакторов и приводит к изменению гидродинамических параметров культуральной воды.

В текущее время искусственно выращивают базидиомицеты, грибы, образующие плодоносящие тела, более 70 государств как пищевые продукты и мировое создание их превосходит 1,5 млн. т. Подсчитано, что по выходу белка грибы как сельскохозяйственные культуры во много раз превосходят создание говядины и рыбоводство и не имеют для себя соперников. Они характеризуются особенно резвым по сопоставлению с другими организмами ростом плодовых тел (вырастают, как грибы). Грибы – это добавка к бедной белком растительной еде. В то же время это малокалорийная еда и подходит неподвижным людям. Главными производителями грибов являются США, Франция, Япония, Германия, Венгрия. В индустрии выращивают 7-10 видов базидиомицетов: шампиньон двухспоровый, шиинтаке, вольвариелла, вешенка обычная, опенок зимний, темный трюфель и др. К примеру, шиинтаке является экспортным продуктом Стране восходящего солнца. Выращивают в закрытых помещениях на опилках с разными добавками и на рисовой траве, смоченной экстрактом из бобов, при температуре 20 ºС. Из микоризных грибов только темный трюфель культивируют искусственно в дубовых и бамбуковых рощах. Имеется компания, снабжающая микоризными саженцами хозяйства.

Выкармливание грибницы шампиньона (и др. грибов) является спец стерильным микробиологическим созданием и осуществляется на заводах, оборудованных современными биотехнологическими устройствами и аппаратами. В нашей стране более 80 хозяйств занимается выращиванием базидиомицетов как товаров питания. Будущий день грибной промышленности – это их внедрение для лекарственных целей. К примеру, белоснежный гриб обладает естественным антихолестероловым и антивирусным действием, гриб шиитаке эффективен при лечении гипертонии.

Таким макаром, неувязка искусственного разведения грибов является животрепещущей биотехнологической задачей, решение которой позволит удешевить и упростить утилизацию бытовых и промышленных отходов, дать целый ряд подходящих для медицины веществ, без суровых издержек прирастить количество белковых пищевых товаров для людей и кормов для скота.

Водоросликак продуценты БАВ, медлительнее вырастают, чем грибы. Общее содержание белка в их может достигать 40-70%, при этом белки настоящие по аминокислотному составу. При культивировании водных растений можно получить в 2-10 раз больше сухого вещества, чем при культивировании высших растений.

Водные растения, как грибы, просто отделяются от субстрата, содержат меньше нуклеиновых кислот в биомассе. Это фотосинтезирующие организмы, их можно растить как в фотобиореакторах, так и на углеродсодержащих субстратах. По белку водные растения имеют преимущество по сопоставлению с высшими растениями в 6-30 раз. Более 100 видов макрофитных водных растений употребляют в еду во всех странах. Из их готовят много диетических блюд: салатов, приправ, конфет, варенья, желе. Ламинария и хлорелла – самые пользующиеся популярностью съедобные и кормовые водные растения.

К макрофитам, используемым в еду человека относятся ульва, алария, порфира, родимения, хондрус, ундария, фурцеллярии, спирулина.

В Стране восходящего солнца культивирование порфиры занимает 60 000 г акватории.

В нашей стране из черноморских водных растений добывают филлофору для производства иода, агар-агар создают из анфельции. Общая добыча водных растений около 3 млн. т (КНР, Япония), из их 2,2 млн т культивируют. Спирулина добывается и культивируется в водоемах, это обычный продукт питания на местности Мексики и Центральной Африки. В Рф из нее получают вкусовые и белково-витаминные добавки к овощам, консервам, соусам (содержит 9 неподменных аминокислот). Биомассу хлореллы и спирулины используют для подмены пищевого сырья для изготовления питательных сред при культивировании микробов, клеток растений и животных. Хлорелла представляет энтузиазм для сотворения искусственных экологических систем для жизнеобеспечения экипажей галлактических кораблей. Необходимо подчеркнуть, что внедрение водных растений в качестве компонент пищевых товаров связано с рядом технологических заморочек:

1. необходимость удаления клеточной стены для уменьшения количества неперевариваемых компонент;

2. обезжиривание, потому что некие составляющие липидной фракции присваивают продукту противный вкус;

3. детоксикация пигментированных белков.

Возможный продуцент биотехнологии королевства животных – простые и разные группы почвенных беспозвоночных (дождевые червяки и др.).

Хотя простые в текущее время не употребляются в промышленном масштабе ни для производства биомассы, ни для синтеза на биологическом уровне активных веществ, они вместе с другими микробами играют огромную роль в био чистке сточных вод лекарственных компаний. Эти процессы, обширно применяющиеся в мире, исходя из убеждений биолога, очень сложны. Сточные воды – это многокомпонентная смесь разных питательных веществ и микробов. Потому для обработки стоков нужно также огромное число разных представителей простых, конкурирующих в потреблении питательных веществ.

Простые относятся к числу нестандартных объектов биотехнологии. В текущее время они только завоевывают для себя место в исследовательской работе и микробиологической индустрии как продуценты БАВ. При всем этом рациональнее использовать свободноживущих простых. Они являются принципиальной составной частью геологических пород, земли, пресных и морских вод, некие продуцируют целлюлазный мультиферментный комплекс.

Трипаносома стала первым продуцентом противоопухолевого продукта круцина (Наша родина, Франция), владеющего цитотоксическим эффектом при прямом контакте с опухолью.

Свободноживущий жгутиконосец Astasia longa культивируют для получения астазилида, владеющего противоопухолевым действием не через цитотоксический эффект, а при воздействии на клеточное звено иммунитета. Эвгленовые можно рассматривать как многообещающие продуценты гликанов и других гетерополисахаридов.

Важные продуценты фармацевтической продукции королевства животных:

№ п/п Продуцент Внедрение в биотехнологическом производстве
Вид Лекарственное средство Орган
1. Человек Эритроцитарная масса для гемотрансфузии, лейкоцитарная масса Кровь
2. Лошадка, ишак, мул Антистафилококковая плазма, гетерологические антитоксические сыворотки, противодифтерийная, противостолбнячная, сыворотки Кровь
3. Пачкал (изюбр, пятнистый олень) Пантокрин Панты
4. Скотина, як Инсулин Панкреатин Паратиреоидин Тиреотропин Гиалуронидаза Румалон Ткани поджелудочной железы, паращитовидной железы, гипофиза, семенников, хрящей
5. Баран Обычные эритроциты для постановки ИФА Кровь
6. Коза Гетерологичная антисыворотка к вирусу клещевого энцефалита Кровь
7. Свинья Пепсин Инсулин Слизистая система желудка
8. Зайчик Новорожденный крольчонок Диагностические сыворотки Вакцина против бешенства Кровь Среда для размножения вируса
9. Курица Лизоцим Лецитин Белковая фракция, желтка яиц
10. Змеи Антитоксические сыворотки (анти-эфа, анти-гюрза) Антигены для иммунизации
11. Пчелы Пчелиный яд Ткань брюшных желез
12. Скорпионы Антитоксическая сыворотка яд

Большая часть применяемых в биотехнологии продуцентов по отношению к температуре являются мезофилами: их рост и развитие происходит при температуре 25-37ºС. Психрофильные мельчайшие организмы вырастают при температуре 0-15ºС, и термофилы – при температуре 60-80ºС. Все перечисленные группы имеют промежные формы. Для биосинтетических процессов в промышленном производстве лучше использовать термофильные мельчайшие организмы. Отдельные термофилы вырастают при 110ºС, а в подводных выбросах сверхгорячих источников огромных океанических глубин найдены мельчайшие организмы, развивающиеся при t 300ºС и под давлением.

Посреди термофилов обнаружены ценные продуценты спиртов, аминокислот, ферментов, молекулярного водорода. Скорость роста и метаболическая активность у их выше, чем у мезофиллов. Ферменты, синтезируемые термофилами (протеазы), имеют высшую устойчивость к нагреванию, действию окислителей, детергентов и других неблагоприятным условиям. Применение термофилов в микробной биотехнологии (продуценты протеаз Thermus aquaticus и T. caldophilus) позволяет понизить издержки на стерилизацию промышленного оборудования и на системы остывания биореакторов. Это позволит использовать ферментеры без массивных теплообменных устройств и упростить их конструкцию.

В микробиологическом синтезе для каждой культуры микробов есть оптимум, минимум и максимум pH. Большая часть микробов идеальнее всего развивается при pH 7,0 (нейтральная среда). Ацидофильным микробам (некие дрожжи, плесени) нужно иметь водородный показатель среды 1,5-4,5, базофильным – pH 8,5-9,5.

Ацидофильные формы не вырастают при pH выше 5,0-5,5, Thiobacillus ferrooxidans встречается в шахтных водах месторождений сульфидных минералов (pH время от времени меньше 1,0). Алкалофильные бактерии вырастают при pH более 10 (некие бактерии рода Bacillus), разлагающие мочевину до аммиака. В индустрии лучше использовать ацидофильные штаммы, потому что сторонняя микрофлора в таких субстратах гибнет и уменьшаются средства, используемые для стерилизации.

Одним из причин, ограничивающих рост микробов, является высочайшее осмотическое давление среды. К осмофильным видам относятся некие дрожжи (Xeromyces bisporus) и мицелиальные грибы, они могут расти на субстратах, содержащих 20% сахара и поболее.

В текущее время необыкновенную значимость для производства лекарственной продукции получают исследования процессов перестройки генетических программ клеток продуцентов в направлении ускорения биосинтеза мотивированных товаров и конверсии питательной среды способами современной генетики.




Возможно Вам будут интересны работы похожие на: ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУЦЕНТОВ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ.:


Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Cпециально для Вас подготовлен образовательный документ: ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУЦЕНТОВ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ.