50 Год). Набута резистентність до глікопептидів у грампозитивних бактерій роз-

вивається рідко [1].

На території України зареєстровані такі препарати, що містять у своєму скла-

ді діючу речовину тейкопланін [13]: Тейнін (Швейцарія, Італія), Нортейк-здоров’я

(Україна), Тейко (Індія), Таргоцид (Італія), Нортейк (Індія).

За підсумками 2010 р. обсяг українського фармацевтичного ринку в цінах ви-

робника, розрахований за формулою „імпорт + виробництво – експорт”, стано-

вив 22,4 млрд грн, левову частку з якого за підсумками 2010 р. акумулює сегмент

імпорту – 17 млрд грн [14, 18]. Таким чином, вітчизняний фармацевтичний ринок

залишається імпортозалежним.

Обсяг імпорту готових лікарських засобів в Україні за підсумками 2010 р. ста-

новив 17 млрд грн. Слід зазначити, що згубний вплив економічної кризи і до цього

дня дає про себе знати, незважаючи на високу динаміку розвитку ринку в націо-

нальній валюті, у вагових одиницях і доларовому еквіваленті, обсяг імпорту гото-

вих лікарських засобів в Україні до цих пір не відновився до рівня 2008 р. [14, 18].

Обсяг українського експорту готових лікарських засобів за підсумками 2010 р.

становив 1,4 млрд грн. Основними експортними напрямами для українських ви-

робників готових лікарських засобів традиційно виступають країни пострадян-

ського простору. До топ-5 країн-одержувачів українських готових лікарських за-

собів у грошовому виразі також належать Узбекистан, Росія, Казахстан, Білорусь

і Молдова. Звертає на себе увагу той факт, що на 7 позицію вийшла Німеччина.

За підсумками 2007 р. загальний обсяг продажів антибактеріальних засобів

в Україні становив 618,5 млн грн. У структурі продажів антибактеріальних засо-

бів у грошовому виразі переважають зарубіжні препарати [5, 14, 18].

Наведені цифри щодо вартісної ємності ринку протимікробних засобів (у тому

числі антибіотиків), співвідношення імпорт/експорт і виробничий потенціал вітчизняних

підприємств свідчать про високий рівень конкуренції та необхідність

великих інвестицій для розробки і впровадження нового продукту. Очевидно, що

конкурувати на ринку даних препаратів можуть лише великі фармацевтичні фір-

ми або підприємства, що отримують вагому державну підтримку.СУЧАСНИЙ СТАН І ПЕРСПЕКТИВИ БІОТЕХНОЛОГІЧНОГО ВИРОБНИЦТВА АНТИБІОТИКІВ 169

Біологічні Студії / Studia Biologica • 2011 • Том 5/№1 • С. 159–172

Розвиток біотехнології в Україні задекларований як один із визначальних на-

прямів інноваційного руху країни [8]. У цих рамках мають бути здійснені основні

необхідні заходи для розвитку біотехнологічного сектору: впроваждення пільго-

вого режиму в біотехнологічній (науковій та виробничій) галузі, надання довго-

строкових кредитів для впровадження нових технологій, визначення джерел

державного та приватного фінансування пріоритетних напрямів розвитку біотех-

нології. Лише це може стати основою для реалізації наукового та промислового

потенціалу будь-якої країни (зокрема України) в галузі біотехнології та дасть змо-

гу зайняти гідне місце серед розвинених держав світу.

1. Белобродова Н.В. Гликопептиды (ванкомицин, тейкопланин) – место в антибактери-

альной терапии пациентов группы высокого риска. Анестезиология и реанимато-

логия, 1998; 4 : 23–27.

2. Дебабов В.Г. Селекция микроорганизмов на заре XXI века. Биотехнология, 2005; 4:

3–19.

3. Дідик В.С. Мікробіологічне обґрунтування сумісного використання антибіотиків

з антисептиками групи четвертинного амонію. Автореферат дис… канд. мед.

наук: 03.00.22. Харків, 2003. 20 с.

4. Дубицька Л.П. Конструювання та селекція штаму Streptomyces peucetius subsp.

ceasius – продуцента даунорубіцину та доксорубіцину. Автореф. дис… канд.

біол. наук: 03.00.15. Київ, 2002. 17 с.

5. Кармалита Е.Е., Юрьев К.Л. Амбулаторное потребление антибактериальніх средств

в Украине. Укр. мед. часопис, 2008; 1(63): 105–110.

6. Кобилянський А.М. Гени актиноміцетів, що контролюють етапи відновлення,

окиснення та глікозилювання у біосинтезі ангуциклінових антибіотиків. Авто-

реф. дис… канд. біол. наук: 03.00.22. Київ, 2011. 20 с.

7. Козлов Р.С. Нозокомиальные инфекции: эпидемиология, патогенез, профилактика,

контроль. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия, 2000;

2(1): 16–30.

8. Костюк Р.В. Розвиток інноваційної діяльності біотехнологічних підприємств у сучас-

них умовах. Актуальні проблеми економіки, 2009; 8(98): 79–84.

9. Ланчини Д., Паренти Ф. Антибиотики. Москва: Мир, 1991. 270 с.

10. Мацелюх А.Б. Стрептоміцети – продуценти антибіотиків. Мікробіол. журн, 2003;

65(1–2): 168–181.

11. Новіков В., Сидоров Ю., Швед О. Тенденції розвитку комерційної біотехнології. Вісн.

НАН України, 2008; 2: 25–39.

12. Осташ Б. Сайт-специфічні рекомбінази у генетичній інженерії: новітні технології in

vivo. Цитология и генетика, 2010; 44(4): 61–69.

13. Реєстр ЛЗ на території України. http://mozdocs.kiev.ua/

14. Сергиенко О. Ралли на фармрынке! Аптечные продажи лекарств в Украине: итоги

2010 г. Часть I. Аптека.ua Online, 2011; 4. http://www.apteka.ua/article/70328

15. Спосіб експрес-виявлення антибіотиків групи ландоміцинів. Пат. 88383 України.

Осташ Б. О. Осташ І.С., Федоренко В.О. та ін.; заявл. 8.01.2008; опубл. 12.10.2009,

Бюл. № 19.

16. Стрельников Л.С., Стрилец О. П., Щербак О. В. и др. Перспективы и пути развития

производства биотехнологических лекарственных препаратов в Украине. Annals of

Mechnikov Institute, 2006; 4: 3–8.

17. Тец Г. В., Артеменко К. Л. Совместное действие антибиотиков и дезоксирибонукле-

азы на бактерии. Антибиотики и химиотерапия, 2006; 6: 11–14.170 Т. С. Тодосійчук, Т. І. Іздебська, Громико О. М., Федоренко В. О.

Біологічні Студії / Studia Biologica • 2011 • Том 5/№1 • С. 159–172

18. Шибаева А. Путешествия лекарств, или импорт–экспорт, производство готовых

лекарственных средств: итоги 2010 г. Аптека.ua Online. 2011; 4: http://www.apteka.ua/

article/69550

19. Aiello A.E., Larson E. Antibacterial cleaning and hygiene products as an emerging risk factor

for antibiotic resistance in the community. Lancet Infect. Dis, 2003, 3(8): 501–506.

20. Baig I.,Kharel M., Kobylyanskyy A. et al. About the acceptor substrate of C-glycosyltransferase

UrdGT2: three novel prejadomycin C-glycosides from an engineered mutant of the

landomycin E-producer, Streptomyces globisporus 1912 ∆lndE(urdM). Angew. Chem. Int.

Ed, 2006; 45: 7842–7846.

21. Berdy J. Bioactive microbial metabolites. J. Antibiot, 2005; 58(1): 1–26.

22. Bentley S.D., Chater K.F., Cerden-o-Tarraga A.M. et al. Complete genome sequence of the

model actinomycete Streptomyces coelicolor A3(2). Nature, 2002; 417: 141–147.

23. Bibb M.J. Regulation of secondary metabolism in streptomycetes. Curr Opin Microbiol,

2005; 8(2): 208–215.

24. Bister B., Bischoff D., Ströbele M. et al. Abyssomicin C—a polycyclic antibiotic from a marine

Verrucosispora strain as an inhibitor of the p-aminobenzoic acid/tetrahydrofolate biosynthesis

pathway. Angew. Chem. Int. Ed, 2004; 43: 2574–2576.

25. Bizani D., Brandelli A. Influence of media and temperature on bacteriocin production by

Bacillus cereus 8A dyring bath cultivation. Appl. Microbiol. Biotechnol, 2004; 65: 158–162.

26. Dalili M., Pao C. Production of actinomycin D with immobilized Streptomyces parvullus under

nitrogen and carbon starvation conditions. Biotechnology Letters, 1988; 10(5): 331–336.

27. Demain A.L., Elander R.P.. The b-lactam antibiotics: past, present and future. Antonie van

Leeuwenbook, 1999; 75: 5–19.

28. Demain A.L, Sanchez S. Microbial drug discovery: 80 years of progress. J. Antobiotics,

2009; 62: 1–12.

29. Donadio S., Maffioli S., Monciardini P. et al. Antibiotic discovery in the twenty-first century:

current trends and future perspectives. J. Antibiotics, 2010; 63: 423–430.

30. Gomez-Escribano J.P., Martín J.F., Hesketh A. et al. Streptomyces clavuligerus relA-null

mutants overproduce clavulanic acid and cephamycin C: negative regulation of secondary

metabolism by (p)ppGpp. Microbiology, 2008;154(3): 744–55.

31. Gomez-Escribano J.P., Bibb M.J. Engeneering Streptomyces coelicolor for heterologous

expression of secondary metabolite gene clusters. Microbial Biotechnology, 2011; 4(2):

207–215.

32. Gromyko O., Rebets Y., Ostash B. et al. Generation of Streptomyces globisporus SMY622

strain with increased landomycin E production and it’s initial characterization. J. Antibiot,

2004; 57(6): 383–389.

33. Hamad B. The antibiotics market. Nature Reviews Drug Discovery, 2010; 9: 675–676.

34. Horbal L., Rebets Y., Rabyk М. et al. Characterization and analysis of the regulatory network

involved in control of lipomycin biosynthesis in Streptomyces aureofaciens Tu117. Appl.

Microbiol. Biotechnol, 2010; 859(4): 1069–1079.

35. Hyung-Moo Jung, Sang-Uong Kim, Ponnandy P. et al. Optimization of culture conditions

and scale-up to plant scale for teicoplanin production by A

екмолін, який підсилює терапевтичну дію пеніциліну при грипі.

Нове джерело антибіотиків – вищі рослини, які продуцюють фітонциди – антимікробні речовини, відкриті Токіним Б.П.

Фітонциди – бактерицидні, фунгіцидні, протистацидні речовини, які продукуються рослинами. Ці речовини є одним з факторів їх імунітету і відіграють роль у взаємовідносинах організмів і біоценозах. Антибіотичні речовини бактерій і нижчих грибів, що відіграють роль в "антагонізмі мікробів", є рідкісними випадками явища фітонцидів в рослинному світі. З біологічної точки зору "антибіотики" – це препарати, які отримані з фітонцидів, причому за своєю хімічною природою вони можуть співпадати з активними фітонцидами або бути будь-якими компонентами фітонцидного комплексу.

Хімічна природа фітонцидів досить різна. В більшості це не одна яка-небудь речовина, а комплекс органічних сполук, що вкрай ускладнює отримання "очищення" препаратів в інтересах харчової промисловості та інших галузей.

"Речовини гальмування", які мають бактерицидні властивості, отримують з достиглих плодів огірків, із зимових бруньок дерев, з шишок хвойних. М'ясо, оброблене спиртовим екстрактом з шишок хвойних, здатне зберегти свої якісні показники і товарний вигляд на чотири доби більше, ніж необроблене. "Речовини гальмування" діють на мікрофлору, яка є на поверхні м'яса, уповільнює розвиток мікроорганізмів, тобто мають бактеріостатичні властивості. Однак зберігання харчових продуктів за допомогою фітонцидів і "речовин гальмування" не отримало широкого розповсюдження із-за тривалого приготування необхідних препаратів і порівняно незначного потрібного терміну зберігання, а використання антибіотиків може привести до утворення штамів бактерій, стійких до антибіотиків.

Одним з підходів для вирішення задач по винайденню шляхів подовження термінів зберігання м'ясопродуктів є використання екстрактів з природних джерел, які мають бактерицидні властивості або виступають в якості інгібіторів обміну речовин. Відомо, що кропива в народі використовується як консервант для зберігання риби, м'ясопродуктів, крім того вона широко використовується як лікарська рослина в фітотерапії. В листі кропиви і в інших продуктах рослинного походження міститься мурашина кислота. Вона присутня в вибродженному тісті, житньому хлібі.

Встановлено, що спиртові настої "речовин гальмування", нерозбавлені соки фітонцидів, 5…10% водні розчини оцтової і 3…5% водні і спиртові розчини мурашиної кислоти і фумігація цими кислотами мають фунгіцидні властивості.

Вивчення впливу вказаних речовин на просторі конідій і спрорангіоспор грибів свідчить про те, що спиртовий настій кори дуба, розчини оцтової кислоти до 10% частково пригнічують проростання спор мікроскопічних грибів в порівнянні з контролем.

Бактерії й актиноміцети - продуценти антибіотиків

 

Серед бактерій найбільш часте явище антагонізму зустрічається в спороносних паличок, що належать до роду Bacіllus (В. subtіlіs, Вас. mesenterіcus, В. brevіs, В. polymyxa і ін.), і неспороносних з роду Pseudomonas (P. fluorescens і ін.). З культури неспороносної бактерії антибактеріальна речовина піоціаназа була виділена Р. Еммеріхом і О. Лоу наприкінці минулого століття. Пізніше були виявлені антибіотичні речовини в культурах молочнокислих стрептококів, мікрококів, азотобактера й ін. Як приклад можна назвати кілька антибіотиків, утворених різними бактеріями:

 

Організм-продуцент Антибіотик

Bacіllus brevіs

 грамицидин і тироцидин

Bacіllus brevіs var. G.-B.

 грамицидин 3

Bacіllus subtіlіs, Вас. mesenterіcus

 субтплин, бацитрацин

Bacіllus polymyxa

 полимиксин

Pseudomonas pyocyanea

 пиоцианин

Streptococcus lactіs

 низин

 

Самою багатої антагоністами групою ґрунтових мікроорганізмів виявилася група променистих грибків, актиноміцетів, а серед них - представники роду Actіnomyces. Переважна більшість антибіотиків, що знайшли застосування в медицині і народному господарстві, отримано саме з цієї групи мікроорганізмів.

 

Численними роботами дослідників установлено, що актиноміцети-антагоністи зустрічаються в різних природних субстратах, але більше всього їх у ґрунті (до декількох мільйонів у 1 г). У деяких ґрунтах можна знайти порівняно невелику кількість актиноміцетів, але майже усі вони виявляються антагоністами. Установлено, що в окультурених, добре угноєних ґрунтах зустрічається більше актиноміцетів-антагоністів, ніж у ґрунтах цілинною, бідних органічною речовиною, малородючих ґрунтах. Багато антагоністів було виявлено Н. А. Красильниковим у ґрунтах південних посушливих районів. Крім кліматичних і географічних умов, на вміст актиноміцетів-антагоністів у ґрунтах впливають також сезонність, рослинний покрив, мікробне населення, вологість, кислотність і тип ґрунту, забезпечення її киснем і багато інших факторів.

Застосування антибіотиків. Антибіотики є найчисленнішу групу лікарських засобів. Їх використовують задля унеможливлення і лікування запальних процесів, викликаних бактеріальної мікрофлорою. Нині існують сотні лікарських засобів, вибірково діючих на збудників різноманітних захворювань. Сфера антибіотиків - це швидко прогресуючі інфекції чи бактеріальне зараження життєво важливих органів, із якими імунна система має не може сама. Антибіотики незамінні при гострому розвитку хвороби - ангіни і пневмонії, і навіть при інфекційному запаленні, яке локалізується в закритих пустотах (отит, гайморит, остеомієліт, абсцес, флегмона).

Нині ведуться активні роботи з вишукуванню антибіотиків нової генерації, ефективних під час лікування вірусних і ракових захворювань.

Антибіотики знаходять використання у сільське господарство, передусім лікувальні препарати у тваринництві, птахівництві, бджільництві і рослинництві, а окремі антибіотичні речовини - як стимулятори зростання тварин.

Деякі з антибіотиків успішно застосовують у харчової та консервної промисловості, у ролі консервантів швидкопсувних продуктів (свіжої риби, м'яса, сиру, різних овочів).

2. Особливості отримання антибіотиків

Процес отримання антибіотика включає у собі такі основні стадії (рис. 1):

1. одержання відповідної штами — продуцента антибіотика, придатного для промислового виробництва;

2. біосинтез антибіотика;

3. виділення очищення антибіотика;

4. концентрування, стабілізація антибіотика й одержання готового продукту.

Перше завдання у пошуку продуцентів антибіотиків - виділення їх із природних джерел. Біосинтез антибіотиків - спадкова особливість організмів, що виявляється у цьому, кожен вид (штам) здатний утворювати чи кілька цілком визначених, суворо специфічних йому антибиотических речовин.

Виявлення потенційної можливості утворювати у процесі життєдіяльності антибіотики пов'язані з умовами культивування організмів. У одних умовах організм утворює антибіотик, за інших умов хоча б організм при хорошому зростанні нічого очікувати мати здатністю синтезувати антибиотическое речовина. Освіта антибіотиків відбуватиметься при розвитку організму в специфічної середовищі й за наявності особливих зовнішніх умов. Шляхом зміни умов культивування можна отримати роботу більший чи менший вихід антибіотика, або створити умови, у яких антибіотик взагалі буде утворюватися. Можна ще шляхом зміни умов культивування продуцента домогтися переважного біосинтезу однієї з антибіотиків, за умови освіти досліджуваним організмом кількох антибиотических речовин, чи нових форм антибіотиків, але у межах тих сполук, які можуть синтезуватися цим організмом.

До найістотніших чинників, що впливають на прояв антибиотических властивостей мікроорганізмів, ставляться склад середовища, її активна кислотність, окислювально-відновні умови, температура культивування, методи спільного вирощування двох або більшої кількості мікроорганізмів інші чинники.

Среды для культивування мікроорганізмів. Натуральні (комплексні) середовища, які з природних сполук і мають невизначений хімічний склад (частини зелених рослин, тварини тканини, солод, дріжджі, фрукти, овочі, гній, грунт тощо. буд.), містять все компоненти, необхідних зростання і розвитку мікроорганізмів більшості видів. Використовуються такі середовища:

- мясопептонная середовище, до складу якої разом з м'ясним екстрактом і пептоном входять хлорид натрію, фосфат калію, іноді глюкоза чи сахароза; використовується зазвичай, у лабораторної практиці.

- картопляні середовища з на глюкозу й пептоном, часто використовувані до лабораторій для культивування багатьох видів актиноміцетів і бактерій;

- середовища з кукурудзяним екстрактом, соєвої борошном, бардой та інші речовинами, до складу яких входять сульфат амонію, карбонат кальцію, фосфати, глюкоза, сахароза, лактоза чи інші вуглеводи й інших сполук; середовища успішно застосовують у промисловості, т. до. є дешевими і забезпечують хороше розвиток мікроорганізмів з великим виходом антибіотиків.

Рис. 1 - Схема виробництва антибіотиків у процесі мікробного біосинтезу

Оскільки натуральні середовища неможливо отримувати суворі кількісні дані вивчення фізіологічних і біохімічних особливостей організму, застосовують синтетичні середовища, які підбирають окремих продуцентів індивідуально.

Джерелами вуглецю може бути органічні кислоти, спирти, вуглеводи, поєднання різних вуглецевмісних сполук. При промисловому одержанні низки антибіотиків як джерело вуглецю нерідко застосовують картопляний крохмаль, кукурудзяну борошно й інші рослинні матеріали.

Джерела азоту мають вплив освіту мікроорганізмами антибиотических речовин. Зазвичай, у середовищах для культивування мікроорганізмів джерелом азоту служать солі азотної (рідше азотистої) кислоти, амонійні солі органічних і неорганічних кислот, амінокислоти, білки, й продукти їх гідролізу.

Зазвичай найсприятливішим для мікроорганізмів є співвідношення C/N = 20. Проте задля освіти антибіотика таке співвідношення який завжди оптимально. Тож кожного продуцента необхідно підбирати відповідне співвідношення вуглецю та азоту.

Джерелами мінерального харчування служать фосфор, сірка та інші макро- і мікроелементи.

Продуценты антибіотиків стосовно концентрації фосфору серед можна розділити втричі групи:

- високочутливі продуценти, котрим оптимальна концентрація фосфору серед не перевищує 0,01 % (продуценти ністатину, тетрациклинов, флоримицина, ванкомицина);

- продуценти середньої чутливості, котрим оптимальна концентрація фосфору становить 0,010–0,015 % (продуценти стрептоміцину, еритроміцину, циклосерина, неомицина);

- малочутливі продуценти, котрим оптимальна концентрація фосфору становить 0,018–0,020 % (продуценти новобиоцина, грамицидина, олеандомицина).

Сірка входить до складу деяких антибіотиків, утворених грибами (пеніцилін, цефалоспорин, глиотоксин та інших.), бактеріями (бацитрацины, субтилины, низини) і актиномицетами (эхиномицины, група тиострептона). Зазвичай джерелом сірки серед служать сульфати. Проте за біосинтезі пеніциліну найкращим джерелом сірки для продуцента служить тіосульфат натрію.

З іншого боку, для біосинтезу антибіотиків необхідні зміни і окремі мікроелементи. Так, продуцент альбомицина P.S. subtropicus утворює антибіотик при значної концентрації заліза серед. Залізо необхідне освіти хлорамфеникола та інших антибіотиків.

Биосинтезу низки антибиотических речовин (хлорамфеникола, стрептоміцину, пеніциліну та інших.) сприяють іони цинку.

Стимулирующее впливом геть біосинтез гентамицина, курамицина А, фософономицина надають іони кобальту.

Іони галогенів входять до складу деяких тетрациклиновых антибіотиків і хлорамфеникола.

Вплив рН середовища. Багато бактеріальні організми, синтезирующие антибіотики, краще розвиваються при рН близько 7,0, хоча деякі, наприклад молочнокислі стрептококи, продукують низин, краще розвиваються серед при рН = 5,5

 Біологічний синтез. Повністю хімічна структура встановлено однієї третини відомих антибіотиків і лише половини їх може бути отримана хімічним синтезом. Тому мікробіологічний синтез отримання антибиотических коштів, дуже актуальним.

Синтез мікроорганізмами антибіотиків - одне з форм прояви антагонізму; пов'язані з певним характером обміну речовин, що виникли і закріпленим процесі її еволюції, тобто, це спадкова особливість, що виражається освіти один і більш певних, суворо специфічних кожному за виду антибиотических речовин.

Промислове отримання антибіотиків, зазвичай, здійснюється шляхом біосинтезу і входять такі стадії:

·вибір високопродуктивних штамів продуцента (до 45 тис. ЕД/мл)

·вибір живильне середовище;

·процес біосинтезу;

·виділення антибіотика з культуральної рідини;

·очищення антибіотика.

Вибір високопродуктивних штамів продуцента. Природні штами здебільшого малоактивны не можуть використовуватися для промислових цілей. Тому після відбору найактивнішого природного штами підвищення його продуктивності використовують різноманітні мутагени, викликають стійкі спадкові зміни. Ефективними мутагенами є мутагени фізичної природи - ультрафіолетове і рентгенівське випромінювання, швидкі нейтрони чи хімічні речовини. Використання мутагенів дозволяє як підвищити продуктивність природного штами, а й отримувати шта...ми з новими невідомими для природного мікроорганізму властивостями.

Важливе значення для біосинтезу антибіотика має добір раціонального складу поживних середовищ.

Поняття «середовище для культивування» включає як певний якісний і кількісний склад компонентів чи окремих елементів, необхідні конструктивного й енергетичного омена організму (джерела азоту, вуглецю, фосфору, джерела низки мікроелементів, вітаміни і ростові речовини), але й фізико-хімічні і навіть фізичні чинники (активна кислотність, окислительно-восстановительный потенціал, температура, аерація та інших.). Усі ці фактори взаємозв'язані й грають істотну роль при розвитку мікроорганізмів.

Підбираючи середовища потрібного складу, треба враховувати специфіку що культивується організму. Це необхідне створення оптимальних умов, які б найкращому зростанню мікроба і биосинтезу необхідних продуктів життєдіяльності. Наприклад, якщо організм неспроможна синтезувати істотні йому життєдіяльності сполуки (як, наприклад, амінокислоти чи вітаміни) з простих речовин субстрату, то тут для його розвитку рухається у склад запровадити готові амінокислоти чи вітаміни. До таких «вимогливим» організмам ставляться деяких видів бактерій (молочнокислі та інших.). Актиномицеты й переважно цвілеподібні гриби, зазвичай, будують речовини свого тіла, і досить складні за складом кінцеві продукти обміну з сполук, утворених з простих компонентів субстрату.

Методи культивування продуцентів антибіотиків

За сучасних умов найперспективніших методом вирощування мікроорганізмів - продуцентів антибіотиків чи інших біологічно активних сполук визнаний метод глибинного культивування. Метод у тому, що мікроорганізм розвивається у товщі рідкої живильне середовище, якою безупинно пропускається стерильний повітря, і середовище перемішується.

Можна вказати чотири основних модифікації глибинного способу вирощування мікроорганізмів.

. Періодичне культивування. У цьому способі весь процес розвитку мікроорганізмів повністю спливає одному ферментере, після чого ферментер звільняється з культуральної рідини, старанно промивається, стерилізується і знову заповнюється свіжої сприятливим середовищем. Середовище засівають досліджуваним микроорганизмом, та інформаційний процес возобновляется.2. Отъемный метод. Культивування мікроорганізмів ввозяться ферментерах з періодичним відбором частини обсягу культуральної рідини (від 30 до 60% загального обсягу). Обсяг культуральної рідини в ферментере у своїй доводиться свіжої сприятливим середовищем до вихідного рівня.

. Батарейный спосіб. Розвиток мікроорганізмів відбувається на ряду послідовно з'єднаних ферментеров. Культуральная рідина на певної стадії розвитку мікроорганізму перекачується з першого ферментера на другий, потім із другого - втретє тощо. буд. Звільнений ферментер негайно заповнюється свіжої сп...риятливим середовищем, засіяному микроорганизмом. У цьому способі вирощування мікроорганізмів відбувається раціональніше використання ємностей.

. Безупинне культивування. Метод принципово різниться від зазначених модифікацій глибинного культивування продуцентів антибіотиків.

У підставі цього методу лежить те, що розвиток мікроорганізму в умовах безперервного протока живильне середовище, що дозволяє підтримувати розвиток мікроорганізму на певної стадії його розвитку. Стадія розвитку мікроорганізму визначається з найвигідного для максимального біосинтезу антибіотика чи іншого біологічно активного сполуки.

Ще одна метод культивування мікроорганізмів - поверхове культивування. Метод поверхового культивування в різних агаризованных середовищах широко застосовується у лабораторної практиці, і у деяких промислових процесах, зокрема на збереження колекційних культур, з вивчення фізіологічних і біохімічних властивостей мікроорганізмів, для аналітичних цілей. У промисловому масштабі його знайшов застосування і при отриманні спорового матеріалу для органічних кислот з допомогою цвілевих грибків роду Aspergillus.

При поверхневому методі культуру микроорганизма-продуцента вирощують лежить на поверхні тонкого шару рідкої чи твердої середовище. Рідкі живильні середовище використав основному виробництві органічних кислот (лимонної, итаконовой), тверді - під час виробництва комплексів з урахуванням крохмального і целюлозу що містить сировини.

Методи виділення антибіотиків з культуральної рідини дуже різні і визначаються хімічної природою антибіотика. Здебільшого використовують такі методи:

.Высев грунтової суспензії у питній воді на поверхню агаровой платівки

Певна навішення грунту, старанно растертая в ступці з гаком обсягом води, кількісно переноситься колбу зі стерильною водою. Вміст колби встряхивается протягом п'яти мни, та був з водної суспензії робиться ряд послідовних розведень, які высеваются на відповідну авизированную середу.

Для отримання надалі чистих культур окремі колонії після інкубація в термостаті при потрібної температурі пересеваются в пробірки зі скошеним поживним агаром. Кожна чиста культура мікроорганізму пересевается різні за складом середовища проживання і після досить хорошого розвитку перевіряються її антибіотичні властивості.

. Высев грунту на поживний агар, попередньо засіяний тест-организмом

Поверхня живильного агару засівають тест - культурою необхідного організму, після чого на агаровую платівку розкладають невеликі, трохи більше просяного зерна, грудочки грунту або ж грунт завдають у вигляді пилюки, розподіляючи її за всієї поверхні платівки. Потім чашки вміщують у термостат і крізь певний проміжок часу (24-48 год, котрий іноді більш) переглядають шматочки грунту чи окрем...і її ділянки, навколо яких утворилися зони затримки зростання тест-организма. З положень цих ділянок виділяють чисті культури організмів і піддають їх подальшому вивченню.

антибіотик мікроорганізм культуральний рідина

3. Метод збагачення грунту

Грунт, з якої припускають виділити антагоністів, збагачують організмами тих видів, стосовно яким хочуть отримати антагоніст. Для цього він до зразків грунту, помешенным в скляні судини, систематично додають відмиту суспензію потрібних мікроорганізмів.

Потім за певні часові відтинки така грунт висівається як окремих грудочок на агаровые платівки в чашках Петрі, попередньо засіяні тим самим організмом, використовуваний для збагачення грунту.

4. Метод центрифугування грунтової суспензії

Для виділення актиноміцетів з грунтів і особливо з грунтів в весняне час, як у ній розвивається велика кількість грибів і бактерій, применяетсяметод центрифугування грунтової суспензії. Метод грунтується на відмінності швидкості осідання окремих видів мікроорганізмів в центробежном полі. При 3000 об./хв протягом 20 хв частки, відповідні за величиною суперечкам плесеней чи клітинам бактерій глушаться на дно пробірки. Частинки ж, відповідні за величиною суперечкам актиноміцетів, виявляються при даної швидкості центрифугування в поверхневому шарі рідини.

Высевая надосадочную рідина, вдається вона найчастіше (до 92%) дістати платівках живильного агару лише колонії актиноміцетів.