Возможности микробиологического синтеза

Для микроорганизмов характерны такие замечательные свойства как:

• 1) во-первых, высокая интенсивность жизнедеятельности, т.е. роста, размножения и отмирания;

• 2) и, во-вторых, большое своеобразие обмена веществ (метаболизма).

Например:

1. Скорость образования биомассы у микроорганизмов:

• почти, в 500 раз больше чем у растений;

• и в примерно 1000 – 5000 раз больше чем мяса животных.

• За пару часов биомасса микроорганизмов может увеличиться вдвое.

2. Кроме того, в ряде случаев вся биохимическая активность микроорганизмов направляется на синтез какого-нибудь полезного вещества.

В частности микроорганизмы образуют при синтезе:

• до 0,5 кг пенициллина на каждый 1,0 кг биомассы;

• а витамина В₁₂ микроорганизмы образуют в количествах пре­вышающих их жизненные потребности в 100 – 200 раз.

Пенициллин — первый антибиотик, то есть антимикробный препарат, полученный на основе продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

Он был выделен в 1928 г Александром Флемингом из штамма гриба Penicillium notatum на основе случайного открытия:

• попадание в культуру бактерий плесневого гриба из внешней среды оказывает на неё бактерицидное действие.

В 1940—1941 годах  английский бактериолог Хоуард У. Флори, а также биохимики Эрнст Чейн и Норман У. Хитли работали над выделением и промышленным производством пенициллина сначала в Англии, затем в США.

Они впервые использовали его для лечения бактериальных инфекций в 1941 году. В 1945 году Флемингу, Флори и Чейну была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях».

В СССР первые образцы пенициллина получили в 1942 году микробиологи З. В. Ермольева и Т. И. Балезина. Зинаида Виссарионовна Ермольева активно участвовала в организации промышленного производства пенициллина.

Созданный ею препарат пенициллин-крустозин ВИЭМ был получен из штамма гриба вида Penicillium crustosum.

Пенициллины длительное время являлись основными антибиотиками, нашедшими широкое применение в клинической практике во всём цивилизованном мире.

Затем, по мере развития фармакологии, были выделены и синтезированы антибактериальные препараты других групп (тетрациклины, аминогликозиды, макролиды,цефалоспорины, фторхинолоны и другие).

Однако, несмотря на наличие большого разнообразия групп антибактериальных препаратов, пенициллины по-прежнему занимают достойное место в терапии инфекционных заболеваний.

Поскольку основным показанием к назначению того или иного антибиотика в настоящее время является чувствительность к его действию патогенной микрофлоры (определяемая в лабораторных условиях), а также минимальное количество побочных эффектов антибиотикотерапии^[1].

Как из­вестно витамины – это группа низкомолекулярных органиче­ских веществ, которые в очень низких концентрациях оказы­вают сильное и разнообразное биологическое действие. В при­роде источником витаминов являются главным образом расте­ния и микроорганизмы.

Продуценты витамина B₁₂ культивируют в средах, приготовленных на основе пище­вого сырья: соевой муки, рыбной муки, мясного и кукурузного экстракта.

Мировая продукция витамина В₁₂ составляет 9 - 11 тыс. кг в год; из них 6,5 тыс кг используют на медицинские цели, а остальное - для животноводства. Производство витамина В₁₂ основано главным образом на культивировании пропионовокислых бактерий.

Одним из главных достоинств биотехнологии является то, что при микробиологическом синтезе используется:

• не дефицитное, не дорогое сырье в виде отходов пищевой промышленности,

• а также такое широко распространенное сырье как нефть и природный газ.