тмслз. Технології_мікробного_синтезу_лікарських_засобів. 1. Джерела отримання ферментів. Основні групи організмівпродуцентів. Джерело отримання ферментів
 Скачать 31 Kb.
|
|
1. Джерела отримання ферментів. Основні групи організмів-продуцентів. Джерело отримання ферментів. Джерелом ферменів є тканини тварин, рослин і мікроорганізмів. Рослинна сировина. Джерелом ферментів - пророщене зерно різних злаків, насіння. У тропічних і субтропічних країнах в якості сировини для промислового виробництва протеази використовують латекс динного дерева і рослин, листя і пагони інжиру, сік зеленої маси ананаса [2].
Табл. 1. Сировина для виготовлення ферментів. Для виробництва ферментів також використовують продукти бджільництва. Бджолиний мед має дуже виявлену активність ферменту амілази (діастази) [3]. Органи і тканини тварин. Джерелом ферментів - підшлункова залоза, слизові оболонки шлунків і тонких кишок свиней, сичуга великої рогатої худоби, сичужкі молочних телят і ягнят, насінники статевозрілих тварин. Підшлункова залоза містить: хімотрипсин, коллагеназу, еластазу, трипсин, амілазу, ліпазу. Слизова оболонка шлунків свиней і сичугов великої рогатої худоби є джерелом пепсину і ліпази. З сичужков молочних телят і ягнят отримують реннін (сичужний фермент). Насінники статевозрілого худоби містять фермент гіалуронідазу [2]. Мікроорганізми. Продуцентами ферментів можуть бути різні мікроорганізми: бактерії, гриби, дріжджі [2]. Найбільш ефективним джерелом одержання ферментів у промисловому масштабі - мікроорганізми: прикаріоти (бактерії, актиноміцети, рікетсії) і частина сукаріотів (дріжджі, нитчасті гриби, водорості, найпростіші). Мікробіологічне одержання ферментів має переваги над тканинним: мікроорганізми дуже швидко розмножуються; мікроорганізми здатні рости на відносно простих і дешевих поживних середовищах, які найчастіше є відходами інших виробництв. За джерело вуглецю мікроорганізми можуть використовувати вуглеводи, спирти, карбонові кислоти. Джерела азоту: органічні (білки, пептиди, амінокислоти), мінеральні речовини (солі амонію, аміак), та атмосферний азот. У промислових середовищах як джерела органічного вуглецю і азоту: сорти крохмалю (кукурудзяний, картопляний, рисовий), кукурудзяний екстракт, соєву муку, гідролізати біомаси дріжджів; мікроорганізм містить великий набір ферментів, тому можна використати індукцію біосинтезу ферментів. Суть полягає в тому, що при введенні в поживне середовище певних речовин - індукторів - змінюються метаболічні шляхи в клітині так, що починає синтезуватися даний фермент [1]. Основні групи організмів-продуцентів. Продуценти (автотрофи) — це організми, що створюють органічну речовину з води, вуглекислого газу й мінеральних солей, використовуючи для цього сонячну енергію. Фототрофи – фотосинтезуючі організми (зелені рослини, водорості, ціанобактерії, пурпурові та зелені сіркобактерії), вони здатні використовувати сонячну енергію для утворення органічних сполук [4]. Спрощене рівняння фотосинтезу має наступний вигляд: 6 СО2 + 6 Н2О + енергія світла? С6Н12О6 + 6 О2 Хемоавтотрофи (метанобактеріі, серобактерии, нітробактерій) використовують хімічну енергію окислення неорганічних сполук для синтезу органічних речовин. Гетеротрофи не здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних сполук, тому використовують "готові" органічні речовини (всі тварини, гриби, більшість бактерій). До них відносяться: фітофаги - організми, що живляться рослинами (великі тварини, комахи, тварини зоопланктону). Також вони шкідники на полях, знищуючи урожай; зоофаги (хижаки, м'ясоїдні) - тварини, що поїдають інших тварин; паразити - тварини, рослини або мікроорганізми, які тривалий час живляться за рахунок організму-господаря, погіршуючи його стан і знижуючи плодючість; сімбіотрофи - мікроорганізми (гриби, бактерії, одноклітинні тварини), які пов'язані відносинами взаємовигідного співжиття з рослинами або тваринами (мікоризні гриби, бульбочкові бактерії бобових, бактерії та найпростіші травного тракту ссавців та людини); детритофаги (сапрофаги) - тварини, що харчуються мертвою органічною речовиною - детритом; редуценти (деструктори) - бактерії і гриби, які в під час життєдіяльності перетворюють органічні залишки в неорганічні речовини, доступні рослинам [5]. 2. Вітаміни: історія відкриття, функції в організмі,джерела промислового отримання. Історія відкриття вітамінів пов'язана з вивченням хвороб, від яких помирало багато людей на планеті. Моряки під час тривалих морських подорожей ставали жертвами цинги, яка проявлялася крововиливами у шкірі, яснах і суглобах; в азійських країнах була поширена хвороба бері- бері, що призводила до паралічу; на півдні США - пелагра, для якої характерні розлад травлення, дерматит і психічні розлади [6]. У 1911 р. польський біохімік К. функ сформулював теорію, згідно з якою захворювання бері-бері, пелагра, рахіт, цинга зумовлені відсутністю в їжі декількох різних життєво важливих речовин. Він досліджував вітамін В1 і пояснив, що нестача цього вітаміну призводить до хвороби «бері-бері» [7]. З 1870 р. жир із печінки тріски використовували для профілактики рахіту. Голландський лікар К. Ейкман у 1893 р. експериментальним шляхом викликав параліч у курчат, годуючи їх білим полірованим рисом, а потім вилікував екстрактом з рисових висівок, також і людей від бері-бері [6]. Микола Лунін здійснює наукові дослідження та відкриття вітамінів у кінці 19 століття. Він досліджував хімічні властивості продуктів харчування та зробив висновок, що людині крім білків, жирів та вуглеводів потрібні ще інші корисні речовини для повноцінного існування [7]. Функції в організмі. Вітаміни беруть участь в утворенні деяких гормонів – біологічно активних сполук, які регулюють різні етапи обміну речовин в організмі. Вітамін В3 (РР, нікотинова кислота, ніацин) наш організм створює статеві гормони і гормони кори надниркових залоз. Деякі вітаміни утворюють інші вітаміни. Наприклад, вітамін В2 (рибофлавін) формує активні форми вітамінів В6, В9, D, В3 з амінокислоти триптофану. Вітаміни відіграють важливу роль в регулюванні і функціонуванні нервової, ендокринної, імунної систем організму [8]. Водорозчинні вітаміни: C (аскорбінова кислота) — бере участь в окисно-відновних процесах, підвищує стійкість до інфекцій, сприяє всмоктуванню організмом заліза. B1 (тіамін) — бере участь в обміні білків, жирів і вуглеводів, у проведенні нервового імпульсу. B2 (рибофлавін) — бере участь у клітинному диханні. B6 — бере участь в обміні речовин. B12 — бере участь у білковому обміні. PP (нікотинова кислота) — забезпечує в організмі людини нормальну інтенсивність енергетичного обміну, бере участь у клітинному диханні, роботі травної системи. Жиророзчинні вітаміни: A (ретинол) — забезпечує нормальний ріст організму, формування скелета, розмноження клітин шкірних покривів, нормалізує зір, бере участь в утворенні стероїдних гормонів (або статевих гормонів). D (кальциферол) — регулює обмін Кальцію і Фосфору, вони є необхідними для нормального утворення кісткової тканини. E — не дає вільним радикалам кисню руйнувати клітинні мембрани. K — бере участь в утворенні протромбіну, завдяки якому згортається кров [8,9]. Джерела промислового отримання. Жиророзчинні вітаміни: А (ретинол, аксерофтол). Міститься у продуктах тваринного походження: входить до складу тваринних жирів, печінки тварин і риб, ікри і риб'ячого жиру, вершкового і пряженого масла, сиру, яєчного жовтка. У рослинних продуктах міститься у вигляді провітамінів — пігментів каротиноїдів (морква, томати, червоний перець, зелена цибуля, щавель, салат, плоди шипшини, абрикоса, обліпихи, горобини). D (кальцифероли, антирахітний вітамін). Утворюється зі стеринів у шкірі людини під впливом УФ-променів. Джерелом вітаміну D є жир печінки тунця, тріски та інших риб. Незначна кількість міститься у вершковому маслі та яєчному жовтку, у риб'ячому жирі. У рослинних продуктах відсутній. Е (токофероли). Синтезується лише рослинами: міститься в зелених частинах рослин (салаті, шпинаті); багаті на токофероли рослинні олії (соняшникова, арахісова, бавовняна, кукурудзяна, соєва, обліпихова); деяка кількість міститься у тваринних продуктах (печінці, жовтку, молоці). К (філохінон, протигеморагічний або коагуляційний вітамін). Є дві головні форми вітаміну К: К1 (філохінон) міститься в зелених частинах рослин (шпинаті, качанній і листяній капусті, кропиві та ін.), у моркві, томатах; К2 (пренілменахінон) синтезується в основному сапрофітними бактеріями тонкого відділу кишечнику людини та печінкою тварин. Водорозчинні вітаміни: В1 (тіамін). Найбільш багаті на вітамін В1 дріжджі пивні, пекарські сухі й пресовані. Серед продуктів харчування: у бобових та злакових круп'яних культурах (в оболонці і зародку зерен), хліб із сортів борошна грубого помолу. В2 (рибофлавін, лактофлавін). Синтезується у мікрофлорі кишечнику. Найбільша кількість вітаміну В2 міститься в дріжджах, печінці, у молоці та молочних продуктах, салатних овочах, курячому жовтку. В5 (пантотенова кислота, антидерматитний вітамін). Міститься в продуктах тваринного і рослинного походження (дріжджах, печінці, яєчному жовтку, зелених частинах рослин, моркві, молоці та ін.) В6 (піридоксин). Міститься у м'ясі, рибі, молоці, печінці великої рогатої худоби, дріжджах і багатьох рослинних продуктах. Синтезується мікрофлорою кишечнику. В9 (фолієва кислота, фолацин). Міститься у зелених листових овочах (салаті, шпинаті, зелені петрушки, кольоровій і качанній капусті); у помідорах, яблуках, картоплі, печінці, нирках, дріжджах. В12 (ціанокобаламін). Міститься в печінці, нирках, рибних продуктах, яйцях, сої. У промисловості одержують мікробіологічним синтезом. В15 (кислота пангамова, пангамат кальцію, кальгам). Входить до складу рисових висівок, дріжджів, крові, печінки. С (аскорбінова кислота). Основне джерело рослинного походження: ягоди, овочі та фрукти (плоди шипшини, капуста, лимони, апельсини, ягоди смородини, червоний перець), у невеликій кількості міститься у тваринних продуктах. Р (біофлавоноїди). Велика кількість вітаміну Р в чаї (особливо зеленому), а також у шипшині, лимоні, хурмі, чорній смородині та горобині чорноплідній, винограді, сливах, стручковому перці та у гречаній крупі. РР (нікотинамід, нікотинова кислота, ніацин). Міститься у печінці, нирках, дріжджах, м'ясі, молоці, а також у горосі, бобах, пшеничному борошні, гречаній крупі, грибах. Краще засвоюється з тваринних продуктів, ніж з рослинних. U (S-метилметіонін). Міститься в багатьох овочах: спаржі, білокачанній капусті, петрушці, цибулі, салаті, перці, моркві, томатах. Н (біотин). Найбільш багаті на біотин яєчний жовток, дріжджі, кольорова капуста. В організмі тварин і людини синтезується мікрофлорою кишечнику [10]. 3. Отримання нізину. Наведіть принципову технологічну схему.   |