Химическая биотехнология часть 6

Автор: admin | 23-06-2018

  1. В случае прямой ферментации используются микроорганизмы, которые используют антибиотик для синтеза биологически активных соединений в присутствии некоторых предшественников или ингибиторов метаболизма. Например, Penicillium chrysogenum не только синтезирует пенициллин, но и включает фенил уксусную кислоту в бензилпенициллин, а другие предшественники — в аналоги пенициллина. Этот принцип находит широкое применение, например, при получении новых блеомицин путем добавления аминов к культуре S. verticillus и новых актиномицин — путем добавления 4-метилпролину к среде для выращивания S. parvulus.

  2. Мутантные микроорганизмы-продуценты иногда образуют биологически активные промежуточные продукты какого-либо определенного пути биосинтеза антибиотиков или соединения, которые могут оказаться предшественниками при создании новых антибиотиков. & bdquo; Блокированы "мутанты этого типа не способны образовывать нужен антибиотик, я что в среде отсутствует метаболический предшественник, который в норме образуется при участии фермента, который действует вслед за блокированной звеном метаболизма. Поскольку ферменты, участвующие в вторичном метаболизме, часто обладают относительно низкой субстратной специфичностью, аналоги предшественников антибиотиков могут быть относительно легко преобразованы мутантом в аналоги самого антибиотика. Этот процесс называется мутационным биосинтеза. Например Nokardia mediterranei синтезирует около 20 различных рифамицинам.

Кроме антибиотиков, важное значение для медицины и различных отраслей народного хозяйства имеет биосинтез алкалоидов. Алкалоиды представляют собой очень важную группу биологически активных веществ, в основе многих лекарственных препаратов.
msmstudy отзывы

К алкалоидов относят вещества природного происхождения, которые, как правило, содержат азот и имеют достаточно сложную структуру.

Алкалоиды синтезируются в основном растениями, грибами, бактериями и актиномицетами. Большое внимание уделяется именно микроорганизмам, как источникам этих веществ. Знание физиолого-биохимических особенностей микроорганизмов-продуцентов, механизмов биосинтеза алкалоидов дает возможность управлять процессом получения алкалоидов непосредственно в ходе их синтеза. Методами селекции и генетики на основе диких штаммов могут быть получены высокоактивные продуценты алкалоидов. То есть целый ряд преимуществ получения антибиотиков с помощью микроорганизмов по сравнению со способами добывания их из растительного материала.

Наибольший интерес в качестве продуцентов в связи с перспективой их использования в промышленности представляют грибы, и в первую очередь аскомицеты из родов Сlaviceps i Penicillum, которые обладают способностью синтезировать ергоалкалоиды.

Все больший интерес к ергоалкалоидив объясняется уникальным спектром их биологической активности, который может резко меняться в зависимости от структуры. Если сначала для в медицине использовали неочищенные грубые экстракты алкалоидов, то теперь все более широкое применение находят полусинтетические производные, в качестве исходных для которых выступают природные ергоалкалоиды. Такие производные характеризуются меньшей токсичностью, простотой синтеза и являются более эффективными.

Ергоалкалоиды и их производные используют для профилактики и лечения мигрени, в качестве препаратов, регулирующих кровяное давление, для лечения различных нарушений гормонального обмена, например болезни Паркинсона.

В промышленности применяют глубинное культивирование Claviceps purpurea (рожки). Этот способ впервые был осуществлен Абэ с сотрудниками и развит Чейном и другими группами исследователей из разных стран.

Для ергоалкалоидив характерно наличие тетрациклическими ерголеновои или эрголинового системы (рис.4.).

Рис.4. Типичные представители ергоалкалоидив.

а & mdash; эрголин; б & mdash; лизергиновая кислота в & mdash; агроклавин

Механизм биосинтеза ергоалкалоидив в разных культур может иметь свои особенности, но основные его этапы являются для всех изученных продуцентов общими. Предшественниками ергоалкалоидив являются триптофан и & gamma; , & gamma; — диметилаллипирофосфат. Первая стадия биосинтетического пути — образование 4 & gamma; , & gamma; — диметилаллитриптофану (СМАД) — катализируется ферментом СМАД-синтетазой. Следующая стадия — метилирования СМАД с последующим декарбоксилирование, модификацией изопреноидного боковой цепи с замыканием кольца С. Кинцевим продуктом этих преобразований является ханоклавин-1, с которого через ханоклавин-1-альдегид, агроклавин и елимоклавин образуется лизергиновая кислота, предшественник алкалоидов лизергиновой кислоты — амидов лизергиновой кислоты и пептидных ергоалкалоидив. Предшественниками других пианино алкалоидов служат агроклавин и елимоклавин. Биосинтез

5.Производство и применение стероидов и витаминов.

  1. Добыча металлов с помощью биотехнологий. Биогеотехнология.

Человечество на протяжении ряда веков получало металлы из богатых руд и концентратов. Они в большинстве случаев характеризовались сравнительно простым химическим составом. Однако существующая технология зачастую не решала и не решает такие проблемы, как комплексное и рациональное использование природных ресурсов, охрана окружающей среды и т. д.

Существующая технология не позволяет также экономически выгодно перерабатывать сложные руды и концентраты. Например, существуют месторождения золота, олова, меди, цинка, марганца и других металлов, добыча которых из руд по традиционным схемам сложное или невозможно. Очевидно уже и то, что в недалеком будущем кондиционные руды вообще будут выработаны и тогда встанет вопрос о добыче металлов из бедных руд, различных отходов и горных пород. Поэтому теперь встал вопрос о разработке более совершенных технологических схем получения металлов из руд, концентратов, горных пород и растворов, в частности гидрометаллургических. Одним из их разновидностей является микробиологический способ.

На стыке биотехнологии и химии возникает биогеотехнология металлов — наука о извлечения металлов из руд, концентратов, горных пород и растворов под действием микроорганизмов или их метаболитов при нормальном давлении и температуре от 5 до 80 С.

Подземный и купинчасте бактериально-химическое выщелачивание меди из бедных руд и урана в промышленных масштабах осуществляется во многих странах мира. Уже в 80-х годах только меди добывали сотни тысяч тонн в год. Себестоимость такой меди ниже (часто в 2-3 раза), чем стоимость меди, добывали традиционным путем. (Существуют процессы Чанов бактериально-химического способа выщелачивания, применяемые для переработки сложных медных, цинковых, никелевых, олово — и золотосодержащих руд; технологии непрерывного бактериально-химического способа извлечения золота и серебра, которая обеспечивает извлечение золота и серебра более 90%.

С помощью бактерий возможно качественно очищать различные концентраты от примесей, причем эти примеси также можно использовать. Например из свинцовых концентратов возможно практически полностью исключить медь, цинк и кадмий и при этом концентрация Cu и Zn в растворе может достигать 50 и 100 г / л соответственно. С помощью бактериально-химического способа возможно селективно переводить в раствор с металоколоидних коллективных медно-цинковых концентратов до 90% цинка, а дальше добыть концентраты меди и кадмия при изъятии их соответственно до 80 и 90%.

К новым тенденциям развития биотехнологии или биогеотехнологии металлов следует отнести обогащения горных пород и руд, например, бокситов (выщелачивания. Si), сульфидирования окисленных руд, биосорбции металлов из растворов. Использование бактериально-химических. способов позволяет расширить сырьевые ресурсы, обеспечить комплексность использования сырья без образования сложных горнодобывающих комплексов, автоматизировать процессы, повысить производительность труда и культуру производства, решить многие проблемы окружающей среды.

Литература

  1. Биотехнология / отв. ред. академик А. А. Баев — М: Наука, 1984, — 311с.

  2. .Сассон Альбер, Биотехнология: свершения и надежды, — М: Мир, 1987, 411с.

  3. Емцов, Рубежи биотехнологии, — М: Агропромиздат, 1986,159с.

  4. Бест Д., Химия и биотехнология. В кн. Биотехнология. Принципы и применение. / Под. ред. И. Хиггинса, Д. Баста, Дж. Джонса, — М: Мир, 1988, 479 ст.

  5. .ua / ukr / showart. php

Комментарии закрыты.