Егоров - Основы учения об антибиотиках - 1986 (947288), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Учитывая роль отдельных компонентов субстрата в образовании антибиотика, был предложен ряд химически известных синтетических сред. Синтетические среды с успехом могут попользоваться для экспериментальных исследований продуцента стрептомицина, но онн пока еше непригодны для промышленного получения антибиотика.
Невозможность использования синтетических сред для получения стрептомицина в промышленных условиях в основном связана с тем, что они, как правило, дороже натуральных сред н прн развитии актиномнцета на известных синтетических средах выход стрептомицина ниже, чем на натуральных средах Для промышленного получения антибиотика среда должна быть дешевой и вместе с тем обеспечивать высокий уровень образования препарата и относительно легкое его выделение. С этой целшо эмпирически были предложены среды, в состав которых входят такие вещества, как соевая мука„кукурузный экстракт, сухая барда с нитратом натрия или другим неорганическим источником азота, жмыхи„земляные орехи, отходы пенициллинового производства и другие вещества.
Выбор основного компонента среды зависит от района, где производится стрептомицин, того сырья, которое может быть в данном случае наиболее подходящим для этих целей. Однако в большинстве случаев производство стрептомицпна в настоятцее время осуществляется на средах с соевой мукой примерно следующего состава (Че): глюкоза 2,0; соевая мука 2,0„. сульфат аммония 0,3; фосфат калия однозамешенный 0,05; хлорнстый натрий 0,25; карбонат кальция 0,3. Изучение влияния отдельных фракций соевой муки на рост Пг. дг1зеиз и образование антибиотика показали, что существенную роль при этом играют жиры и вольная часть соевой муки.
Белок сои и его кислотный гидролизат — компоненты, мало пригодные для биосинтеза стрептомицина (табл. 46, 47). Влиание гизролизата белка сои и сочетании с мимй и мирани соевой муки на образоаание стреитамииииа (по Егороау и Удалоаой, !962! мннснмеаинас носичестно стасптоиниине всннинт спите Зе ингрес Гсензн иукз (контролю Гидролизат белке сои Гидролизат белка + зола Гидролизат белка -1- аола -1- жир 1400 !66 5!3 938 100 11 35 65 Температура. В развитии актиномицета и биосинтезе стрептомицнна большое значение имеет температура культивирования организма, Повышение температуры выше 30'С приводит практически к прекращению образования антибиотика.
Границы оптимума температуры для образования антибиотика определяются 27 — 29'С. Приведем данные о влиянии температуры культивирования на образование стрептомицина и время его максимального выхода: тем еремина' .с Массима.«симе Оиеад смрм«томасина, и«сс/ на в«мми маисимаееиесо обрамнаиим аиим- биипсна, ч 25 27 29 31 1180 2041 2194 484 118 118 104 72 Оптимальная температура для биосинтеза стрептомицина может меняться в зависимости от штамма актиномнцета и состава среды. рН среды. Лучшим начальным рН среды для развития актиномнцета является рН=7,0.
Образование стрептомицина происходит прн значении рН, находящимся между 7,5 — 8,5. Аэрации. Как уже отмечалось, стрептомицин образуется как при поверхностном росте, так и при глубинном культивировании актиномицета. Однако скорость образования антибиотика при глубинном росте актиномицета в 2 — 3 раза выше, чем при поверхностном, о!г. 8«г)зенз — организм высокоаэробный, он поглощает значительное количество кислорода, в большей степени изменяющееся в зависимости от состава среды для культивирования актиномицета н стадии его развития.
Так, на среде, содержащей мясной экстракт и глюкозу, поглощение кислорода одним миллнлнтром культуры актиномицета может достигать 120 мл/ч. Потребление кислорода молодым 124 ч) и старым 148 — 120 ч) мнцелием не одинаковое. В ранний период развития актиномицега происходит более интенсивное потребление кислорода воздуха, затем падает и ! г Э 4 5 5 г В О Ю Оогмн нульнжеа!манном гзтн — 5 П к глтнсгы — — Дпн ггмнонн П РП ар ОП Оремл кувыпидиройггаЮ, Ноя Рпс. 29. Потребление кяслорода культурой оггергоглпсен дг!зоиз по коду ее Развития а заввсемостп от конпентрапвв глзжозы е среде (по Оо11!!еь, Апдегзоп, 1948) Рвс.
29. Измеяенве потреблеввя кяслорода прн обмене культуралькой жидкости между мололым я старым наделяем (по 1попе, 1959): 1 — 24 ч мнкслна + Я ч культурельнкя жнлкосп 2 — 24 ч мнкслна + 42 ч культурнльнчя жкнкость, з — 24 ч мннслка + 42 ч культуркльнля жнЛКОсть. 4 — 42 ч ьснкслна + я ч культурсльнсн жкнкость почти до нуля (рис. 28). Увеличение степени аэрации способствует увеличению выхода стрептомнцпна; система обмена у молодого и старого мнцелня различна (рнс.
29). Если бы молодой н зрелый мнцелий актиномицета имели аналогичную систему обмена, если бы их Физиолого-биологические свойства были идентичными, то кривая 4) была бы аналогична кривой 1 (рис. 29). Но этого в действительности не происходит. Установлено, что молодой мицелий огг. 82(зеиз содержит, как правило, в 2 — 3 раза больше нуклеиновых кислот, чем более старый мицелий.
При увеличении аэрации культуры увеличивается значение рН среды, т. е. происходит более быстрое разрушение протеинов. Изучение количества потребленного кислорода и количества окисленного за это время углерода культурой Яг. дпзеиз показало, что количество кислорода, потребленного в течение опыта, в несколько раз меньше величины, необходимой для полного окисления сахара, использованного за это время (табл.
48). По-видимому, только часть углеводов окнсляется до конечных продуктов, а большая часть остается в организме в виде запасных питательных вегцегтв илн нспользуется на построение различных клеточных структур организма. 205 ОМ ,жп 225 2!О гг,а гдп к ПО .КО й К5 ьс Ю,О 75 'ДО ПО, ЮО 4гп ЯО ЮО Оа 4ПП Ю ВО $ ОО 4О ВО й гпп го ,$ В.4ПП Степень окислении рааличимк углеводов 51гссбошусеэ лггешив штамм ЛС-1 (по Горской, 1961! Ко.твмство Ог.
необноднное ллв полного оквсленвн непольогшнного углевода, пв е окнслевне углеволое. % СубстРат Ф.дя) Глюиоэа Крэдамл Лактпэа 272 264 65 1500 1723 450 13 !5 !4 2,0 2.3 0,6 Итак, стрептомицин образуется в условиях определенной аэрации культуры актиномипета. Возможны ли развитие актиномицета и биосинтез антибиотика в анаэробных условннх7 Наблюдения ряда авторов показали, что в аназробных условиях происходит очень слабое развитие грибка. Мицелий, вырашенный в аэробных условиях и перенесенный затем в анаэробные, не образует антибиотика. Для максимального накопления антибиотика культура должна находиться в условиях непрерывной аэрации. В процессе контроля биосинтеза антибиотиков, образуемых стрептомицетами, принимают участие плазмиды 1плазмидная ДНК), которые широко распространены у этой группы микроорганизмов.
Физиолого-биохимические особенности развития 8!гер!ошусез йт)зепи Процесс развития продуцента стрептомицнна и физиолого-биохимические изменения, происходяшие в это время в среде и в самом организме, носят явно выраженный двухфазный характер. Развитие на соевой среде отличается от развития на глюкозопептонной среде. На соевой среде развитие происходит ие в две, а в три фазы. Первая стадия характеризуется ростом культуры; в этот период и происходит некоторое увеличение аммонийного и растворимого азота, что, по-вндимому, связано с разложением белков соевой муки.
Изменение рН культуральной жидкости за 48 ч возрастает с 6,8 до 7,9 1табл. 49). Через 48 ч развития не наблюдается увеличения массы мнцелия. С этого момента начинается процесс образования стрептомнцина, рН среды падает до 6,8 на третьи сутки развития и до 6,7 на четвертые сутки, после чего значения рН вновь возрастают до 7,7 к пятым суткам; количество стрептомицина увеличивается, содержание восстанавливаюсцего сахара в среде падает, достигая 1Оо/а от исходного количества (вторая стадия), 206 тю юж Изменения, возникающие по хоку развития' культуры на воевой орехе '(по НоейепЫ! е$ а1.. !9541 Прололжюьльвасуь развитию, ьм Третья стадия характеризуется наличием небольшого количества сахара в среде и незначительным увеличением образования антибиотика.
Количество аммонийного азота продолжает возрастать, что, по всей вероятности, связано с разложением белков соевой муки и автолизом мицелия. По мнению отдельных исследователей, число фаз развития у огг. дг1зеиз зависит в значительной степени от условий культивирования. Обнаружено, что при развитии актиномицета на соевой среде наблюдается четыре фазы. В третьей фазе рост мицелия, после некоторой остановки в период второй фазы, достигает максимума, т. е. наблюдается вторичный рост мнцелия, обусловленный использованием нерастворимых компонентов субстрата. При развитии же организма на средах, не содержащих нерастворимых веществ, процесс имеет типичный двухфазный характер.
Сравнивая приведенные выше результаты, можно заметить, что между кими нет принципиальнои разницы. Процесс развития актиуюмицета как в первом случае, так н во втором — характерный двухфазньш процесс. Три стадии развития, отмеченные одними авторами, нлн четыре фазы, отмеченные другими, с физиологической точки зрения при нормальных лабораторных условиях развития организма мало оправданы. Третья или четвертая фазы, по-видимому, являются отдельными этапамн 1-й и 2-й фаз развития, что связано с различными условиями культивирования актнномицета Характеризуя общие закономерности в развитии 5ег.
дуиеиз и биохимические процессы, происходящие при этом, можно отметить две реальные фазы развития актяиомицета. Лупани и Перлман (1947) дают следующую схему двухфазного процесса развития актиномицета: Перлам флла нморлл фюе Минелнй Глюкозе рН Стрептомнннн Рвстеоримый С Молочная кислстн Потребление От Рвстворимый Гч Неорганический Р Быстрый рост Быстрое яотреблеине Постепенное повышение Медленное обрввоввпие Постепенное испольловевие Медленное обрвчоввние и испольлоевнне Мвксимвль кое Потребляется интенсивно Мнксимвльное потребление Постепенный потопив Использснвнйе небольших остввшнхся количеств достигнет максимума Максимальная скорость обрвловвния Коннентрвняя оствется постоянной Медленное испсльзоввние Снижается до минимуме Коннентрекия увелич неве тся Выделяется в среду Первая фаза.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
