Егоров - Основы учения об антибиотиках - 1986 (947288), страница 67
Текст из файла (страница 67)
В настоящее время ежегодно получают около 17 тыс. т пенициллина (К!ез1!с)1, !984) на общую сумму более 272 млн. долларов ().оче а. Е!апдег, ! 983). Важным этапом в увеличении выхода пенициллина было изу"чение условий образования антибиотика. Первая среда для глубинного образования пенициллина была разработана Мойером и Кохиллом в 1946 г., в ее состав входил кукурузный экстракт, лактоза, 1)аИОа, глюкоза, однозамещенный фосфориокислый калий и другие соли. Эта среда была основной, на .ее базе были разработаны среды, используемые при промышлен'ном производстве пенициллина. Например, в качестве посевной среды часто применяют среду следующего состава: Кукурузный экстракт (таердмй)... 20 г Глюкоза.......,......
40 г КНкРОк.........,.... 0,3 г 1Ча1ЧОа .............. 3 г 311 . о,!23 г зг . до !000 мл 6,0 — б,! иззоэ-тн о Иел Паха аэлеирсаелиаи рН иссле стерилиээиии Для промышленного пронзводства антибиотика ду следующего состава (%): Кукуруэимз экстракт 1па сухому сстатку) . ! илр Лактсээ !Чнэмоэ ° Наэзоэ 3Н О*................ На,зо ° !0Й,О................ И23Оэ".7Нэо И 3О 3НО Еи30э кн ю. Оэ Феиилуксусиаи кислота............ используют сре- О,з 0,3 0,3 О, !23 О,! 0.03 0.023 0,002 0.002 0,2 0.3 О,! 3!2 Довольно часто в средах используют смесь лактозы с глюкозой в отношении 1:1. В ряде случаев вместо кукурузного экстракта применяют арахнсовую муку, жмыхи, муку нз хлопковых семян и другие растительные материалы.
Возможность широко применять в качестве компонентов сред разлнчные продукты растительного происхождения обусловлена тем, что продуцент пенициллина Р. с!!гузопепмт образует сильные протеолнтнческне ферменты. По интенсивности действия могут быть выделены тря фермента, разлнчаюшнеся значением рН среды, обеспечнваюшнм нх оптимальное действие: 1) протенназа с оптимальным действием прн рН 5,0 — 6,5; 2) протенпаза тяпа трнптаз с оптимумом дейсгвня прн рН 7,0 — 7,5; 3) пептидазы с оптнмальным действием прн рН 8,0 — 8,4. Протеолнтнческне ферменты гриба способны производить дезагрегацню и протеолнз белка. Обычно максимальная протеолнтнческая активность гриба совпадает с макснмумом выхода пенициллина. Благодаря высоким протеолнтнческнм свойствам гриба наличие кукурузного экстракта нли другого растительного материала в среде полностью обеспечивает продуцент пенициллина азотом.
В результате изучения обмена азота в связи с образованием пенициллина было сделано предположение, что большая часть антнбнотнка образуется на ранних стадиях роста гриба нз азотистых запасов мицелня н что образование белков может быть конкурирующим фактором, лнмнтнруюшнм образование пенициллина. Сравнительное изучение азотного обмена у продуцента пенициллина Р. сйгуэодепилт н его неактивного мутанта показало, что действнтельно основная часть азота среды, начнная со 2 сут развития, используется продуцентом антибиотика на биосинтез пеницнллнна, а у неактивного мутанта азот продолжает использоваться на ннтенсявный рост биомассы.
Химический состав мнцелня н его отдельных азотсодержашнх фракций существенно не отличается у этих штаммов. д 4! Р5 lд 4п ВР Лойсаластлее масла, 7ч 313 Б качестве единственного нс- - гап '.гочннка углерода среды лучшим соединением для бносннтеза пеНИЦНЛЛИНа ПРНЗНапа ЛаКтОЗа, таК йч ~1ПР как она используется грибом мед- Я леннее, чем, например, глюкоза, в ,результате чего в период максимального образования антибиоти- ьч ка лактоза еше содержится в среде.
Это создает наиболее благоприятные условия для образо- Рис. 31. Влняане подсолнечного наснания пенициллина. ла на биосинтез пеннпнллнна !Наири, На среде с глюкозой происхо- Ленгель, 1963! дит ускорение всех обменных процессов. Максимум образования пенициллина наблюдается приблизительно через 50 ч, т.
е. через 2сут после начала развития гриба, а гтюкоза используется организмом за первые 30 — 40 ч роста. 8 присутствии же лактозы макснмальное образованне ценнцяллина происходит через 6 — 7 сут, а лактоза потребляется грибом приблнзительяо за 6 сут. Однако в среде для развития Р.
сйгузопепиш лактозу можно заменять легко используемыми углеводами — глюкозой, сахаровой, галактозой, ксилозой, крахмалом (гндролизован,ным) прн условии нх непрерывного введения в среду. Если глюкозу, например, подавать в среду непрерывно со скоростью 0,032$ н 1 ч, выход пенициллина на кукурузной среде по сравнению с лактозной повышается на !5%, а на синтетической — на 65%.
В процессе развнтня гриба при заводском получении пенициллина для борьбы со вспениванием среды используют, как правило, растительные масла. Однако было замечено, что зти вещества не являются инертными компонентами субстрата; определенные концентрации, например, подсолнечного масла оказывают влияние на биосинтез пенициллина.
Добавление подсолнечного масла к среде п концентрацаи, не превышающей 1та, не оказывает влияния на образование антибиотика. Повышение концентрации масла приводит к резкому снижению выхода бензилпенициллина (рис. 51). Токсический аффект масла на процесс образования пенициллина, по-внднмому, носит косвенный характер, связанный с нарушением дпффузии кислорода в клетки мнцеляя, обусловленным образованием масляной пленки между стенкой клетки н газообразной ;фаз«4 культуральной жидкости.
Подсолнечное масло в концентрации от 0,1 до 10е!е не оказывает токснческого воздействия на рост мицелня гриба. При развитии продуцента антнбиотика во всгряхнваемых колбах без добавления масел выход пенициллина резко снижается. Добавление органических кислот (малеиновой в количестве 1 г)л один раз в сутки или янтарной 1 г/л два раза в сутки) в опытах на качалках дает возможность получить выход антнбиотика до 3000 ед,'мл. Ненасыщенные жирные кислоты, зтанол, молочная и лимонная кислоты также способствуют повышению образования $ гара и Гамаа ббб оба ба 314 пенициллина. В фермеитерах с перемешиваннем после добавления сахара, малеиновой и янтарной кислот и прн регулировании вспеиивания посредством небольших количеств смеси растительных и углеводородных масел выходы антибиотика достигалн 5000 ед/мл.
Е!екоторые масла не используются грибом, часть масел окисляется до СО,, а некоторое количество их включается в различные фракции плесени. Только следы масла, меченного г4С, включаются в пенициллин. Важное значение в процессе биосинтеза пенициллина имеет сера. Продуценты антибиотика хорошо используют в качестве источников серы сульфаты (например, )чатЬОп) и тиосульфаты (например, )ЧаоВеОз). Ионы меди, взятые в концентрации большей чем 2 мг на 1 л, полностью подавляют образование пенициллина, но не влияют на рост гриба.
Если же к среде, содержащей медь в концентрации„ которая тормозит биосинтез антибиотика, добавить железо (1 мг/л), эф ект торможения снимается. яжелые металлы в нейтральных и щелочных средах могут вступать в реакцию с фосфатами, образуя нерастворимые соли; вместе с тем они могут образовывать хелаты с аминокислотами, див трнкарбоновыми кислотамн, имеющимися в среде. В качестве источников фосфора Р. сйгдзодбпилг может использовать как фосфаты (КНтРО,), так н фитаты (солн инознтфосфорных кислот). Продуцент пенициллина содержит фермент, разрушающий фитин с освобождением неорганического фосфора. Оптимальной температурой для развития гриба н биосинтеза пенициллина в первой фазе является температура 30'С, во второй фазе — 20"С.
Большое значение для образования пенициллина бпооогп~о подпел аооабпо, ббгмУпгоп борбогпер -ипкрьтоп гпбббпл р бом ИМЕЕТ азраПИЯ кУЛЬтУРЫ; -и гара максимальное накопление пенициллина происходит » при интенсивности аэра,» ции, близкой к 1. Уменьшение интенсивя .» ности аэрации или ее чрез.», мерное увеличение приво- ,Г'Гг мвш г,.
/лоп дят к снижению биосиите»». — йгбпа за антибиотика. Сущест- венную роль при этом — — пзбг имеет перемешивание культуры. Так, с увеличением мощности, затрачи- йИМЯ ЯУбОПГиОПРГГапяиЯ,П ваемой на вращение ме- шалки в ферментере на Р"е зи вли"иие мешиеети' иитйе"иииеме" ил уб00 л скорость потреблеирашение мешалки, иа обр ооилиие пенициллине культурой Рошчя!Иигп огггуоополиш цггик ния лактозы увеличивает- я-1тв !ио 'йгеяг1еь и яшг1ег, 1з53) ся и биосинтез антибиоти- ка возрастает (рис. 52).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
