Егоров - Основы учения об антибиотиках - 1986 (947288), страница 76
Текст из файла (страница 76)
В-четеерты.л изменение свойств известных антибиотическнх веществ можно получить в результате воздействия на эти антибиотики одного из микроорганизмов пли фермента, образуемого им. .В-пятых, язмснсиие характера метаболизма, связанного с биосиитезом антибиотика, можно вызвать применением комбинации перечисленных выше факторов. Например, получением соответствующих мутантов с одновременным внесением в среду для их развития специфических предшественников пли ингнбиторов.
ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА ПИТАТЕДЬНОИ СРЕДЫ Управление бпосиитетическои деятельностью микроорганизмов может осуществляться, как уже указывалось, путем изменения условий культивирования организма и в первую очередь изменением состава питательной среды. Можно указать иа ряд основных способов изменения условий культивирования микроорганизмов, позволяющих осуществлять иаправлеииыи биосинтез антибиотиков. 1, Введение в среду веи1еств, которые, включаясь в молекулу антибиотика, обеспечивают получение препарата с новыми свойствами. Введение в среду специфических веществ для направленного получения антибиотиков нашло широкое применение прн бносиитезе различных форм пенициллинов.
Так, если в среду добавить фенилуксусную кислоту то Репк1111ивт сйгузойепит образует преимущественно бензилпеницяллин, содержащий в качестве радикала молекулы антибиотика фенилуксусиую кислоту. Если же в качестве предшественника вве. сти в среду феноксиуксусиую кислоту то гриб иачипает синтезировать новый тип пенициллина — феиок. сиыетилпеиициллии, отличающийся от бензилпенициллина рядом свойств.
В настоящее время в результате подобного вмешательства в процесс бносинтеза пенициллина удалось получить несколько десятков различных пенициллинов (с. 316 — 317). 2. Добивление и среду отдельных аминокислот, органических кислот (в виде солей) нли иных коипонентов, принимающих участие в обмене веществ организма, позволяет целенаправленно изменять биохимическую деятельность микроба и получать преимущественный биосинтез одного из ряда возможных антибиотиков или получать препарат с новыми свойствами.
В атом случае введенное в среду вещество может иепосредствен- Влияние аминокислот на синтез актпномицинов !по Кл!я апд Сзом, !958! Относлтелмме лрооентнос солермлнне летне тлеет лоемх отмлолелтол Н млелтрнн лбе елснноа енлеолслолс. М Спело и !и 68,3 17,2 2о,з 30,0 24,4 5,9 32,7 51,1 17,2 30.6 6,4 2,3 31,0 3,8 9,1 25.6 В,! 2,0 4,7 2,8 Глутамнноэая то!слота Глуглмпноаая кислота+гизр роксттл-1. -пролнн Глутампноная кислота + саркозин Глстэттпионат! пттслота + Х-ацетнлглзапн Глзтамнноная кислота + !.-меиейпитт 2,6 0.0 7,1 3.0 35,0 0,05 0,0 0,25 3,2 3,0 5,8 38„9 "" 'л нмч яр е ма конно~и*.
нерелен и лясе нл нито оа бржлома аром то. темнме бмстрее. еен комяоиене т. но не включаться в молекулу антибиотика, как это имеет место в случае бносннтеза различных типов пенициллина. Иногда такое вещество не входит в состав молекулы антибиотика, но способствует изменению характера некоторых реакций обмена, ведущих к образованию антибиотика с измененной структурой. Указанный принцип находит применение прн направленном бносинтезе ряда антибиотиков и прежде всего антибиотиков, имеющих полнпептидную структуру. Образование различных актнномнцинов в процессе развития актиномнцетов во многом зависит от источника азотного питании в среде. Если в среде присутствует треонин, то агар(от!!Всея ап7!Ыойсня образует только В комплекс актнномнцнна. Однако при наличии в субстрате глутамнвоной кислоты в качестве единственного псточнвка азота вначале образуется В-тнп, а затем происходит синтез А-типа актпномнцннов.
Б!гср(оьч77без сЬгузота((из, образу!ощнй комплекс С-типа, содержит в качестве основного компонента актнномицин Ся в том случае, сслн этот организм развивается в среде с ннтратным (К(з!Оя) источником азота. Но этот же актиномицет синтезирует актиноми.пин Сэ, если он развивается в среде с единственным источником азота в виде глиццна (СНяМНтСООН). Направление бмоспнтеза актииомпцпна культурами актнномицета может быть изменено добавлением к синтетической среде некоторых аминокислот. Так, добавка 0-(.-изолейцнна вызывает биосинтез нового вида актиномицнна (Е,- н Ея-тпп), в которых обнаружено содержание Н-кзетилнзолейцина вместо Н-метнлвалина. Новые компоненты актнномицинов синтезируются культурой Яг. пп!!Ыо(!сия прн добавлении к среде (.-изолейцнна, Но аминокислота может быть введена в псптид актнномиципа в форме (т(-л!етилнзолейпина.
В зависимости от присутствия в среде той нлц иной амиТаблица 90 Таасичассть раааачиыа 4арм аурант и на (аго Салагау и цатруаа, !977! Ьоо„. жггчг ФоРма оатчн~ ин !000Ж ! !3 ! 480.+- 160 780+-!44 780 '-!78 2620а-287 280И880 24М~=".8РЗ0 Аураитаа АУ, А»,' АУт АУР АУ„ АЪ'т Из приведенных данных следует, что наименее токсичны формы аураптпна, содержащие 0-лейцин (АУа, АУа и АУт), более токсичны формы, содержащие 0-алло-изолейцин (АУ|), и особенно токсичны формы аураптппа, в состав которых входит 0-валин (ЛУа п ЛУа). Обобщенные данные изучения влияния аминокислот ленциновой группы на рост актпномнцета и биосинтез им аурантина приведены в табл, 91. Из приведенных в табл. 9! результатов видно, что изученные аминокислоты не оказывалн влияния на рост актиномпцета, нозаметво влияли на биосинтез актпиомицнна. Так, валин в 0-форме и пзолейцнн в 00-форме подавляли биосинтез антибиотика.
Однако такие аминокислоты, как лейцин, норвалпн и норлейцнп, вносимые в культуру также в 0-форме, не проявлялн действия, ипгнбирующего образование а!47!тном ицпна. Под влиянием разлпчных аминокислот, вносимых в среду, происходило образование актнномицетом ноьых компонентов антпбпотика. Наибольший синтез этих компонентов наблюдался в случае присутствия в среде изолейшнна (И.-форма) и норвалпна (Е-форма). Подобный путь получения новых актнномпцпнов с измененными свойствами имеет важное значение. Известно, что некоторые актиномицяиы нз С-комплекса обладают аптпраковым действием и вместе с тем зтн антибиотики проявляют высокую токсичность в отношении макроорганизма.
378 иокнслоты происходят изменения в соотношении различных компонентов актиноашшшов при синтезе антибиотика (табл. 99). Изучая влияние валина иа биосинтез аурантина, образуемого культурой Яг. аттгат!(!ст!з, показано, что прн развитии актпиомпцета на среде с Кй!Оа антибиотик состоит пз 65Ъ аурантипа ! (АУ!) и 35474 аураптппат (ЛУа). Если актиномицет культивировать на среде с валином н через 43 ч от начала развития добавить КХОа, количество фракций ЛУ, снижается до ЗЗт)а н увеличивается количество фракций, содержащих валин: ЛУт — 43аа и ЛУа — 24аь. Таким образом, влияя иа процесс биоспнтсза, можно получать преимущественно образование аурантпна той нли нноп формы, существенно отличающейся по токспч!юстп: Влнннае аминокислот лейчнноаой груанм на рост акгнномннега н аноеннгек актнноннкнна (Но)елена, !0751 Лн коногон Сн. гнггн. мг, мг Понос номнонгнгм.
!г Амнноомгннн онг, н Контроль Валин 450 4ко 70 175 540 2г5 0 30 Ро 'ь Р Р1. Р ь Р Р4. Ь РЕ Р Р1. Нзолейнин Лейнкн 31 45 38 15 455 Мб 490 !50 жю 500 520 Норзейгоог Нереален 4,2 42 3! Получение новых форм актпиомицииов, обладающих антиопухолевым действием с одновременным понижением их токсичности в ходе направленного бносинтеза, имеет важное практическое и теоретическое значение. Изучая условия образования иовобиоцина культурой 57г. зрйегагдез штамм 35, было показано, что биосинтез биологически активных и неактивных форм антибиотика зависит от ряда факторов среды. Так, изменение кош!еитраций лпмоииокислого натрия в среде, содержащей в качестве источника углерода глюкозу ~5Я и в качестве источника азота азотиок!юлый натрий (0,6%), приводит к значительному изменена!о биосгиггеза не только общего количества аип!биотика, ио и его форм 4см.
табл. 75). Изменение соотношения форм новобноцииа, спнтезпруемых актпиомицетом, происходит также при добавлении к среде различных органичес!сих кислот в количестве 0.25гйг перед началои развития иродуцеита антибиотика !см. табл. 76). Таким образом, используя различные концентрации лимонной кислоты в среде илн заменяя ее другими органическими кпслотама,можно стимулировать или же, наоборот, тормозить как общий выход новобиоцина, так и его биологически неактивных форм.
3. Изиенение направлегигя биоьггнгет!гчегкаг1 деятельности л!икроорганизяа лаягио полуща.ь путем изменения саогногиения кон74енграции источников уг.1ерода и азота в среде или оке изл!енением степени аэраиии культурьь 0.70 0,75 0,80 0.78 0,72 0.70 0,71 0.70 О,'72 0,70 0,75 0,59 0,71 100 ИО !5 25 120 81 !03 1!2 НО НО 110 НО 1оо Культура Вас!Низ 11сйеп>?ог>п1з, близкая по свойствам к Вас. зиЬ1>1>з. образует группу полипептидных антибиотиков лихениформинов.
Однако в зависимости от состава среды этот организм мои ст образовывать другие полипептпды — бацптрацпны. Если в составе среды имеется лактат аммония и отношение углерода к азоту невысокое, то бак>ерин осуществляют биосинтез лнхениформинов. В случае содержания в субстрате небольшого количества аммония, и главным образом аммония минеральных солей, т. е. при создании условий повышенного соотношения углерод — азот, организм начинает продуцировать бацитрацины.
Результаты влияния аэрации см. с. 2!1. 4. Изменение активной кислотности !рИ) среда. В результате изменения рН среды для культивирования микроорганизмов можно направленно получать биосинтез различных форм антибиотиков. Так, прн изменении рН среды для культивирования Лосагд>а )гисЦег>' еаг. гЫоп>ус1п> происходит образование двух основных антибиотиков: ристомицина А и рпстомицина Б. Биологическая активность ристомицина Б примерно в два раза выше биологической активности ристомицина А.
Отклонение биосинтеза в сторону образования ристомицина определенного типа зависит от активной кислотности среды. При реакции среды, близкой к нейтральной, происходит преимущественное образование ристохшцина А, повышение рН среды до ?,4 — 8,8 способствует одновременному биосинтезу ристомицп>ш А и ристомпцина Б. Дальнейшее подщелачиванпе среды, обычно происходящее к концу процесса развития проактнномицета, приводит к образованию менее биологически активных форм антибиотика: ристомицина 1 и ристомицпна Н, в которые превраща>отся исходиыв формы ристомицнна А и Б. В процессе развития Асг>лоп>ег?ига саги»па1а в мицечпи актииомицета образуется антибиотик карминомицин, впервые выделенный в СССР Гаузе с сотрудниками в 1973 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
