ХімТехДопомога

Допомога в питаннях, пов'язаних з хімічною промисловістю починаючи від важкого машинобудування і закінчуючи поліграфією та друком

Важливість антибіотиків

Індиго – синій пігмент, застосовуваний для фарбування вовни і бавовни, був вперше виділений з рослин. Нині його отримують хімічним синтезом. Цим барвником фарбують джинсову тканину, і тому попит на нього більший, ніж на будь-який інший барвник. Можливість одержання індиго за допомогою мікроорганізмів дає змогу розробити досить ефективний і ощадний крупномасштабний мікробіологічний спосіб його виробництва, що виключає використання токсичних речовин, до яких вдаються при хімічному синтезі індиго.

Важливість антибіотиків для людства загальновідома. Кожного року в світі відкривають до 200 нових антибіотиків, проте користуються тільки тими, які мають велику терапевтичну цінність і становлять економічний інтерес. На їх частку припадає лише 1-2 % усіх антибіотиків. Великий ефект в цій галузі дає технологія рекомбінантних ДНК. По-перше, з її допомогою можна створювати нові антибіотики з унікальною структурою, які потужніше діють на певні мікроорганізми і мають мінімальні побічні ефекти. По-друге, генно-інженерні підходи можуть бути використані для зниження вартості їх виробництва.antibiotik

Процес біосинтезу одного антибіотика може складатися з 10-30 ферментативних реакцій, тому клонування всіх генів його біосинтезу є досить складним завданням. Один з підходів до виділення повного набору таких генів ґрунтується на трансформації одного або кількох мутантних штамів, не здатних синтезувати даний антибіотик, банком клонів, створених з хромосомної ДНК штаму дикого типу. Після введення банку клонів у мутантні клітини відбирають трансформанти, здатні синтезувати антибіотик. Потім виділяють плазмідну ДНК клону, що містить функціональний експресуючий ген антибіотика, і використовують її як зонд для скринінгу іншого банку клонів хромосомної ДНК. З цього банку відбирають клони, що містять нуклеотидні послідовності, які перекриваються з послідовностями зонду. Таким чином ідентифікують, а потім клонують елементи ДНК, що межують з комплементарною послідовністю, і відтворюють повний набір генів біосинтезу антибіотика.

Цей підхід з успіхом застосовувався для ідентифікації деяких генів біосинтезу ундецилпродігіозану з Streptomyces coelicolor A3. В цьому разі використовували комплементаційний аналіз, що ґрунтується на порівнянні кольору колоній: колонії мікроорганізмів дикого типу – червоного кольору, а колонії мутантних мікроорганізмів – кремового.

Працюючи з генами, що беруть участь у біосинтезі вже відомих антибіотиків, отримують нові антибіотики з унікальними властивостями і специфічністю. За допомогою генної інженерії можна не тільки створювати нові антибіотики, а і збільшувати ефективність синтезу вже відомих. Лімітуючим фактором у промисловому виробництві антибіотиків за допомогою Streptomyces   іноді виступає кількість доступного клітинам кисню. Внаслідок поганої розчинності кисню у воді та високої щільності культури Streptomyces його часто виявляється замало, ріст клітин уповільнюється і вихід антибіотика знижується. Для вирішення цієї проблеми створюють рекомбінантні штами Streptomyces, які ефективніше використовують наявний кисень.

Одна із стратегій, використовуваних деякими аеробними мікроорганізмами для виживання в умовах нестачі кисню, полягає в синтезі гемоглобіноподібного продукту, здатного акумулювати кисень і доставляти його у клітини. Наприклад, аеробна бактерія Vitreoscilla sp. синтезує гомодимерний гемвмісний білок, функціонально подібний до еукаріотичного гемоглобіну. Ген такого "гемоглобіну" з Vitreoscilla був виділений, вбудований у плазмідний вектор Streptomyces і введений у клітини цього мікроорганізму. При цьому трансформовані клітини S. coelicolor, що росли при низькому вмісті розчиненого кисню (приблизно 5 % від насичувальної концентрації), синтезували у 10 разів більше антибіотика актинородину на 1 г сухої клітинної маси і мали більшу швидкість росту, ніж нетрансформовані. Цей підхід використовують і для забезпечення киснем інших мікроорганізмів, що ростуть в умовах нестачі кисню.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

ХімТехДопомога © 2015 Сайт присвячений хімічній промисловості, починаючи від важкого машинобудування і закінчуючи поліграфією та друком. Детальні огляди можливостей промислових досягнень. На сайті згадуються такі теми як: протикорозійний захист, методи другу видавничої продукції, технології виробництва термопластів, додрукарська підготовка видання та багато іншого.