Интенсификация биосинтеза эритромицина А факторами, снижающими лизис в культуре Saccharopolyspora erythraea

• Автор: Мичурина, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор литературы

1.1. Эритромицины свойства, биогенез, регуляция биосинтеза.

1.1.1. Структура и свойства эритромицинов.

1.1.2. Биогенез молекул эритромицинов.

1.1.2.а. Биосинтез 6деоксиэритронолида В.

1.1.2.6. Биосинтез углеводных компонентов эритромицинов

1.1.3. Регуляция биосинтеза эритромицинов

1.1.3.а. Физиологическая регуляция.

1.1.3.6. Биохимическая и генетическая регуляция

1.2. Взаимосвязь морфологических изменений и биосинтеза эритромицинов в глубинной культуре егуЖгаеа
1.2.1. Развитие актиномицетовпродуцентов антибиотиков
в глубинной культуре.
1.2.2. Особенности развития егуМмеа
1.2.3. Рост 5. егуМгаеа и биосинтез эритромицинов в азотлимитированных условиях.
1.2.4. Взаимосвязь морфологии гиф и биосинтеза эритромицинов
1.3. Образование активных форм кислорода
и защита от них в клетках микроорганизмов
1.3.1. Свободные радикалы и их воздействие на
клеточные структуры
1.3.2. Источники образования АФК у бактерий
1.3.3. Супероксидцисмутаза и каталаза их защитная роль
1.4. Особенности катаболизма липидов у актиномицетов.
1.4.1. Альтернативные пути катаболизма липидов.
1.4.2. Окислительный стресс у актиномицетов
при утилизации липидов и защита от него
1.5. Ферментативное получение субстанции эритромицинов
в мировой практике.
ГЛАВА 2. Материалы и методы.
2.1. Штаммы, использованные в работе
2.2. Питательные среды
2.2.1. Агаризованные среды для проведения селекционной работы, поддержания и хранения культуры 5. егуОггаеа
2.2.2. Среды для глубинного культивирования 5. оуйхгаеа
2.3. Хранение, поддержание и глубинное культивирование продуцента эритромицина
2.4. Морфологическая характеристика культуры
2.5. Определение количества биомассы в культуральной
жидкости 5. егуОггаеа.
2.6. Определение концентрации ДНК.
2.6.1. Определение концентрации ДНК
в биомассе ДНКБм.
2.6.2. Определение концентрации ДНК
в нативной жидкости ДНКцж
2.7. Количественное определение липидов.
2.8. Количественное определение антибиотиков эритромицинового комплекса
2.9. Количественное определение углеводов.
2 Определение содержания редуцирующих веществ.
2 Получение мутантов, устойчивых к антибиотикам.
2 Определение активности сукцинатдегидрогеназы
2 Оптимизация ферментационной питательной среды.
2 Статистическая обработка данных.
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение
3.1. Схема экспериментальных исследований
3.2. Характеристика развития . при глубинном культивировании
3.2.1. Морфологические изменения мицелия .
3.2.2. Определение ДНК в глубинных культурах .
3.2.2.1. Определение ДНК на модельной среде.
3.2.2.2. Определение ДНК на комплексной среде.
3.2.3. Влияние аммонийного азота в среде
на степень лизиса мицелия.
3.3. Селекция мутантов . , устойчивых к антибиотикам ингибиторам синтеза клеточной стенки.
3.3.1. Селекция мутантов, устойчивых к ампицилину
3.3.2. Селекция мутантов, устойчивых к туникамицину.
3.3.3. Влияние устойчивости к хлорамфениколу на биосинтез эритромицинов у штамма С и мутантов
3.3.4. Отбор мутантов, устойчивых совместно
к туникамицину и ампицилину
3.3.5. Сравнительное исследование культур
штамма С и мутанта 2 в биорсакторах
3.4. Влияние антиоксидантов на развитие .
3.5. Развитие . С на липидных и углеводных ферментационных средах
3.6. Влияние янтарной кислоты на биосинтез эритромицинов.
3.7. Оптимизация питательных сред для штамма
. С
3.7.1. Оптимизация ферментационной питательной среды
3.7.2. Подбор условий выращивания посевного материала
для ферментационной среды Ф
3.8. Сравнительное исследование ферментаций
на средах Ф и Ф
3.9.0бсуждение главы
ГЛАВА 4. Экономическая оценка применения новой технологии
биосинтеза эритромицина.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Эритромицин А является представителем группы макроциклических антибиотиков, которая включает в себя макролиды и полнены 1. Для молекул антибиотиковмакролидов характерно лактонное кольцо, связанное с одним или несколькими углеводными остатками. В группу макролидных антибиотиков входит значительное число около 0 соединений, из которых наиболее хорошо изучены эритромицин, тилозин, спирамицин, олеандомицин, пикромицин, магнамицин, розамицин, джозамицин и др. Большинство макролидных антибиотиков образуют актиномицеты. Условно макролидные антибиотики можно разделить на три группы членные, членные и членные. К членным макролидам относятся эритромицин, олеандомицин, альбоциклин, мегапомицин, ланкамицин. К членным макролидам относятся спирамицин, тилозин, розамицин, туримицин и др. Из Мюготопозрога выделена культура, способная синтезировать комплекс новых членных макролидных антибиотиков, названных изенамицинами. Эритромицин я. Рис. Химическая структура эритромицинов. В группу эритромицинов входят макролидныс антибиотики эритромицин Л ЕгА, эритромиципы В ЕгВ, С ПгС, и Д рис. Эритромиципы структурно состоят из трех частей членного макролидного кольца лактоиа и двух деоксисахаров, Одезозамина и кладинозы, присоединенных к лактону. Впервые эритромицин А илотицин получен из культуральной жидкости актиномицста ii, выделенного из образца почв Филиппин в г. В г. В. В настоящее время продуцент эритромицина относят к новому роду актиномицетов и виду . Антибактериальная активность эритромицина В на ниже активности эритромицина А, а токсичность почти в два раза выше. Механизм биологического действия рассматриваемых эритромицинов обусловлен подавлением трансляции в процессе биосинтеза белков путем связывания с субъединицами рибосом. В присутствии полиуридиновой кислоты как магрикса эритромиципы подавляют синтез ди и трипептидов , 3,6, 0. Эригромицины находят широкое применение в клинической практике при лечении многих инфекций, вызываемых стафилококками, стрептококками и пневмококками, i, а также скарлатины, тонзиллитов, сепсиса, раисвых инфекций, дифтерии, ожогов и других заболеваний. Среди грамположитсльных палочковидных микроорганизмов к эритромицинам чувствительны i ii возбудитель дифтерии и i i возбудитель сибирской язвы. Эритромицин А проявляет антибиотическую активност, также в отношении бруцелл и ряда простейших. В последнее время возросло внимание к макролидным антибиотикам, связанное со значительными успехами в области химической и биологической трансформации их молекул. Практическая ценность указанных производных ста мул провала интерес к новым модификациям молекулы эритромицина ,1. Большой интерес среди них вызывают новые производные, получившие обобщенное название кетолидов. Для их структуры характерно отсутствие Ькладинозы и наличие вместо нее при С3 кстогруппы лактона. Помимо кетолидов высокой антибактериальной активностью отличаются близкие к ним ангидролиды. У ангидролидов также отсутствует Ькладиноза, по нет и С3 кетогруппы между С2 и С3 двойная связь. В последние годы исследовался терапевтический эффект созданных на основе эритромицинов препаратов в качестве антипаразитарпых ,6, антиопухолевых , , иммуносупресантных 8, нейротрофичсских 4, антивоспалительных 5 и гастрокишсчных 8. Па основе новых биохимических и генетических данных активно реализуются методы генетической инженерии и метаболической регуляции для наиболее экономичного образования эритромицинов, в том числе и их новых производных , , , 5, 6,1,2, 2,4. Условно процесс биогенеза антибиотика можно разделить на две стадии. На первой стадии поликетидсинтаза ПКС катализирует первоначально конденсацию стартовой единицы, пропионилКоА ПКоА, с БметилмалонилКоА ММКоА. К образующейся Ркетоэфирной единице затем последовательно присоединяются еще 5 молекул ММКоА. По ходу сборки поликетидной цепочки происходит дскарбоксилирование свободных карбоксильных групп ММКоА, вследствие чего цепочка состоит только из пропионатных единиц. Каждый цикл присоединения ММКоА завершается восстановлением возникающей кетогруппы до оксигруппы за исключением кстогруппы третьей пропионатной единицы.