Ιστορία, Δομή, Παραγωγή και Ανάκτηση

Περιεχόμενο

• Εισαγωγή
• Ιστορία
• Δομή
• Μόριο πενικιλίνης και ο πρόδρομός του
• πενικιλλινάση
• 6- αμινο πενικιλλανικό οξύ
• Παραγωγή πενικιλίνης

Εισαγωγή

• Το 1ο αντιβιοτικό που παράγεται και εξακολουθεί να είναι ένα από τα καλύτερα διαθέσιμα αντιβιοτικά.
• Η πενικιλίνη είναι μια ομάδα αντιβιοτικών, που απομονώνεται από κοινές μούχλες γνωστές ως Penicillium Καλούπια.
• Είναι ενεργό έναντι πολλών gram-θετικών βακτηρίων, Νοκαρδία, Ακτινομύκητες.
• Γενικά, παρεμβαίνει στη σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος των οργανισμών που είναι ευαίσθητοι και δρα μόνο έναντι των βλαστικών κυττάρων.

Ιστορία

• Κύριε, Αλεξάντερ Φλέμινγκ το 1929, παρατήρησε για πρώτη φορά τις αντιβιοτικές ιδιότητες και την πιθανή θεραπευτική αξία της πενικιλίνης.

• Παρατήρησε ότι ένας αερομεταφερόμενος ρύπος, που αργότερα αποδείχθηκε ότι είναι Ένα σημαδεμένο μολύβι ανέστειλε την ανάπτυξη μιας καλλιέργειας Η ασθένεια του σταφυλοκοκου σε μέσο άγαρ στην περιοχή γύρω από τη μυκητιακή δραστηριότητα.
• Ο Fleming έδειξε περαιτέρω ότι αυτό το ανασταλτικό αποτέλεσμα Προκαλείται από ένα διαλυτό, διαχύσιμο προϊόν μούχλας.
• Η πενικιλίνη που παρατηρήθηκε από τον Φλέμινγκ ήταν Πενικιλλίνη-Γ.

Δομή

• Αρκετές πενικιλίνες συνδέονται στενά στη δομή.
• Κοινός χημικός πυρήνας και μια πλευρική αλυσίδα που συνδέεται με αυτόν τον πυρήνα.

• Διάφορες ενώσεις που μοιάζουν με την πλευρική αλυσίδα μπορούν να προστεθούν ως πρόδρομοι στο μέσο ζύμωσης και μέσω μικροβιακού στελέχους ενσωματώνονται απευθείας στο μόριο της πενικιλίνης.
• Μύκητες: Ασπέργιλλος & Penicillium.
• Διάφορες πενικιλίνες διαφέρουν ως προς τη φύση της πλευρικής τους αλυσίδας „R“.

Το μόριο της πενικιλίνης και ο πρόδρομός του

• Ενώ, στους σημερινούς εμπορικούς όρους η πενικιλίνη θεωρείται ως η πενικιλλίνη-G.
• Ο πυρήνας της πενικιλίνης αποτελείται από δύο αμινοξέα, L-κυστεΐνη και D-βαλίνη.

πενικιλλινάση

• Η πενικιλλινάση είναι ένα εξωκυτταρικό ένζυμο που παράγεται προσαρμοστικά από μέλη της κολοβακτηριακής ομάδας των βακτηρίων, από τα περισσότερα Bacillus sp.
• Κύριος παράγοντας για την αντίσταση στην πενικιλίνη κατά τη διάρκεια της μόλυνσης.
• Αυτό το ένζυμο υδρολύει την πενικιλίνη σε πενικιλλοϊκό οξύ.

6-αμινο πενικιλλανικό οξύ

• Ευαίσθητο στο ένζυμο πενικιλλινάση.
• Μπορεί να ανακτηθεί από ζωμό ζύμωσης.
• Χημικά μετατρέπεται σε πενικιλίνη με χημική προσθήκη διαφόρων πλευρικών αλυσίδων R. Η απόδοση αυτού του υλικού είναι χαμηλή.
• Το ένζυμο ακυλάση της πενικιλλίνης διασπά τις πλευρικές αλυσίδες της πενικιλίνης, με αποτέλεσμα την εμπορική παραγωγή 6-Αμινο πενικιλλανικού οξέος.

Παραγωγή πενικιλίνης

• Εμπορικά, η πενικιλίνη παρήχθη για πρώτη φορά σε σταθερή καλλιέργεια ψάθας.
• Η παραγωγή πενικιλίνης προηγουμένως επιτυγχάνονταν με επιφανειακή διεργασία, π.χ. ζυμώσεις σε στερεά κατάσταση και επιφανειακή υγρή ζύμωση.

Η παραγωγή πενικιλίνης αποτελείται κυρίως από τρία στάδια:

1. 1. Παρασκευή εμβολίου
   2. Ζύμωση παραγωγής
   3. Ανάκτηση προϊόντος

Παρασκευή εμβολίου

• Εμβολιασμός: Penicillium chrysogenum.
• Για την παραγωγή εμβολίου, τα σπόρια από βαριά σποριωμένα αποθέματα εργασίας (ειδική σπορίωση άγαρ) εναιωρούνται σε νερό ή σε αραιό διάλυμα μη τοξικού παράγοντα διαβροχής, όπως λαυρυλοσουλφονικό νάτριο 1:10.000.
• Αυτά τα σπόρια στη συνέχεια χύνονται στη φιάλη που περιέχει πίτουρο σιταριού και θρεπτικό διάλυμα για βαριά σπορίωση.
• Επωάστε στους 24°C για 5-7 ημέρες για να δημιουργήσετε βαριά σπορίωση.
• Τα σπόρια που προκύπτουν εμβολιάζονται απευθείας σε δεξαμενές εμβολιασμού.
• Επωάζεται στους 25 έως 26°C για 3 έως 5 ημέρες η ακριβής διάρκεια της ζύμωσης εξαρτάται από διάφορους παράγοντες.

Ζύμωση παραγωγής

• Μέθοδος: τροφοδοτούμενη παρτίδα ή παρτίδα.
• Μεσο ΜΑΖΙΚΗΣ ΕΝΗΜΕΡΩΣΗΣ: (Τζάκσον 1958)
  1. Στερεά υγρά από καλαμπόκι-3,5%
  2. Λακτόζη: 3,5%
  3. Κυτταρίνη: 1%
  4. CaCO3: 1%
  5. K2HPO4: 0,4%
• Βρώσιμο λάδι: 0,25%
• Ζυμωτής: δεξαμενή ανάδευσης ή δοχείο ανύψωσης αέρα.
• Θερμοκρασία: 25-27°C.
• Εξαερισμός: 0,5 – 27 1 ΜΠΕ.
• Αντιαφριστικό: βρώσιμο λάδι
• pH: διαμορφώθηκε στο 5,5 με 6,0 που αυξήθηκε έως και 7-7,5.
• Τα μέσα εμβολιασμού είναι ίδια με τα μέσα παραγωγής.
• Δεν προστίθεται πρόδρομος λακτόζης στην αρχή της ζύμωσης.
• Το PH παραμένει σταθερό, χρησιμοποιούνται γλυκόζη, υγρό καλαμποκιού, ενώσεις άνθρακα και αμμωνία.
• Οι ενώσεις άνθρακα έχουν εξαντληθεί, το pH αυξάνεται στο 7-7,5.
• Στο τέλος της ζύμωσης, το pH αυξάνεται στο 8, επειδή η εξάντληση της λακτόζης επιφέρει αυτόλυση στο μυκήλιο.
• Το πενικίλιο συλλέγεται πριν από αυτό.

Ανάκτηση προϊόντος

• Συγκομιδή ζωμού από τη δεξαμενή ζυμωτήρα με διήθηση.
• Ψύξτε στους 5-10°C.
• Οξινίστε το διήθημα σε pH 2,0 έως 2,5 με H2SO4.
• Η πενικιλίνη εκχυλίζεται από υδατικό διήθημα σε οξικό βουτυλεστέρα ή οξικό αμύλιο.

• Απορρίψτε το υδατικό κλάσμα
• Προσθέστε οξικό κάλιο στο εκχύλισμα διαλύτη σε δεξαμενή κρυστάλλωσης για να κρυσταλλωθεί ως άλας καλίου.
• Ανάκτηση κρυστάλλου από τη φυγόκεντρο.
• Περαιτέρω επεξεργασία.
• Συσκευασία.

---

Αναφορά και Πηγές

• 1% – https://www.slideshare.net/guest08f61f/project-antibioticsbyharkiran-presentation
• 1% – https://quizlet.com/182638247/microbiology-iclicker-smartwork5-quiz-1-flash-cards/
• 1% – https://www.researchgate.net/publication/11010850_Optimization_of_a_fermentation_m
  edium_for_the_production_of_Penicillin_G_acylase_from_Bacillus_sp
• 1% – https://mafiadoc.com/download/practical-fermentation-technology_59da452a1723dd5e
  e2b54f83.html