Пенициллины биосинтез

Гетероциклические ядра составляют основу для построения многочисленных гомологических рядов, содержащих углеводородные остатки в виде боковых цепей, а также всевозможные функциональные группы. К гетероциклическим соединениям относятся, кроме упомянутых, также многие другие важные природные вещества. Это, например, алкалоиды — азотсодержащие растительные физиологически активные вещества. Среди них есть и сильные яды (стрихнин, никотин), и важные лекарственные препараты (хинин, резерпин). Гетероциклические ядра составляют основу многих антибиотиков, например пенициллина, тетрациклина витаминов. (витамины группы В п др.). Пуриновые и пиримидиновые основания входят в состав нуклеиновых кислот — материальных носителей наследственности, играющих важнейшую роль в процессах биосинтеза белков. [c.340]

БИОСИНТЕЗ ПЕНИЦИЛЛИНОВ И ЦЕФАЛОСПОРИНА С [c.337]

При изучении пенициллина установлено, что среди продуктов его кислотного гидролиза всегда присутствует р-диметил-цистеин. Введением в состав питательной среды веществ с мечеными атомами N , был изучен механизм биосинтеза пенициллина. [c.187]

Рис. 1.13. Программа оптимального изменения температуры в процессе биосинтеза пенициллина по данным работ

Производные цистеина и валина, меченные тритием, а также валин с двойной меткой ( N и Н) применялись при исследованиях биосинтеза пенициллина [67, 68]. [c.46]

Превращение кортексолона в гидрокортизон Получение Ь-кетокислот Биосинтез инулазы Биосинтез пенициллина Биосинтез тилозина и никкомицина Биосинтез агроклавина Трансформация глицерина в диокси-ацетон Денитрификация [c.228]

В последнее время экстракцию и химическую очистку пенициллина ведут по непрерывной схеме. Чтобы использовать пенициллин н другие антибиотики в медицине, выделению и очистке активных веществ необходимо уделять особое внимание. Получение антибиотиков отличается от других отраслей микробиологического биосинтеза именно тем, что содержание активных веществ в культуральной жидкости весьма незначительно, поэтому их химическое выделение усложняется, кроме того, требуется гарантия высокой степени чистоты этих веществ. [c.189]

Биосинтез гликопептида стенки проходит через несколько этапов, включаюш их образование полисахаридных цепей, нараш ивание на них пептидных разветвлений и в заключение — сшивание этих пептидов пентагли-циновыми мостиками. Ряд антибиотиков блокирует определенные стадии этого процесса, что в итоге приводит к нарушению биосинтеза стенки и, следовательно, к появлению нежизнеспособных бактериальных клеток после деления. Так, бацитрацин и ванкомицин ингибируют биосинтез полисахаридных цепей гликопептида, а пенициллин угнетает заключительный этап — образование пентаглициновых сшивок. Гликопептид рассматриваемого типа — обитая основа клеточной стенки самых разнообразных бактерий в то же время подобные структуры отсутствуют в клетках животных организмов. Отсюда становятся понятными причины широты антибактериального спектра таких антибиотиков, с одной стороны, и их исключительно низкая токсичность для животных, с другой. [c.151]

Графический метод решения рассмотренной задачи оптимизации подробно дан в работе [16]. На рис. 1.13 приведена программа оптимального изменения температуры в процессе биосинтеза пенициллина с использованием вышеуказанного метода. [c.34]

Важный фактор, обеспечивающий в культуральной среде высокие концентрации аминокислоты, синтезированной внутри клетки, — проницаемость клеточных мембран. Проницаемость клеточной мембраны увеличивают либо с помощью мутаций, либо путем изменения состава питательной среды. В последнем случае в культуральной среде создают дефицит биотина (1 — 5 мкл/л), добавляют пенициллин (2—4 мкг/л), детергенты (твин-40 и твин-60) или производные высших жирных кислот (пальмитаты, стеараты). Биотин контролирует содержание в клеточной мембране фосфолипидов, а пенициллин нарушает биосинтез клеточных стенок бактерий, что повышает вьщеление аминокислот в среду. [c.45]

Добавление в питательную среду а-аминоадипиновой кислоты предотвращает ингибирующий эффект лизина и активирует биосинтез пенициллина в отсутствие лизина. Кроме ретроингибирования биосинтез многих антибиотиков тормозится высокими концентрациями своих же антибиотиков. Следует отметить, что в процессе эволюции микроорганизмы выработали механизмы защиты от действия собственных антибиотиков. Эта проблема успешно решается [c.68]

Биосинтез пенициллинов и цефалоспоринов. Биологическим предшественником природных пенициллинов и цефалоспоринов является относительно простой трипептид, образованный и-ци-стсином, о-валином и менее распространенной аминокислотой — ь-2-аминоадипиновой кислотой. Это соединение циклизу-ется, давая пенициллин М, который перегруппировывается с образованием цефалоспорина С. Заметим, что две метильные [c.369]

Биосинтез некоторых мицелиальных грибов, осуществляемый в промышленных масштабах, т аких как рода Aspergillus и Peni illium ведет к получению не только продуктов их жизнедеятельности лимонной кислоты, глюконазы, пенициллина и т.д., но и большого количества ценных продуктов, входящих в состав их биомассы. Одним из наиболее ценных и достаточно легко выделяемых из биомассы грибов является хитин-глюкановый комплекс (ХГК) - структурный полисахарид клеточной стенки мицелиальных грибов. Исследованным путём использования этого полисахарида является использование его в качестве сорбента, однако существует необходимость расширения с4>ер использования ХГК. [c.162]

Рис, 63. Динамика биосинтеза пенициллина, образования мицелия и ассимиляции лактозы [c.189]

Основные этапы биосинтеза пенициллинов и цефалоспоринов [c.439]

Экспериментальная проверка алгоритма оптимального управления проведена при биосинтезе пенициллина и окснтетрациклина на аппарате вместимостью 100 л [4]. При проведении испытаний замеряли парциальное давление кислорода в культуральной жидкости, концентрацию углекислого газа в выходящем потоке, скорость вращения мешалки, расход воздуха на аэрацию и давление в аппарате. Ежедневно один раз в сутки определяли пять указанных параметров, затем увеличивали скорость вращения мешалки на величину Ап (примерно 0,5—0,6 с ) и выдерживали объект в этом режиме 30 мин. Если изменение интенсивности дыхания оказывалось больше точности ее измерения, данные обрабатывались в соответствии с изложенным алгоритмом для определения параметров оптимального режима ( opt, pQikp ИТ, Qmax ). Затем устанавливали рассчитанное значение opt и проводили уточнение оптимального значения на объекте. Результаты функционирования [c.266]

Рис. 5.6. Сравнение расчетных и экспериментальных значений оптимальных параметров управления при биосинтезе пенициллина А и окснтетрациклина Б

При большом сходстве в строении пенициллинов активность их различна и в значительной мере зависит от природы радикала наименее ценным является н-гептилпенициллин, инактивирующийся в организме быстрее других пенициллинов. Путем добавления к питательной среде различных веществ и, в частности, фенилуксусной кислоты, а также отбора определенных штаммов плесени оказалось возможным улучшить промышленное производство бензилпенициллина. С выяснением возможности изменения направления процесса биосинтеза пенициллинов добавлением к питательной среде веществ, используемых плесенью для построения ацильных остатков, было осуществлено получение значительного числа биосинтетических пенициллинов, сходных по своему строению с природными, но отличающихся характером радикала (R). Такого рода биосинтетические пенициллины получены и выделены в чистом виде в значительном количестве, но наиболее ценным из них оказался феноксиметилпенициллин, более устойчивый в кислой среде, нежели остальные пенициллины пригодный для применения внутрь в виде свободной кислоты. [c.729]

Антибиотики, нашедшие широкое применение в медицине (пенициллины, цефалоспорины, циклосерин и нек-рые др.), блокируют отдельные стадии биосинтеза П. отсутствием П. в клетках эукариот (все организмы, за исключением бактерий и синезеленых водорослей) объясняется избирательность этнх антибиотиков по отношению к бактериальным клеткам. Бактерицидное действие фермента лизоцима обусловлено расщеплением углеводных цепей П. путем гидролиза гликозидных связей остатков Ы-ацетил-О-мурамовой к-ты. [c.468]

Антибактериальные свойства пенициллинов и цефалоспорииов вытекают из их способности ингибировать ферменты, ответственные за конечную стадию биосинтеза бактериальной клеточной стенки. Бактериальная клеточная стенка представляет собой макромолекулярную сетку, полностью окружающую клетку и обеспечивающую ее структурную целостность. В присутствии пенициллинов и цефалоспорииов нарушается тонкий контроль деятельности расщепляющих и синтезирующих ферментов, необходимый для правильного роста клеточной стенки растущих бактерий. Возникающая в таких условиях клеточная стенка становится дефектной и не может обеспечить защиту хрупкой мембраны цитоплазмы от внешнего осмотического давления. При этом внутриклеточная жидкость прорывается сквозь мембрану цитоплазмы и организм погибает [19, 20]. [c.339]

Сохранение механической прочности клеточной стенки бактерий имеет существенное значение для их жизнедеятельности. Действие ряда антибиотиков (пенициллин, бацитрацин, новобиоцин, циклосерии) и синтетических химиотерапевтических средств (6-азаурацил, 5-фторурацил) сводится к блокированию биосинтеза мукопептида клеточной стенки (см. ниже) в результате происходит разрыв клеточной стенки и лизис бакте-pий . [c.601]

Рентгеновский анализ выявил пирамидальный характер общего для двух колец атома азота как в пенициллинах, так и в цефалоспоринах, что, по-видимому, достаточно важно [22]. В результате основательной проверки этой гипотезы стало ясно, что среди гетероциклических систем, содержащих р-лактамное кольцо, могут быть вещества с антибактериальной активностью. Однако постепенно появились данные, что в случае некоторых бактерий ингибирование транспептидазы, ответственной за завершающую стадию биосинтеза клеточной стенки, не является единственным направлением действия антибиотика [20]. [c.342]

Особенно успешны разработки в области биосинтеза полусинтетических пенициллинов и цефалоспоринов. Получение новых более эффективных аналогов пенициллина основано на измене- [c.65]

Бацитрацины весыиа активны против грамположительных бактерий, напоминая по спектру действия пенициллин. В работах Дж. Стрёминджера (1971) и Д. Сторма (1974) получены данные, свидетельствующие о связывании бацитрацинами С г.-изопренил-пирофосфата в виде тройного комплекса с ионом двухвалентного металла (Zn , Мп , Си + или Са- ). При этом блокируется стадия регенерации липидного переносчика, участвующего в биосинтезе клеточной стенки бактерий, что и приводит к гибели микроорганизма. [c.288]

Р-Лактамные антибиотики. Пути биосинтеза на примере пенициллинов, цефалоспоринов и их производных. [c.251]

Пенициллин G, называемый также бензилпенициллином (R = -СН2- gHj), очень часто применяют в медицине. Образование его из аминокислот (цистеин, валнн и др.) дает формальное основание отнести пенициллин к пептидным антибиотикам. Антибиотическая активность пенициллина тесно связана с лабильностью лактамного кольца, в частности с реакционноспособностью амидной группы. Пенициллин тормозит последнюю стадию биосинтеза клеточной стенки — поперечную сшивку между цепями пептидоглюкана. [c.298]

Развитие биологической химии привело к созданию новых отраслей науки, методологически и методически тесно связанных с биохимией. Так, быстрыми темпами развивается молекулярная биология, генная и клеточная инженерия. В настоящее время достижимыми представляются задачи по синтезу генетического материала и встраиванию его в наследственный аппарат клетки. С помощью микробов возможен синтез белков и регуляторов, характерных для человека, таких, как инсулин или интерферон. Фундаментальная информация о химической природе компонентов биологической системы обеспечивает направленное биомедицинское влияние на несколько уровней системы 1) принципиально важным явилось создание веществ, пагубно действующих на патогенные микробы, способные развиваться в организме человека. Получение антибиотиков, выяснение механизмов их действия, разработка методов их синтеза и модификации позволило побороть многие болезни, в том числе и инфекционного характера. Наиболее ярким примером может служить создание целой серии антибиотиков пенициллинового ряда. Пенициллин и его аналоги, встраиваясь в стенку бактерий, предотвращают их рост и иочти не влияют на клетки организма человека. Многие антибиотики ингибирующе действуют на процесс биосинтеза белка в бактери- [c.198]

В посевных ферментаторах мицелий выращивают 12—18 ч, 15—207о объема культуральной жидкости используют для начала основной ферментации. Питательные среды для выращивания мицелия и биосинтеза пенициллина готовят обычно из кукурузного экстракта, лактозы, глюкозы, минеральных веществ и некоторых препаратов фенилуксусной кислоты — предшественников антибиотика. [c.188]

В ходе этих и ряда других работ по биосинтезу новых пени-цнллинов и цефалоспоринов было показано, что [ С]валин, [ 5] метионин (источник входящего в цикл атома серы) и [ С] ацетат (источник а-аминоадипиновой кислоты в грибах) включаются не только в пенициллин N и цефалоспорин С, но и в некоторые другие неизвестные соединения, возможно, представляющие собой трипептиды. Приведенные данные достаточно убедительно демонстрируют ценность этого простого способа детектирования специфических типов промежуточных соединений, образующихся из данного предшественника. [c.367]

За последнюю четверть столетия наше понимание биосинтетического происхождения природных соединений значительно продвинулось вперед в некоторых областях, например в химии стероидов, тетрациклинов и индольных алкалоидов, достигнуты поразительные успехи. Пути биосинтеза соединений других групп изучены недостаточно. Например, мы до сих пор еще очень мало знаем о деталях механизма циклизации трипептидного предшественника в бициклическую кольцевую систему пенициллина. Надежды на то, что и в этой области в ближайшем будущем будет достигнут прогресс, связаны с некоторыми последними достижениями, в том числе с выяснением стереохимии включения прохи-ральных 3-углеродных атомов цистеина [110,111] и валина [112,113], а также с применением методов работы с протопластами и бесклеточными ферментными системами [114,116]. Путем выделения и изучения соответствующих ферментов или ферментных систем удалось добиться определенных успехов и в выяснении биогенеза других классов вторичных метаболитов [115]. [c.390]

Исследования Э. Чэйна и Г. Флори привели к выводу, что из онцентрата среды, в которой культивировались грибки плесени, [ожно получить несколько видов пенициллинов. Их структура ыла выяснена в период 1946—1957 гг. в особенности благодаря сследованиям Доротти Г. Годкин (в лаборатории Р. Робин-эна). Оказалось, что все пенициллины обладают сходным строе-ием. Синтез пенициллинов в промышленности почти до начала D-X гг. вели путем сочетания биосинтеза и химического синтеза. [c.265]

Так как антибиотические вещества являются вторичными ме-тоболитами, то биосинтез их сопряжен с переходом культуры продуцента в идиофазу. Следовательно, здесь целесообразно лимитирование роста продуцента. Таким лимитирующим ингредиентом (фактором) при биосинтезе пенициллина выступает глюкоза, тогда как при биосинтезе антибиотиков стрептомицетами — фосфаты. Все это важно при "компановке" питательных сред, подкормке штамма - продуцента в процессе биосинтеза антибиотика. Так, среда для продукции пенициллина (она же пригодна для накопления инокулюма) включает глюкозу — 1,5%, лактозу — 5% (лактоза снимает катаболитную репрессию глюкозы), аммония сульфат и фосфаты — 0,5—1%, кукурузный экстракт — 2—3%, предшественники антибиотика — фенокси- или фенилуксусная кислота — 0,3—0,6%, мел — 0,5-1%, пеногаситель — 0,5—1% температуру ферментации поддерживают на уровне 22—26°С при pH от 5,0 до 7,5 и аэрации 1 м воздуха на 1 м среды в 1 минуту продолжительность ферментации — 4 суток. [c.441]

Молекула пенициллина содержит -лвктам-тиазолидиновую бициклическую систему пенама и имеет строго необходимую для проявления биологической активности конфигурацию. Биосинтез пенициллинов протекает следующим образом. Конденсация Ь-а-аминоадипиновой кислоты, Ь-цистеина и Ь-валина с одновременным обращением конфигурации последнего приводит к трипеп-ти дальнейшее замыкание ( -лактамного и тиазолидинового колец [c.724]

Дальнейшие работы по биосинтезу пенициллииов показали, что возможности получения различных биосинтетических пенициллииов, отличающихся друг от друга ацильным остатком в положении 6, ограничены способностью применяемых штаммов пристраивать к молекуле пенициллина соответствующий ацил, введенный как предшественник. [c.197]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология