Микроорганизмдер – антибиотиктердің продуценттері

Антибиотикалық заттарды көбінесе актиномицеттерге, бактерияларға, мицелиальды саңырауқұлақтарға жататын топырақ микрорганизмдердің түрлі топтары синтездейді. Бұлар сапрофттер, аэробтар, гетеротрофтар.

Топырақ анаэробтары, ацетонды-бутилді, дссульфатты, пропионды қышқылды бактерялар арасында антибиотиктер продуценттері сирек кездеседі, сесебі анаэробтар бәсекелеу ортасын ашыту метаболттердің жинақталуымен жасайды: бутанол, пропион қышқылы, сірке қышқылы, этанол сонымен қатар сульфидтердің, күкіртсутекті және т.б. өнімдер арқасынды.

Антибиотиктердің продуценттері сіке-қышқылды, тиолды. Метилотрофты бактериялар арасында кездеспейді. Бұл аэробтар бақталастыққа кірмейді, себебі қоршаған мкрорганизмдер олардың арнайы субстратын қолданбайды, немесе олар құрайтын өте қышқыл жағдайларда тіршілік ете алмайды.

Микроорганизмдердің бір түрі табиғаты жағынан әр түрлі антибиотиктерді өндіре алады және керісінше, бір антибиотикті таксономиялық топтары әр түрлі микрорганизмдер синтездей алады. Мысалға, Str.griseus-тің түрлі штамдары ортаның жағдайларына байланысты: амногликозид – стрептомицин, плоинді антибиотик – кандицидин, пептидті антибиотик – виридогризенді түзеді. Пенициллиндерді, бетелактамды антибиотиктерді мицелалы саңырауқұлақтардан басқа, кейбір актиномицеттер де синтездейді.

Антибиотиктердің продуценттері арасында доминантты орынды актиномицеттер алады. Микроорганизмдердің осы тобымен синтезделетін 4000 астам антибитиктер белгілі. Актиномцеттердің тек бір түрі Str.griseus 50 шақты антибиотикалық қослыстарды синтездейді. Бактериялар текті 1000 астам антибиотиктер белгілі, продуценттері көбінесе Bacillus туысының топырақ, споратүзуші бактериялары. Олармен минтезделетін антибиотиктер табиғаты пептидті.

Мцеллалы саңырауқұлақтар антибилтиктердің продуценттері ретінде, ең біріншіден беталактамдармен – пенициллн және цефалоспоринмен белгілі. Саңыруқұлақтардың негізгі продуценттері: Penicillum6 Cephalosporim (Аcremonium).

Актиномицеттермен синтезделетін антибиотиктер:

• тетрациклиндер (хлор-, окситетрациклиндер және олардың туындылары –доксициклин, метациклин – Str.grimsus, Str.aureaciens)
• аминогликозидтер (стрептомцин – Str.greseus; неoмицин – Str.feadiae; канмицин – Str.kanamyceticus);
• макролидтер (эритромицин - Str.erythraeus; оландомицин – Str.antiioticus);
• ароматикалық қосылыстар (хлорамыеникол – Str.venezuelae)
• полеинді (амфотеррицин В, нистатин –Str7nourazei);
• рифамциндер (рифампицин – Str.{Nocardia} mediterranei);
• антрациклдер және ісікткрге қарсы (болеомицин –Str.verticillius).

Тетрациклндер, аминогликозидтер,макролидтер және ароматикалық қосылыстар трансляциясын тежейді.

Полеинді антибиотиктер лейкоз ауруының қоздырғыштардың цитоплазмалық мембранасының өткізгіштігін бұзады.

Рифамцндер бактериялардың РНқ-полмеразасын тежейді. Антрациклиндер ДНҚ репликациясын бұзады.

Бакреиялар – пептидті антибититердің продуценттері:

граммицидинС, bacillus brevis, Р.Дюьро,1939;

Полимиксин В, bscillus polimyxae, 1947 және т.б.

Бацитрациндер, Bscollus lichenformis.

Пептидті антибиотиктер прокартиоттардың цитоплазмалық мембранасының өткізгіштігін бұзады.

Мицеллалы саңырауқұлақтар беталактамды антибиотиктермен олардың туындыларын түзеді, олар грам теріс әсіріесе, грам оң микроорганизмдердің клетка қабырғасы компоненті – пептидогликан синтезін тежейді

• пенициллиндер (пенициллин және олардың жартылай синтетикалық туындылары;
• цефалоспориндер (цефалоспорин С және туындылары)
• цефамциндер)цефамцин С, цефоксин)

Синтетикалық және жартылай синтетикалық антибиотиктер – фторхинолондар –офлосацин, эноксацин, пефлоксацин және т.б., прокариоттардың ДНҚ-ның суперспирализациясына жауап беретін ДНҚ-гираза ферментінің активтігін ингибирлейді.

Өсімдік антибиотктерін – фитонцидтерді 1928ж. Б. Токин сипаттаған болатын; химимлық таза күйінде тұрақты емес, бунин, жалбыздан сальвн, шалғамнан рафанин және т.б.

Жануартекті антибиотик заттар: осетрбалықтардан экмолин, эритроцттерден эритрин, лизоцим және интерферонның микробоцидтік әрекеті басым.

Антибиотиктердің штам-сверхпродуценттері – бұл кезектеліп, көп сатулы мутациялар мен селекциялар жолымен алынған организмдер. Топырақтан бөлінген продуценттер антибиотиктердің жеткіліксіз мөлшерін түзейді. Мутация және көп сатылы сұрыптау жолымен антибиотиктердің өнімін алғашқы, «жабайы» продуценттерге қарағанда 100-1000есе күшейтуге болады. Продуценттердің биосинтетикалық қабілетін екі жолмен күшейтеді: антибиотиктердің жоғары өнімділігіне байланысты жаңа генотиптерді алу және сұрыпталған утанттарды дақылдандыру үшін қолайлы жағдайларды таңдау.

Антибиотиктердің синтезінің генетикалық және биохимиялық реттеуінің күрделі механизмдеріне байланысты сверхпродуценттердің рекомбинатты өндірістік дақылдарын алу тәжірибелік өңдеу сатысында жүргізілуде. Мысалға, хлортетрациклиннің синтез жолы 72 аралық қосылыстардың түзілуін қамтиды. Осындай гендердің үлкен тобын клондау өте күрделі. Актномицеттердің рекомбнаттық штамын констркциялау кезінде клондайтын ДНҚ моекуласын трансформациялау үшін мицлийдің клеткалық қабырғасын бұзу керек және жеке протопластарды алу керек Плазмидті ДНҚ векторының протопластқа енуін полиэтленгликольдің қатысуымен жеңілдетуге болады. Трансформацияланған ротопластар тығыз қорктік ортаға еккенде, қайтадан өсіп-көбею барысында клетка қабырғасы қалпына келеді. Одан кейін трансформациядан өткен бөліп алу үшін клеткаларды селективті қоректік орталарға көшіреді. КЛОНДАУ 10-30 ферментатвтік реакцияларды қамтиды, клетка реципиентке антибиотиктердің сверхсинтезін атқаратын гендердің толық жиыны енгізіледі.

Рекомбинатты ДНҚ технология көмегімен антибиотиктер өнімін күшейтуден басқа, биосинтез жолын өзгертіп модификацияланған антибиотикті де алуға болады. Химерлі антибиотиктердің өнімі екі антибиотикер гендерін араластыру жолымен жүзеге асырылады: актинородин және медермицин, эртромицин және олеандомиицин. Актиномицеттің рекомбинатты штамы алғашқы жағдайда – 2-норэритромицинді.

Сверхпродуцентті түзудің келесі жолы бұл оттегінің төменгі концентрациясына штамның адаптациясы. Көбінесе антбиотиктердің өндірістік синтезінде шектейтін факторы – бұл дақылдық сұйықтықтарда стрептомицеттердің көбейген клеткаларының жоғарылап бара жатқан тығыздығында ерітілген оттегі концентрациясын төмендету болады. Мақсаты – клетка-продуценттерімен оттегіні эффектвті қолданудың биохимялық механизмдерін күшейту.

Микроорганизмдердің түрлі топтарымен түзілетін жаңа антибиотктерді іздеу активті жалғасуда. Бір жағынан бұл көптеген антибиотикттік заттар медицинада, ветеренарияда, тағам өндірісінде, ауыл шаруашылығанда, сонымен қатар, реагенттер ретінде ғылыми зерттеулерде өте кең қолданумен байланысты. Реагенттер есебінде антибиотктер микроорганизмдерде эат алмасу реакцияларын тежейді. Қоектік ортаның селекциялық жағдайын жасайды. Сондықтан ғылыми зерттеу жұмыстарында кең қолданылады. Екінші жағынан, медциналық практикада антибиотиктерді іздеу оларға төзімділік байқататын көптеген микроорганизмдердің саны өсуі.