Технология производства низина

Технология производстванизина. Антибиотические свойства низина. НИЗИНЫ NISINS . Низины относятся к антибиотикам, которые образуютсясобственно бактериями. Антибиотическое вещество - низин - выделен из культуры молочнокислого стрептококка Streptococcus lactis. Низинподавляет развитие ряда грамположительных и некоторых кислотоустойчивыхбактерий, не оказывает влияния на грамотрицательные бактерии, дрожжи иплесневые грибы.

Этот антибиотик подавляет развитие многих микроорганизмов пневмококки, группу стрептококков, различные виды Bacillus , Clostridium, Mycobacteriumtuberculosis, Lactobacillus, Corynebacterium, немногие виды Streptomyces, Micrococcus pyogenes. Низин не оказывает антимикробногодействия на Escherichiacoli, Salmonella typhi, Shigella, некоторые виды

Neisseria. Свойстванизина, а также особенности его химического строения привлекли к этомуантибиотику внимание ученых. Что касается применения, следует отметить, чтонизин не используется в медицинской практике, но с успехом применяется вветеринарии для лечения маститов у коров. Также имеет большое применение впищевой промышленности в качестве консерванта некоторых скоропортящихсяпродуктов, а также для предупреждения порчи сыров. Есть сообщения об активностинизина в отношении малярийного

плазмодия, но этот вопрос пока остается не доконца изученным. Строение низина.Установлено, что низин имеет молекулярную массу, равную3500, он может полимеризоваться и образовывать димер молекулярная масса 7000 и тетрамер. Полимеризацию низина связывают с наличием в его молекуледегидроаланина. В состав молекулы низина входят 30 аминокислотных остатковследующих аминокислот лизин, гистидин, аспарагиновая

кислота, серин, пролин,глицин, аланин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, остатки редко встречающихсясеросодержащих аминокислот лантионин и b-метиллантионин, ненасыщенныеаминокислоты - дегидроаланин и b-метилдегидроаланин. Биологическая активность низина обусловлена наличием в егомолекуле a,b-ненасыщенных аминокислот дегидроаланин, b-метилдегидроаланин .Димеры и тетрамеры низина, подобно мономеру, обладают биологическойактивностью. Низин влияет на споры чувствительных к нему бактерий, которыеболее богаты катионами по сравнению с

вегетативными клетками, и выступает как катионитныйдетергент. Низин, адсорбируясь на поверхности спор, в момент прорастанияспор нарушает прониаемость цитоплазматичесой мембраны и таким образом подавляетрост развивающихся клеток бактерий. Этот антибиотик способен реагировать с сульфгидрильнымигруппами биологически важных соединений, выводя их из реакций метаболизма. Технологические стадии производства низина.

Приготовление посевного материала.Штаммы-продуценты из пробирок в колбы со стерильнойпитательной средой на качалки, оптимальные tо и рН 6.5 -8.Инокуляторы для наращивания посевного материала малыйпосевной аппарат, затем большой посевной аппарат постоянный долив питательнойсреды . С понижением рН среды увеличивается выделение низина из клеток вкультуральную жидкость. При рН 4.3 более 90 низина выделяется в среду, а прирН 6.8 выделяется 40 антибиотика.

Но интенсивная аэрация культуры молочнокислогострептококка не оказывает благоприятного влияния ни на рост бактерий, ни наобразование низина.Питательная среда в средах, содержащихнедостаточное для нормального развития количество азота 1-2 мг NH2 при норме 29 мг , сильно снижается рост стрептококка иобразование антибиотика. Лучшими азотсодержащими компонентами в средах являютсядрожжевой автолизат, пептон, казеиновый гидролизат. Высокий выход антибиотиканаблюдается при развитии молочнокислого стрептококка на средах,

содержащихаммонийные соли органических кислот.Источник углерода - глюкоза. Добавление к среде сглюкозой двух трех четырех- и пятиуглеродных органических кислотспособствует повышению роста продуцента антибиотика и некоторому увеличениюобразования им низина.При засеве свежей питательной среды культурой Streptococcus lactis вместе с посевным материалом вносится и низин, так какколичество общего низина в процессе развития бактерий снижается и к концупериода лаг-

фазы клетки стрептококка практически не содержат антибиотика. А синтез низинапроисходит после экспоненциального ростабактерий в период ранней стационарной фазы.Установка для биосинтеза антибиотика Снижение общегоколичества низина в лаг-период развития Streptococcus lactis и синтез антибиотика в более позднийпериод роста подтверждает значение низина в качестве важной частибактериального ростового цикла стрептококка низин, по-видимому, связан сконтролирующим

механизмом, который не оказывает влияния на скорость ростапродуцента антибиотика, но задерживает начало роста новых клеток . Снижениесинтеза антибиотика к концу периода лаг-фазы обусловлено изменением третичнойструктуры или степени полимеризации антибиотика. Этого процесса инактивациинизина можно избежать путем добавления в среду казеина, в результате чегонаблюдается стабилизация антибиотической активности и большое образованиенизина. У низина в отличие от других полипептидных антибиотиков путь синтезасходен с путем образования белков,

т.е. связан с рибосомным механизмом. Синтезнизина идет через образование низиноподобных белков-предшественников биосинтезаантибиотика, причем превращение пренизина в низин происходит под действиемфермента на внешней поверхности клетки стрептококка есть предположение и отом, что ответственность за биосинтез низина несут определенные плазмиды, вкоторых локализованы соответствующие гены образование молекулы антибиотика .Сам механизм биосинтеза низина и его молекулярная масса позволяют рассматриватьэтот антибиотик не как

полипептид, а как низкомолекулярный основной белок.Стадия предварительной обработки культуральнойжидкости, клеток микроорганизма и фильтрации отделения культуральной жидкостиот биомассы продуцента .В результате рассмотренных аспектов биосинтеза видно, чтообразуемый антибиотик почти полностью выделяется из клеток в культуральнуюжидкость б льшая часть его . Тогда антибиотик выделяют из культуральнойжидкости методами экстракции растворителями, не смешивающимися

с жидкой фазой,осаждают в виде нерастворимого соединения или сорбируют ионообменными смолами.При содержании антибиотика как в нашем случае в культуральной жидкости и вклетках продуцента, первичной операцией его выделения является переводантибиотика в фазу, из которой наиболее целесообразно его изолировать. При этом антибиотик, содержащийся вкультуральной жидкости, и клетки с антибиотическим веществом, переводят восадок, из которого антибиотик экстрагируют. Отделение нативного раствора отбиомассы и взвешенных частиц

проводят методами фильтрации нутч-фильтр,друк-фильтр, сепараторы или центрифугирования. Стадия выделения и очистки антибиотика Во избежание инактивации антибиотика под влиянием внешнихфакторов при его выделении и очистке необходимо соблюдать максимальнуюосторожность. Основные методы очистки Метод экстракции Многократный перевод антибиотикаиз одного растворителя в другой с предварительным осаждением кристаллизацией . Ионообменная сорбция

Пропускание водного раствораантибиотика через колонки с соответствующими ионообменными смолами, сорбция наних, а раствор с примесями, имеющий противоположный антибиотику заряд, проходитчерез колонку. Адсорбированный на смоле антибиотик элюируют, получаюточищенный, концентрированый препарат. А раствор можно вновь пропустить черезионообменную смолу, но с противоположнымзарядом, тогда на смоле осядут примеси, а более очищенный раствор пройдет черезколонку.

Осаждение Связывание антибиотика с веществами сцелью получения соединения, выпадающего в осадок, который с помощью фильтровили центрифугирования отделяют от нативного раствора, промывают, высушивают.Образовавшееся соединение растворяют иантибиотик экстрагируют или вновь осаждают. Одна из стадий очистки - концентрирование полученныхрастворов отгонка большей части растворителя в вакууме .Стадия сушки, получение готовой продукции, изготовлениелекарственных форм биологический и фармакологический

контроль ,расфасовка. Виды сушки лиофильная сушка при температуре -8 12 С распылительная сушилка раствор антибиотика пневматически распыляется домельчайших капель в камере с потоком нагретого воздуха сушка ввакуум-сушильных шкафах для высушивания зернистых и пастообразных антибиотическихпрепаратов . Расфасованный и упакованный антибиотик с указаниемпоказателя биологической активности, даты выпуска и срока годности поступает впродажу.