Penicilino cheminė struktūra ir fermentacijos procesas: Aleksandras Flemingas
Penicilino cheminė struktūra ir fermentacijos procesas: Aleksandras Flemingas!
Aleksandras Flemingas 1929 m. Aprašė peniciliną. Tyrimų grupė Oksforde, Florey ir Chain, 1940 m. Išskyrė ją iš Penicillium notatum paviršinės kultūros, o pirmasis klinikinis penicilino panaudojimas buvo 1941 m.
Penicilinus gamina daugelis grybų, ypač Penicillium ir Aspergillus.
Cheminė struktūra:
Pagrindinė penicilinų struktūra yra 6-aminopenicilano rūgštis (6-APA), kurią sudaro tiazolidino žiedas su kondensuotu p-laktamo žiedu. 6-APA turi kintamą acilo dalį 6 padėtyje, kaip parodyta 12.5 pav. Jei penicilino fermentacija atliekama nepridėjus šoninės grandinės pirmtakų, gaminami natūralūs penicilinai. Iš šio mišinio tik benzilpenicilinas yra terapiškai naudingas; kiti junginiai turi būti pašalinti produkto regeneravimo etape.
Fermentaciją galima geriau kontroliuoti pridedant šoninės grandinės pirmtaką, kad būtų pagamintas tik vienas norimas penicilinas. Kad būtų pagaminti pusiau sintetiniai penicilinai, penicilinas G (kartais naudojamas penicilinas V) yra chemiškai arba fermentiškai padalintas, kad susidarytų 6-APA, kuris chemiškai perdirbamas, kad susidarytų 6-APA, kuris yra chemiškai perdirbamas dar kitam penicilino dariniui gauti.
Deformacijos tobulinimas:
Fleming pradžioje penicilino gamybai naudojamas grybelis P. notatum davė prastą rezultatą. Be to, buvo sukurta daug šio grybelio padermių, kurios sukėlė daug kartų daugiau penicilino nei pradinės. Be P. notatum, taip pat buvo ištirtas P. chrysogenum, kuris davė gerų rezultatų panardintose kultūrose. Vėlesni atrinkti padermės padidino peniciliną.
Fermentacijos terpė:
Pirmą kartą P. notatum paviršiaus kultūra buvo atlikta Czapex-Dox sultinyje. Penicilino kiekis padidėjo, papildant jį organinėmis medžiagomis, tokiomis kaip mielių ekstraktas, kazeinas arba jautienos ekstraktas. Be to, padidinus derlių, buvo iš dalies pakeista medvilnės sėkla, žemės riešutų miltai ir sojos pupelių miltai. Kai P. chrysogenum fermentuoja atitinkamą terpę be papildomo jutiklio, gaminami keli natūralūs penicilinai.
Šių natūralių penicilinų gamybą skatina ir riebalų rūgščių buvimas terpėje. Calam ir Hockenhull (1949) sukūrė chemiškai apibrėžtą terpę, palaikančią daugelio P. chrysogenum padermių antibiotikų gamybą. Taip pat padidėjo antibiotikų gamyba palaikant fermentacijos terpės pH nuo 6, 8 iki 7, 4; buferinių medžiagų, pvz., CaC03 ir fosfato, pridėjimą į terpę ir sterilų H2S04 ir NaOH, kai reikia; palaikant temperatūrą 25 ± 0, 5 ° C temperatūroje inkubacijos metu ir maišant kultūrą aeravimui dideliame fermentatoriuje.
Fermentacijos procesas:
Penicilinai yra gaminami dideliu mastu komerciniu būdu sukurtu fermentatoriumi, kuris užtikrina optimalias augimo sąlygas P. chrysogenum maksimaliam derliui. Toliau pateikiami benzilo penicilino, ty Penicilino G., fermentacijos etapai.
1. Įpilkite 100 ml terpės 500 ml Erlenmeyerio kolboje su P. chrysogenum padermių sporomis ir inkubuokite 25 ° C temperatūroje, laikant juos rotaciniame kratytuve.
2. Po 4 dienų kolbos turinys perkeliamas į kitą kolbą (4 litrų talpa), kuriame yra 2 litrai terpės, ir inkubuokite 2 dienas.
3. Perkelkite turinį į nerūdijančio plieno talpyklą (800 litrų talpos), kuriame yra 500 litrų terpė. Šis rezervuaras yra įrengtas taip, kad galėtų užtikrinti optimalias grybų augimo sąlygas.
4. Po 3 dienų naudokite turinį maždaug 1, 80 000 litrų terpėje laikomos terpės (2, 50 000 litrų talpos). Vėliau yra įrengti automatiniai įrenginiai optimalioms augimo sąlygoms (pvz., Temperatūra, pH, O 2 ir tt).
5. Filtruokite fermentatoriaus turinį po 6 dienų inkubacijos. Filtrate yra penicilino. Peniciliną ekstrahuokite į amilą arba butilacetatą. Iš jo penicilinas perkeliamas į vandeninį tirpiklį ekstrahuojant fosfatiniu buferiu.
Iš butanolio ir vandens mišinio ištirpinkite kalio peniciliną G. Prieš naudojimą išvalykite kalio peniciliną G.
