Добавил:

ussvf Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Новосибирский государственный медицинский университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Карабинцева Фармацевтическая технология методички / Краткий курс биотехнологии

.pdf

Скачиваний:

964

Добавлен:

06.06.2016

Размер:

4.97 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 163 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Основные отрасли применения биотехнологии

Отрасль

Примеры

Сельское хозяйПолучение новых штаммов, новые метоство ды селекции растений и животных

(включая клонирование).

Производство	Получение органических кислот (напри-
химических ве-	мер, лимонной, итаконовой), использо-
ществ	вание ферментов в составе моющих
	средств, получение хим. продуктов, ис-
	пользующихся в быту (клеи, детергенты,
	красители, волокна, желатирующие ве-
	щества и загустители, душистые вещест-
	ва, пигменты, пластики, смазки, воски и
	пр.).

Энергетика	Увеличение потребления биогаза, круп-
	номасштабное производство этанола как
	жидкого топлива.

Добыча мине-	Выщелачивание руд, увеличение выхода
рального сырья,	нефти из нефтяных пластов.
нефти

Получение меди из вскрышных пород с использованием работы бактерий

Реннеберг Р., Реннеберг И. От пекарни до биофабрики. —

М.: Мир, 1991. — 112 с.

_______________________________

				________________________________
		Основные отрасли применения биотехнологии			________________________________
		(продолжение)			________________________________

		Отрасль	Примеры
		Отрасль	Примеры

	Защита окружающей		Биотехнологическая очистки сточных		________________________________
	среды		вод, переработка неутилизуемых отхо-		________________________________
			дов сферы материального производст-		________________________________
			ва и коммунального хозяйства.		________________________________
	Пищевая промыш-		Создание новых методов переработки
	ленность		и хранения пищевых продуктов, полу-		________________________________
			чение пищевых добавок (напр., поли-
			меров, продуцируемых микроорганиз-		________________________________
			мами АК), использование белка, син-		________________________________
			тезируемого одноклеточными орга-
			низмами, и ферментов при переработ-		________________________________
			ке пищевого сырья.		________________________________

	Здравоохранение		Диагностика, получение новых лекар-		________________________________
			ственных средств, применение генной		________________________________
			инженерии для коррекции клеток ор-		________________________________
			ганизма.		________________________________
					________________________________

		В зависимости от цели применения лекарствен-
		В зависимости от цели применения лекарствен-		________________________________
		ные средства и препараты можно подразделить		________________________________
		ные средства и препараты можно подразделить
		на следующие группы:		________________________________
лечебные (антибиотики, ферменты, алкалоиды, сер-				________________________________
лечебные (антибиотики, ферменты, алкалоиды, сер-
		дечные гликозиды, гормоны т.д.);		________________________________

профилактические (вакцины, сыворотки, анатокси-

ны, адаптогены, интерфероны, витамины, нормоф- ________________________________

лоры и т.д.);

реабилитационные (витамины, адаптогены, нор-		________________________________
	мофлоры и т.д.);
диагностические (диагностикумы на основе фер-		________________________________
	ментов и иммобилизованных клеток, иммунные
	тест-системы на основе моноклональных и поли-	________________________________
	клональных антител).
		________________________________

	В настоящее время лекарственные субстанции	________________________________
	могут быть получены следующими методами:	________________________________
	1) химическим, органическим и неорганическим

	синтезом;	________________________________
	2) выделением из нативного сырья растительного,

	животного или минерального происхождения (тра-	________________________________
	диционные технологии);

	3) в результате биотехнологического производства.	________________________________
		________________________________

	На современном этапе методами биотехнологии
		________________________________
	производится более 350 наименований лекарствен-
	ных средств для лечения 200 заболеваний, в том	________________________________
	числе угрожающих жизни.
	По экспертным оценкам, доля лекарственных	________________________________
	средств, производимых биотехнологическими ме-
	тодами, в ближайшем будущем составит 50 % от	________________________________
	всех применяемых лекарственных средств.
		________________________________

ОБЪЕМ РОССИЙСКОГО РЫНКА БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ ≈ 1 млрд $

Выпуск российской биотехнологической продукции ≈ 360 млн $

Импорт биотехнологической продукции

≈ 650 млн $

Основные потребители биотехнологической продукции

ФАРМАЦЕВТИКА ≈ 580 млн $

(из них только 25–30 % приходится на отечественную продукцию): антибиотики, генно-инженерные белки (интерфероны, инсулин, вакцины, ферменты, диагностические средства).

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ≈ 100 млн $

(на этом рынке доля отеч. продукции — 10–15 %): закваски для кисло-молочных продуктов, дрожжи и ферменты для производства спирта и мясопереработки.

СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО ≈ 300 млн $

(доля отеч. продукции — 8–10 %): средства защиты растений, производство кормов и ферментов для кормопроизводства (аминокислота лизин, микрокапсулированные витамины, культуры полезных бактерий).

ПРОМЫШЛЕННОСТЬ И ЭКОЛОГИЯ

использование биосистем для разработки полезных ископаемых, биотехнологическая переработка промышленных и бытовых отходов, очистка сточных вод, обеззараживание воздуха.

(Abercade Consulting, 2002 г.)

Национальная программа «Развитие биотехнологии в Российской Федерации на 2006–2015 гг.» разработана в соответствии с решением II съезда биотехнологов России от 15 окт. 2004 г.

Доля РФ в мировом биотехнологическом рынке крайне низка.

Прогнозируется: в 2010 г. Россия будет производить 0,25 % мирового объема б/т продукции.

Отечественная б/т промышленность производит дженерики (98 % продукции), современные высокотехнологичные продукты составляют 10 %.

Цель программы:

Развертывание работ в области теоретической и практической б/т в РФ на базе современных инновационных подходов для производства импортозамешающей биотехнологической продукции.

_______________________________

Задачи программы:

Формирование и реализация национальных приоритетных проектов в биотехнологии.

Разработка теории и методологии фундаментальной биотехнологии.

Внедрение новейших достижений в сфере геномики, биоинформатики, нанотехнологий в соответствии с наиболее важными приоритетами (генетический паспорт, биочипы и др.).

Создание современных образовательных программ и системы подготовки кадров в области б/т.

Реализация целевых практических проектов по медицинской, с/х, пищевой, экологической, промышленной б/т и др. направлений с целью обеспечения населения отечественной б/т продукцией.

Создание действенной правовой, экономической и организационной базы для развития б/т.

Литература:

Биологическая наука и биотехнологии в России. — М., 2006, 192 с. (Национальный исследовательский совет национальных академий США в сотрудничестве с Российской Академией наук).

Национальная программа «Развитие биотехнологии в Российской Федерации на 2006–2015 гг.». — М., 2005. — 56 с.

Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. — М.: Издат. центр «Академия»,

2003. — 208 с.

________________________________

Для заметок

_____________________________________________________________________

Тема 2 .

Биологические системы, используемые в биотехнологии. Совершенствования биообъектов методами мутагенеза и селекции

Цель:

Познакомить с основными биообъектами биотехнологии, их классификацией, принципом выбора биообъектов и способами их совершенствования.

Рассматриваемые вопросы:

Биообъекты.

Характеристика и классификация биообъектов.

Принцип выбора биообъекта для биотехнологического производства.

Методы совершенствования биообъектов.

Совершенствования биообъектов методами мутагенеза и селекции.

Основу биологического производства составляют биологические объекты и технологические процессы, осуществляемые на биотехнологическом оборудовании.

Биологический объект является средством производства лекарственных субстанций и диагностических компонентов тест-систем.

Биообъектом в процессах биосинтеза лекарственных субстанций является продуцент целевого продукта, а в процессах биокатализа или биотрансформации биообъект — это промышленный фер- мент-биокатализатор, находящийся в свободном состоянии или иммобилизованный на носителе.

_______________________________

Биологическими объектами в б/т являются самые разнообразные биологические системы.

Реннеберг Р., Реннеберг И. От пекарни до биофабрики. —

М.: Мир, 1991. — 112 с.

Биообъекты как средство производства лекарственных, профилактических и диагностических средств можно разделить на 4 группы:

макробиообъекты животного происхождения (млекопитающие, птицы, рептилии, рыбы, насекомые, паукообразные, морские позвоночные). Культуры тканей человека и др. млекопитающих;

биообъекты растительного происхождения (дикорастущие и плантационные растения, водоросли). Культуры растительных тканей;

биообъекты — микроорганизмы (эукариоты — простейшие, грибы, дрожжи. Прокариоты — актиномицеты, эубактерии. Вирусы);

биообъекты — макромолекулы с ферментативной активностью (промышленные катализаторы на основе индивидуальных ферментов и мультиферментных комплексов).

Выбор биообъекта

Выбор биологической системы зависит от целей биотехнологического процесса.

При выборе объекта основная задача биотехнолога

— отбор более продуктивных объектов с качествами, повышающими возможность их использования в промышленном производстве.

________________________________

Выбор биообъекта (продолжение)

Главный критерий при отборе продуцентов — способность синтезировать целевой продукт.

К наиболее важным качествам с точки зрения технологии производства относятся:

—высокая скорость роста;

—устойчивость к инфекции;

—рост на менее дефицитных средах;

—большее соответствие требованиям промышленной гигиены.

Все это позволяет значительно снизить затраты на производство целевого продукта.

Чтобы с максимальной продуктивностью использовать биообъект в процессе, необходимо знать и учитывать его структурно-функциональные особенности применительно к конкретным условиям производства.

Классификация живых организмов

Живые организмы

Неклеточные	Клеточные
Вирусы	Прокариоты	Эукариоты
(ДНК–содержащие		животные
РНК-содержащие )	простейшие растения
	бактерии
	актиномицеты,	грибы нитчатые,
	цианобактерии,	дрожжи,
		водоросли

Прокариотические клетки

Не имеют заключенного в мембрану ядра. Генетический аппарат клеток представлен двойной замкнутой нитью ДНК, не отделенной мембраной от цитоплазмы. Гистоны и митотический аппарат отсутствуют, нет интронов; отсутствуют органеллы, свойственные эукариотам (хлоропласты, митохондрии).

Отличаются относительно небольшими размерами и простотой строения. Обычно они существуют изолированно, вне связи с другими клетками.

Линейные размеры (могут иметь сферическую, палочкообразную или спиральную форму), как правило, составляют от 0,5 до 3 мкм.

Клетка окружена жесткой стенкой толщиной около

200 А0 (1м=1010 А0).

Непосредственно под стенкой располагается клеточная мембрана, толщиной около 70 А0.

Внутри клетки имеются нуклеотиды, рибосомы (центры белкового синтеза), цитоплазма, резервные гранулы.

_______________________________

Бактерии вида Bacillus brevis (прокариоты), образующие антибиотик грамицидин С.

Промышленная микробиология и успехи генетической инженерии. : пер. с англ. — М.: Мир, 1984. — 176 с.

Эукариотические клетки — клетки, ядро которых заключено в мембрану. Ядерная ДНК заключена в хромосомы, обычно не кольцевидные, с гистонами.

Обладают отграниченными мембраной клеточными органеллами — митохондриями, хлоропластами и др.

Как правило, эукариотическая клетка по объему в 1000–10 000 раз больше прокариотической.

Отличаются большим разнообразием форм, что необходимо для обеспечения различных специализированных функций.

В составе высших организмов эти клетки сосуществуют и взаимодействуют друг с другом различными путями и поэтому не нуждаются в биохимической гибкости и приспособляемости, столь необходимой для прокариот.

Плесневый гриб Cephalosporium acremonium (эука-

риоты), образующий антибиотик цефалоспорин.

Промышленная микробиология и успехи генетической инженерии. : пер. с англ. — М.: Мир, 1984. — 176 с.

________________________________

Клетка дрожжей Saccharo-myces cerevisiae (эука-

риоты).

Промышленная микробиология и успехи генетической инженерии.: пер. с англ. — М.: Мир, 1984. — 176 с.

По своим требованиям к условиям окружающей среды микроорганизмы можно разделить на три следующие группы.

Облигатные аэробы, способные метаболизировать и расти только в присутствии атмосферного кислорода.

Например: прокариотические стрептомицеты (продуценты антибиотиков), большинство нитевидных эукариотических грибов (используемых в сыроделии и пр-ве продуктов питания).

Облигатные анаэробы — метаболизируют и растут без доступа свободного кислорода (кислород для них токсичен).

Например: бактериальный род Clostridium (C.botulinum образует токсин ботулизма).

Факультативные организмы, способные переключать свои метаболические механизмы с аэробного (дыхательного) пути на анаэробный (бродильный) в зависимости от окружающей среды.

Например: промышленные дрожжи.

Основные средства производства антибиотиков — различные виды грибов Penicillium, Streptomyces, Actinomyces.

Для производства ферментов в качестве биообъектов используют различные виды грибов Penicillium и Aspergillus, штаммы кишечной палочки Bacillus.

В синтезе витаминов участвуют пропионовокислые бактерии и уксуснокислые бактерии.

Аминокислоты продуцируют иммобилизованные клетки кишечной палочки и сахаромицетов, коринебактерии.

Пробиотики получают на основе биомассы клеток нормальной и транзиторной микрофлоры желудоч- но-кишечного тракта человека.

_______________________________

Лекарственные вещества

Penicillium chrysogenum	Плесень	Пенициллины

Cephalosporium acremonium	»	Цсфалоспорины

Streptomyces	Бактерия	Амфотерицин В, канамицины, неоми-
		цины, стрептомицин, тетрациклины
		и др.

Bacillus brevis	»	Грамицидин С

Bacillus subtilis	»	Бацитрацин

Bacillus polymyxa	»	Полимиксин В

Rhizopus nigricans	Плесень	Трансформация стероидов

Arihrobacter simplex	Бактерия	»

Mycobacterium	»	»

Гибридомы	—	Иммуноглобулины и моноклональные
		антитела

Клеточные линии млеко-	—	Интерферон
питающих
(с помощью технологии	Бактерия	Инсулин, человеческий гормон роста,
рекомбинантных ДНК)		соматостатин, интерферон

Основной банк продуцентов в России — Всесоюзная коллекция промышленных микроорганизмов ГНИИ генетики.

Совершенствование биообъектов

Генетическая программа клетки может быть изменена следующими методами:

—селекцией на основе спонтанных мутаций;

—индуцированным мутагенезом с селекцией на каждом этапе мутаций;

—клеточной инженерией на основе гибридизации соматических клеток и культивирования изолированных культур тканей и клеток растений и животных;

—генной инженерией на основе технологии рекомбинантных ДНК.

Селекция (selectio — лат.) — направленный отбор спонтанных или индуцированных мутаций и создание на их основе клоновых культур с последующим поддержанием высокой продуктивности.

Селекция биообъектов направлена на увеличение образования целевого продукта часто без знаний о путях его биосинтеза.

Методы селекционной работы

Ступенчатый отбор спонтанных мутаций.

Ступенчатый отбор на основе индуцированного мутагенеза.

Отбор продуцентов по их устойчивости к структурным аналогам целевого продукта.

________________________________

<<< < Предыдущая 1 23 / 163 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Карабинцева Фармацевтическая технология методички

#
06.06.20167.81 Mб200Алкоголеметрия 2008.pdf
#
06.06.20162.86 Mб812Биофармация 2011.pdf
#
06.06.20164.97 Mб964Краткий курс биотехнологии.pdf
#
06.06.20161.23 Mб581Мягкие лекарственные формы аптечного изготовления учебное пособие. 2006 .pdf
#
06.06.2016860.49 Кб835Организация фармацевтического производства учебно-методическое пособие. 2010.pdf
#
06.06.20167.15 Mб689Производство стерильных и асептических лекарственных форм учебно-методическое пособие. 2014.pdf
#
06.06.2016592.8 Кб250Справочные материалы по фармтехнологии.pdf
#
06.06.20161.81 Mб638Стерильные и аспетически изготовляемые лекарственные формы 2012.pdf