Виробництво вітамінів.

Вітаміни-це низькомолекулярні органічні сполуки, роль яких для нор-мальної життєдіяльності організму добре відома. Оскільки в харчових продуктах вітамінів міститься небагато(в 100 мл на100 г їжі)і вони швидко руйнуються, тре-ба вітамінізувати готову їжу та продукти. Ось тому вітаміни вже давно виробля-ються в великих кількостях. Традиційно способи отримання вітамінів основані або на перобці великої кількості сировини, або в рідких випадках на штучному синтезі. Ось тому вітамінна промисловість вимагає більш ефективних технологій. Такі технології успішно створені.

З допомогою генетичних маніпуляцій були отримані штами мікроорганізмів, які продукують в десятки тисяч разів більше вітамінів, ніж не-обхідно для їх росту. Це штами Denitifrilicans і Propionibaeferium freudenreichii, які продукують вітаміни В12 та інші. В СРСР на базі Bacillus subtilis сконструйовано ефективний продуцент вітаміну В12.

Мікробіологічна технологія дозволила вирішити проблему виробництва аскорбінової кислоти (вітамін С). В Японії розроблений ефективний фермента-тивний спосіб отримання стабільного необхідного вітаміну С-аскорбін-2-фосфата, який використовується в якості антиоксиданту.

Вітаміни В2, В12 додають в їжу тварин для збалансування кормів.

Біотехнологічне отримання антибіотиків.

Антибіотики-найбільший клас фармакологічних препаратів, які синтезу-ються мікроорганізмами. Деякі з них використовуються у сільському господарстві прти сільськогосподарських шкідників( наприклад поліоксин, барідоміцин, нос-галіцин), інші-в медичних цілях(пеніцилін, тетрациклін, цефалоспорин та інші).

Шість родів фармацевтичних грибів продукують біля 1000 різних ан-тибіотиків. Багато антибіотиків синтизують актиноміцети(один тільки вид Streptoooomyces qriiiseum виробляє біля 50 видів антибіотиків). В практиці ре-ально використовують невелике число із відомих науці антибіотиків, які вироб-ляють мікроорганізми. Це в першу чергу пеніциліни і цефалоспорини, які проду-куються грибами родів Penicillum та Cephalosporum: стрептоміцин, гентаміцин, еритроміцин та тетрациклін, які синтезуються актиноміцетами роду Streptomyus та бактеріями родів Micromonosporata Bacillus, та деякі інші.

До ери генетичної інженерії цінні для промисловості штами-продуценти з підвищеною продуктивністю отримували в основному з допомогою мутагену та селекції природних мікроорганізмів. Наприклад, в результаті селекції та покра-щення техніки ферментації промисловий вихід пеніциліну досягнув 200 г/л, що в 10 млн. раз більше рівня, який був у природному штамі Penicciliullum chrysoqenum.

Розроблений також метод так званого мутагенезу, який дозволяє отри-мувати модифіковані антибіотики. В цьому випадку використані мутантні штами-продуценти, в яких пропущений синтез певних ділянок молекули. Антибіотики для біосинтезу функціонально-активного антибіотику в середовище культиву-вання продуценти вносять аналоги цих ділянок. В зв*язку з поступовим набуттям багатьох патогенних бактерій стійкості до антибіотиків створені методи внесен-ня спеціальних модифікацій в структурі антибіотику, які зберігають їх антибак-теріальні ефекти. У деякий час широкого поширення набули напівсинтетичні антибіотики, наприклад, ампіцилін, цефалексин, метицилін та інші.

Антибіотики виробляються мікрорганізмами в результаті спільної дії про-дуктів 10-30 генів, що утруднює використання генно-інженерних підходів для управління їх синтезом. Проте проблему можна вирішити у тих випадках, коли синтез амінокислот визначається мультиферментним комплексом, який ко-дується одним опероном (наприклад, у випадку амінокислот пептидної природи). Це відкриває нові перспективи в біотехнологічному отриманні амінокислот. Вве-дення відповідних генів із одного мікроорганізму вінший близькородний може призвести до отримання “гібридного” антибіотика, який має нові властивості. Цей підхід був успішно застосований в 1988 р. біохіміком Міхаелом Хондвудом в США. При об*єднані генів біосинтезу актинородину та медерміцину був отрима-ний новий антибіотик, який отримав назву “медерродін”. Висока продуктивність штамів мікроорганізмів іноді досягалась за рахунок збільшення в клітинах ан-тибіотика. Таким чином вдалося, наприклад, суттєво збільшити вихід актиноро-дину.

В боротьбі із хвороботворними бактеріями замість антибіотику іноді ви-користовують іншу бактерію- антагоніст патогенного штаму. Прикладом може послужити деякий патогений штам бактерії Streptococcus mutans, який руйнує зубну ємаль та дентин. При введенні у ротову порожнину мутагенного штаму цього виду бактерій , виділявся білковий продукт, який згубно діє на дикий штам. в даному випадку бактерії антагоністи виступають у ролі біостимуляторів.

Описані аналогічні способи захисту сільськогосподарських рослин. Зок-рема, це відноситься до інфекційного захворювання розсади томатів, яке викли-кається груповими бактеріями Fusarium oxysporum. Захворювання пов*язане здією фузарової кмслоти, яка продукується цими бактеріями. В якості біостерилізатора в цьому випадку використовувалися клітини Pseudomonas solanactarum, які здатні накопичувати фузарову кислоту і таким чином понижува-ти її токсичну дію на томати.