Путем изменения химической структуры ядра природного антибиотика получают

История открытия и получения антибиотиков

АНТИБИОТИКИ, вырабатываемые микроорганизмами химические вещества, которые способны тормозить рост и вызывать гибель бактерий и других микробов. (Приложение). Противомикробное действие антибиотиков имеет избирательный характер: на одни организмы они действуют сильнее, на другие – слабее или вообще не действуют. Избирательно и воздействие антибиотиков и на животные клетки, вследствие чего они различаются по степени токсичности и влиянию на кровь и другие биологические жидкости. Некоторые антибиотики представляют значительный интерес для химиотерапии и могут применяться для лечения различных микробных инфекций у человека и животных.

Одним из первых пионеров науки стал Луи Пастер. В 1877 году он и его сотрудник обнаружили, что рост болезнетворной бактерии можно остановить, если запустить к ней другую бактерию. Они показали, что огромные количество бацилл сибирской язвы не причинят никакого вреда животным, если их давать вместе с бактериями сапрофитами. Исследования, проведенные другими учеными в последующие годы окончательно подтвердили вердикт: материалы на основе бактерий могут убивать болезнетворные микроорганизмы.

В 1928 году Александр Флеминг сделал один из самых значительных вкладов в области антибиотиков. Проведение им различных экспериментов привело к разработке антибиотика новой эры – пенициллина, который был получен из плесневого гриба. Двумя годами позже в 1932 году была напечатана инструкция, как лечить инфицированные раны при помощи пенициллина. Но, все же, невзирая, на эффективность первых результатов с пенициллином, на него пока нельзя было надеяться, и понадобились новые разработки в этой сфере. Улучшения не заставили себя ждать, и в сороковых годах Говард Флори (Howard Florey) и его соратники представили новый более плодовитый штамм пенициллиновых бактерий, который позволил заняться промышленным производством антибиотика.

1937 г. – М. Вельш описал первый антибиотик стрептомицетного происхождения – актиномицетин. 1939 г. – Н.А. Красильников и А.И. Кореняко получили мицетин; Р. Дюбо – тиротрицин. 1940 г. – Э. Чейн выделил пенициллин в кристаллическом виде. 1942 г. – З. Ваксман впервые ввел термин «антибиотик».

Таким образом, к моменту получения пенициллина в очищенном виде было известно пять антибиотических средств (микофеноловая кислота, пиоцианаза, актиномицетин, мицетин и тиротрицин). В последующем число антибиотиков быстро росло и к настоящему времени их описано почти 7000 (образуемых лишь микроорганизмами); при этом только около 160 используется в медицинской практике.

В настоящее время различают три способа получения антибиотиков: биологический, метод получения полусинтетических препаратов и синтез химических соединений — аналогов природных антибиотиков. 1. Биологический синтез. Одним из главных условий получения антибиотика в большом количестве является продуктивность штамма, поэтому используются наиболее продуктивные мутанты «диких штаммов», полученные методом химического мутагенеза. Продуцент выращивают в жидкой оптимальной среде, в которую и поступают продукты метаболизма, обладающие антибиотическими свойствами. Антибиотики, находящиеся в жидкости, выделяют, используя ионообменные процессы, экстракцию или растворители. За Международную единицу активности антибиотика (ЕД) принимают специфическую активность, содержащуюся в 1 мкг чистого препарата пенициллина Международная единица активности равна 0,6 мкг. 2. Полусинтетические антибиотики. Их готовят комбинированным способом: методом биологического синтеза получают основное ядро молекулы антибиотика, а методом химического синтеза, путем частичного изменения химической структуры — полусинтетические препараты. препарат. 3. Синтетические антибиотики. Изучение химической структуры антибиотиков дало возможность получать их методом химического синтеза. Одним из первых антибиотиков, полученных таким методом, был полевомицетин. Большие успехи в развитии, химии привели к созданию антибиотиков с направленно измененными свойствами, обладающих пролонгированным действием, активных в отношении устойчивых к пенициллину стафилококков.

Источник

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017

Антибиотиками природного происхождения являются вещества, которые продуцируются актиномицетами и немицеллярными бактериями. Синтетические препараты, сходные по действию с антибиотиками, называют антибактериальными химиопрепаратами.

На сегодняшний день существует три способа получения антибиотиков.

Биологический синтез является самым ранним из способов. Антибиотики получают с помощью высокопродуктивных штаммов микроорганизмов, выращиваемых на специальных питательных средах. Обычно для получения большого количества антибиотика используют штаммы, полученные в результате химического мутагенеза. Каждый вид может образовывать одно или несколько определенных и специфичных для него антибиотических веществ.

К субстратам для роста микроорганизмов относятся мясопептонная и картофельная среды и среды с экстрактами кукурузы, сои, свеклы, которые содержат различные углеводы. Они являются относительно дешевыми, микроорганизмы на них хорошо развиваются, обеспечивается высокий выход антибиотиков. На проявление антибиотических свойств влияют активная кислотность среды, температура, методы совместного выращивания.

Необходимые вещества выделяют из жидких сред с помощью ионно-обменных процессов, растворителей или экстракцией. Полученные антибиотики проходят очистку, концентрацию и стабилизацию.

Самым известным антибиотиком биологического происхождения является пенициллин.

Полусинтетические антибиотики получают в два этапа:

1. Биологическим синтезом получают основное ядро молекулы нативного антибиотика;
2. Методом химического синтеза частично изменяют химическую структуру вещества.

Таким путем был получен бензилпенициллин, состоящий из ядра молекулы пенициллина и молекулы 6-АПК бензильной группы. Также полусинтетические препараты получают на основе 7-аминоцефалоспориновой кислоты, например, цефалотин, который не дает аллергической реакции у лиц, чувствительных к пенициллину. Рифампицин – противотуберкулезный препарат, также был получен полусинтетическим методом.

Благодаря изучению химической структуры антибиотиков стало возможно получить их с помощью химического синтеза. Синтетические препараты обладают пролонгированным действием. Они действуют на устойчивые к пенициллину стафилококки. Первым синтетическим антибиотиком стал левомицетин, затем были получены экмоновоциллин, бициллин, хлорамфениколы.

Антибиотики имеют важнейшее значение в борьбе с инфекцией. В мире снизилась и продолжает непрерывно снижаться инфекционная заболеваемость. Но вместе с использованием антибиотиков необходимо одновременно повышать иммунитет животного. Сами антибиотики должны применяться строго по показаниям с учетом индивидуальных свойств каждого антибиотика с точки зрения его антибактериального спектра и вызываемых им побочных реакций.

Источник

Путем изменения химической структуры ядра природного антибиотика получают

Антибактериальные средства. Антибактериальные препараты. Антибиотики. Классификация антибиотиков.

К антибактериальным химиотерапевтическим средствам относят антибиотики, сульфаниламидные препараты, синтетические антибактериальные средства различного химического строения, противосифилитические и противотуберкулёзные средства. Структуры бактериальной клетки, служащие мишенями для основных антибактериальных химиотерапевтических препаратов, представлены на рис. 9-1.

Рис. 9-1. Мишени основных химиотерапевтических препаратов в бактериальной клетке (пояснения в тексте).

Антибиотики

Ранее было указано, что различные организмы, реализуя антагонистические взаимодействия в биоценозах, выделяют БАВ (антибиотики, бактериоцины), подавляющие жизнедеятельность своих конкурентов.

Антибиотики [от греч. anti- против, + biosis, жизнь] — химические вещества биологического происхождения, избирательно тормозящие рост и размножение или убивающие микроорганизмы.

Классификация антибиотиков

Антибиотики классифицируют и характеризуют по их происхождению, химической структуре, механизму действия, спектру активности, частоте развития лекарственной устойчивости и т.д.

Тип продуцента антибиотика. В соответствии с типом продуцента выделяют антибиотики, синтезируемые грибами (например, бензилпенициллин, гризеофульвин, цефалоспорины), актиномицетами (например, стрептомицин, эритромицин) и бактериями (например, полимиксины).

Способы получения антибиотиков:
• биосинтетические (природные) антибиотики, их продуцентами выступают специальные штаммы микроорганизмов;
• полусинтетические антибиотики, получаемые химическим соединением природного антибиотика, точнее его «ядра», с различными химическими радикалами (при этом возможно направленное создание препаратов с заданными свойствами);
• синтетические антибиотики, источник их получения — химический синтез, возможный после определения структуры природных препаратов (например, синтетическим путём получают левомицетин). Механизм действия. Антибиотики подавляют различные процессы: синтез компонентов клеточной стенки, функции ЦПМ, синтез белка, транскрипцию и синтез нуклеиновых кислот микроорганизмов.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Источник