الكائنات الحية الدقيقة المنتجة للمضادات الحيوية وبيولوجيتها

شارك مع الأصدقاء:

الكائنات الحية الدقيقة المنتجة للمضادات الحيوية وبيولوجيتها

يخطط.
1. تاريخ المضادات الحيوية
2. الكائنات الحية الدقيقة المنتجة للمضادات الحيوية
3. المضادات الحيوية المختلفة

يدخل.
تاريخ المضادات الحيوية.
تنتمي فكرة مكافحة الجراثيم إلى باستور ، الذي حدد عصيات الجمرة الخبيثة في القيح من 1862-1868. في عام 1871 ، زار الطبيب الروسي VA Monassein و AG Polotebkov وطلب منه تطبيقه على الجروح المصابة. لكنها لم تنجح بشكل جيد. سرعان ما استخدم متشنيكوف بكتيريا حمض اللاكتيك (اللاكتوباسيلوس) ضد البكتيريا القيحية في الأمعاء البشرية. اكتشف العالم البريطاني أ.فليمينج أول مضاد حيوي ، البنسلين ، في عام 1928. يكتشف أن Penicillium notatum لديه القدرة على تحليل مستعمرة من المكورات العنقودية. لكن في السنوات العشر الماضية ، تقدمت دراسة البنسلين كثيرًا لدرجة أنه تم تحديد أن قدرته على محاربة الميكروبات منخفضة. أجبرت الحرب العالمية الثانية على البحث في المضادات الحيوية لعلاج الجروح العميقة.
في عام 1940 ، حصل العالمان البريطانيان هـ. فلوري وإي. آين على عقار البنسلين ، الذي لم يتم تنقيته ، يحتوي على مضادات حيوية من النيتروجين ، ولكن كان له نشاط كبير. في وقت لاحق ، أظهرت التجارب التي أجريت في 39 معملًا في بريطانيا العظمى والولايات المتحدة الأمريكية أنه تم تحديد أكثر من 1000 سلالة من P.notatum و P.chrysogenum ، وتم تطوير طرق زراعة وعزل البنسلين واستخدامها في الطب. تم تحديد بنية البنسلين في عام 1945 باستخدام الطرق الكيميائية والتحليل الإنشائي بالأشعة السينية.
(ر. وودوارد ، دي هودجكين ، آر روبنسون)
قدم ZA Waxman مساهمة كبيرة في دراسة المضادات الحيوية. لم يعزل المضادات الحيوية المهمة ، بل طورها باستخدام طريقة الفرز. تم اكتشاف الكلورومفينينول والتتراسيكلين في 1948-1950. من عام 1952 إلى عام 1954 وحتى الستينيات ، تم تحديد جميع أنواع المضادات الحيوية. في عام 60 ، 1950 ، في 150 ، 1960 ، وفي 1200 ، تم تحديد أكثر من 1970 مضاد حيوي. في الوقت الحاضر ، أصبح اكتشاف وعزل المضادات الحيوية أبطأ بكثير. لكن يتم اكتشاف 2000 مادة جديدة كل عام. حاليًا ، يتم استخدام 50 إلى 50 مضاد حيوي في الطب ، ويتم بيع 100-60٪ منها في الأسواق العالمية.
وفقًا لآلية عمل المضادات الحيوية ، يمكن تقسيمها إلى 4 أنواع
1) مثبطات تخليق جدار الخلية البكتيرية
2) مثبط m-RNA لتخليق الأكسيل
3) مثبطات الحمض النووي
4) مثبط وظيفي للغشاء السيتوبلازمي.
الكائنات الحية الدقيقة المنتجة للمضادات الحيوية
تمتلك العديد من الكائنات الحية الدقيقة القدرة على تصنيع العديد من المواد الفعالة فيزيولوجيًا: الإنزيمات (المحفزات البيولوجية) والفيتامينات والأحماض الأمينية والمنشطات البيولوجية واللقاحات والمضادات الحيوية. على سبيل المثال ، يمكن أن تصنع خميرة السكاروميسيت ما يصل إلى 45-50٪ بروتين. تصنع بعض البكتيريا المضادات الحيوية: ثيروثريسين ، وباسيتراسين ، وسبيتيلين ، وبوليميكسين في. والبعض الآخر يصنع حمض الأسيتيك. الأكتينوميسيتات: الفطريات المختلفة تصنع المضادات الحيوية مثل الستربتومايسين ، الأوريوميسين ، النيومايسين ، التتراسيكلين. أي أن 2 | 3 في المائة من المضادات الحيوية المعروفة حاليًا يتم تصنيعها بواسطة الفطريات الشعاعية.
الميكوبلازما والبكتيريا على شكل حرف L ليس لها جدار خلوي. في كثير من الأحيان ، تحت تأثير مضاد حيوي أو في ظل ظروف طبيعية ، يمكن أن تتشكل البكتيريا على شكل حرف L تلقائيًا. في نفوسهم ، يتم الحفاظ على جدار الخلية جزئيًا ، ويتم الحفاظ على ميزة التكاثر بالكامل. إنها كروية كبيرة أو صغيرة وتوجد في العديد من البكتيريا المسببة للأمراض والورم.

إنه ينتمي إلى رتبة Actinomycetales. وهي تتكون من خيوط متفرعة تتكون منها الفطريات. Hyphae أحادية الخلية ، قطرها 0.5-2 ميكرومتر. تحتوي الفطريات الشعاعية المزروعة على وسط أجار على ركيزة وفطريات جوية. المذيلات الهوائية لها مظهر حلزوني مستقيم. كونها ناقلات بوغ ، تستخدم الجراثيم للتكاثر. تحتوي بعض الفطريات الشعاعية على قضبان متفرعة مختلفة بدلاً من المذيلات الهوائية. الفطريات الشعاعية هي رمية وممرضة في البشر والحيوانات. يميز بعض الممثلين المضادات الحيوية المستخدمة في مكافحة أمراض الحيوان والإنسان والنبات.
في الكائنات الحية الدقيقة ، قد يكون هناك طفرة واحدة لكل مليون خلية. على سبيل المثال ، مقاومة المضادات الحيوية ، والقدرة على تصنيع التربتوفان ، ومقاومة العاثيات ، والتغيرات في شكل المستعمرات ، والتغيرات في تكوين الأصباغ أو أن تصبح أشكال المحفظة غير مغلفة ، والتغيرات في تكوين hivchins ، إلخ. الحصول على سلالات جديدة من الخمائر المستخدمة في الخبز ، والحصول على سلالات تصنع كميات كبيرة من المضادات الحيوية ، والحصول على سلالات تصنع فيتامين V12 ، والزيوت والدهون ، والحصول على سلالات تنتج حمض اللاكتيك ، أو الحصول على أشكال وقائية فعالة ضد الزحار ، نظير التيفوئيد ، والتيفوس ، إلخ. . هي أمثلة على الطفرات.
يمكن أن تتأثر البكتيريا والفطريات والفطريات الشعاعية بالأشعة المشعة والمطفرات الكيميائية ، مما يؤدي إلى تغيير بنية الحمض النووي في خلاياها وتوجيه نشاطها نحو تخليق مواد مفيدة للإنسان. في الوقت الحالي ، يعد الحصول على معرفة جيدة بالخصائص الفسيولوجية للبكتيريا وتغييرها وبالتالي استخدامها على نطاق واسع في العمليات الزراعية والطبية والتكنولوجية أحد القضايا المهمة التي تواجه علماء الأحياء الدقيقة.
الحلقات. الحلقات عبارة عن مجموعات صغيرة من الجينات الخالية من الكروموسومات. توجد خالية في السيتوبلازم أو متصلة بالكروموسوم البكتيري.
تشارك الحلقات في انتقال الفوعة البكتيرية (G ') ، ومقاومة الأدوية (R) ، وتولد الجراثيم ، وتولد الكوليني وعوامل أخرى. تم تحديد عامل مقاومة المضادات الحيوية (عامل R) للحلقات لأول مرة من قبل العلماء اليابانيين.
نشأة الجراثيم يشير إلى خاصية تخليق المواد ضد المضادات الحيوية في الخلية البكتيرية ، وتسمى هذه المواد بكتريوسينات. على سبيل المثال: Escherichia coli-colicin، Bact. سيرلس-إيروسين ، باك. يقوم بتوليف megaterium-megacin ، E. Restis-testicin ، Staphylococcus aureus-staphylacoccocin. يتم امتصاصها على الخلية البكتيرية وتسبب موت البكتيريا. تؤثر البكتيريا فقط على البكتيريا القريبة من المنتج.
يُعرف تطور كائن حي دقيق بآخر منذ قرون. ولكن فقط في عام 1942 ، تم إدخال مصطلح "مضاد حيوي" في العلم بواسطة ZA Waxman. في الوقت الحاضر ، تستخدم المضادات الحيوية كمادة طبيعية في اللفت ، وتؤثر منتجاتها المعدلة كيميائيًا بتركيز منخفض على نمو البكتيريا والفطريات والفيروسات البسيطة والخلايا السرطانية ، مما يقلل من نموها.
في السنوات الأربعين الماضية ، نتيجة لاستخدام المضادات الحيوية في الطب ، تم قمع العديد من الأوبئة المميتة. على سبيل المثال ، الكوليرا. في جميع أنحاء العالم ، لا تحدث الأمراض المعدية (على سبيل المثال ، السل ، والإنتان ، والتهاب السحايا ، والالتهاب الرئوي) أثناء العمليات الجراحية والولادة. إنها ليست فقط البلدان المتقدمة ، ولكن البلدان النامية في آسيا الوسطى وأفريقيا وأمريكا اللاتينية تستخدم المضادات الحيوية ضد هذه الأمراض.
تظهر دراسة آلية المضادات الحيوية أنها تؤثر على وظيفة نظام خلوي أو آخر ، مثل أداة رقيقة.

البنسلين والسيفالوسبورين والمضادات الحيوية الأخرى القريبة.
يؤثر البنسلين على الكائنات الدقيقة الجرامية (+) (المكورات العنقودية ، المكورات الرئوية ، المكورات العقدية) ، بعض الكائنات الجرامية (-) (المكورات المعدنية ، المكورات البنية) ، الجمرة الخبيثة ، المطثيات ، اللولبيات. لكن في بعض الأحيان يمكن أن تسبب المضادات الحيوية أمراض الحساسية وصدمة الحساسية.
يحتوي جزيء البنسلين على  لاكتو ثيازوليدين. يتم التخليق الحيوي للبنسلين وفقًا لما يلي:
يؤدي تكثيف L  - aminoadilinic acid إلى التغيير المتزامن لتكوين L-cysteine ​​و L-valine إلى ثلاثي الببتيد. في الخطوة التالية ، يتم إنتاج الأيزوبنسلين N من بيتا لاكتام. نتيجة لذلك ، يؤدي التحلل المائي تحت تأثير إنزيم البنسلين أسيلاز إلى تكوين حمض 6-أمينوبنسلين. في خطوة التخمير الأخيرة ، يتم تحويل حمض فينيل أسيتيك إلى بنسلين ج. تحت تأثير حمض فينوكسي أسيتيك ، يتحول البنسلين إلى V (فينوكسي ميثيل بنسلين). تم استخدام كل من هذه المضادات الحيوية لسنوات عديدة.
بحلول السبعينيات ، فقد البنسلين أهميته. حتى الآن ، تم تحليل طرق تكسير البنزيل بنسلين إلى حمض 70-أمينوبنسلين باستخدام الطرق الأنزيمية والكيميائية. تم الحصول على البنسلين شبه الاصطناعي بهذه الطريقة. وهو فعال ومقاوم للبنسلين بيتا لاكتاماز وله مجال واسع من المفعول.
1961 أيها. حدد أ.براهام وج.نيوتن مضادًا حيويًا جديدًا من السيفالوسبورين من مستخلص الكائنات الحية الدقيقة Cephalosporium acremonium. لم يتم استخدام هذا المضاد الحيوي على نطاق واسع ، ولكن تم تصنيع سيفازولين وسيفاسيتريل وسيفانز منه.
في النصف الأول من السبعينيات ، تم عزل 70 ميثوكسي سيفالوسبورين من العقدية الشعاعية. 7 تم اكتشاف Nocardicin A مضاد حيوي. في عام 1975 ، تم التعرف على أحادي البكتام ، أي سلفازيسين. تعتمد آلية عمل المضادات الحيوية بيتا لاكتام على جدار الخلية البكتيرية.

سيكلوسيرين.

تم الحصول على هذا المضاد الحيوي لأول مرة في عام 1955 من Streptomyces orchidaceus وغيرها من الفطريات الشعاعية. يحتوي على طيف مضاد للبكتيريا مرتفع للغاية وسمية منخفضة للحيوانات ، ولكنه يؤثر على الجهاز العصبي المركزي في الإنسان. لذلك ، نادرًا ما يستخدم السيكلوسيرين في العيادة. تم تحليل بنية السيكلوسيرين باستخدام الطرق الكيميائية والتحليل الإنشائي بالأشعة السينية. 1956 IK Kogekkov، M. Ya. يتم إجراء أول توليف للسيكلوسيرين بمساعدة Karpeyskin و RM Khomutov. لقد ثبت الآن أن السيكلوسيرين يزيد من نشاط إنزيمين. تشارك هذه الإنزيمات في تركيب D-alanyl-D-alanine synthetase و alanine racemase في جدار خلية الببتيدجليكون.
التتراسيكلين.
يحتل المضاد الحيوي التتراسيكلين المرتبة الثانية بعد بيتا-لاكتام في استخدامه في الطب. يتم استخدامها في مكافحة الجرام (+) وغالبًا ما تكون البكتيريا (-) والريكتسيا والميكوبلازما والالتهاب الرئوي والدوسنتاريا والسيلان والتهاب المرارة والتهاب السحايا والأمراض المعدية.
تم عزل أول مضاد حيوي من التتراسيكلين من streptomyces aureofaciens في عام 1948 بواسطة B. Daggerom. في وقت لاحق ، تم تلدين 6 أنواع من التتراسيكلين. تم تحديد هيكل أول التتراسيكلين - الأوريوميسين والتيراميسين في عام 1952 بمساعدة مجموعة كبيرة من العلماء الأمريكيين ، بما في ذلك RB Woodwardon باستخدام التجارب الكيميائية. كان الهدف الرئيسي لجميع الكيميائيين هو إجراء التخليق الكلي للتتراسيكلين. تم إجراء أول تخليق للتتراسيكلين في الاتحاد السوفياتي في عام 1967 تحت قيادة MM Shemyakin و MN Kolosova. يتم استخدام تكثيف دييني للمواد المستخدمة في التكوين ثم يتم استخدام الديينيول في التعديل المكون من 6 خطوات. يؤدي التكثيف والجفاف وتقليل الأثير النيتروز والحماية المتبادلة للمجموعات الأمينية بشكل أساسي إلى مثيلة هيدروكسيد الفينول. يتكون التتراسيكلين نتيجة لترطيب الدورة الميثيلية. آلية عمل التتراسيكلين ليست معروفة بعد. في عام 1950 ، تم اكتشاف أن التتراسيكلين هو مثبط محدد لتخليق الأكسيل في المكورات العنقودية الذهبية.

الستربتومايسين والمضادات الحيوية أمينوغليكوزيد الأخرى.
من حيث الاستخدام السريري ، تحتل مجموعة المضادات الحيوية deliglycosides المرتبة الرابعة بعد -lactam tetracyclines و macrolides الخالية من البوليين. تم اكتشاف الستربتومايسين الفعال ضد بكتيريا الجرام (-) نتيجة إدخال الأدوية ، ويعتبر من أوائل الأدوية في علاج مرض السل. من بين الأمينوغليكوزيدات الأخرى ، يستخدم الستربتومايسين ضد الأمراض التي تسببها Pseudomonas و Profeus.
Aminoglycosides هي عائلة من العديد من المضادات الحيوية وتحتوي على أكثر من 100 مركب طبيعي. هذه المركبات مشتقة من الكائنات الحية الدقيقة مثل Streptomyces micromonospora و Bacillus بالإضافة إلى العديد من نظائرها متعددة التركيبات. تشابهها هو وجود 6 كحول أميني كربوكسيليك مكون من XNUMX ذرات مع جليكوزيلات واحد والعديد من السكريات الأمينية البسيطة والمحددة في بنية الجزيء.
تحت تأثير أيونات Mg ، يرتبط الستربتومايسين بالوحدة الفرعية 30 S من ريبوسوم بدائيات النوى ولا يؤثر على ريبوسوم حقيقيات النوى على الإطلاق. الغرض من الستربتومايسين هو التأثير على أوكسي ريبوسوم S-12 ، لكن الأوكسيل S-3 و S-5 و S-7 و S-14 تشارك في عملية الربط. نتيجة لتفاعل الستربتومايسين مع الريبوسوم ، يبدأ تثبيط انقسام روابط البولي ببتيد. في الأنظمة الخالية من الخلايا ، يكون الكود الجيني للستربتومايسين قابلاً للتحفيز. لكن هذا التأثير لا يعتمد على تأثيره على الخلايا البكتيرية. تم عرض موقعين على الأقل للربط لأمينوغليكوزيدات أخرى. أحدها هو الجزء L-2 6 S من بكتريا قولونية الذي يحمل الأكسيل. تستدعي Xamda خاصية حساب الخطأ.

الخلاصة

تمتلك العديد من الكائنات الحية الدقيقة القدرة على تصنيع العديد من المواد الفعالة فيزيولوجيًا: الإنزيمات (المحفزات البيولوجية) والفيتامينات والأحماض الأمينية والمنشطات البيولوجية واللقاحات والمضادات الحيوية.

الأكتينوميسيتات: الفطريات المختلفة تصنع المضادات الحيوية مثل الستربتومايسين ، الأوريوميسين ، النيومايسين ، التتراسيكلين. أي أن 2 | 3 في المائة من المضادات الحيوية المعروفة حاليًا يتم تصنيعها بواسطة الفطريات الشعاعية. يحتوي على طيف مضاد للبكتيريا مرتفع للغاية وسمية منخفضة للحيوانات ، ولكنه يؤثر على الجهاز العصبي المركزي في الإنسان.

كتب
1. Mishustin Ye.N. ، Yemsev VG Microbiology. م.كولوس ، 1987.
2. Schlegel G. Obshaya علم الأحياء الدقيقة. م ، 1987.
3. Gusev MV ، Mineyeva LA ، علم الأحياء الدقيقة. إيزد فو إم جي يو ، 1985
4. Agol السادس ، Atabekov IG ، Tikhonenko TI ، Krylov VN Molekularnaya biologiya virusov. نوكا ، 1971.
5. Vahobov AH ، Inoghomov M. علم الأحياء الدقيقة (نص المحاضرة). طشقند. دار نشر ToshDU. 1999
6. Vahobov AH ، Inoghomov M. أساسيات علم الأحياء الدقيقة وعلم الفيروسات. "مدرس" ، 1999.
7. Inoghomov M. أساسيات علم الأحياء الدقيقة وعلم الفيروسات. مدرس ، 1983.