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एंटीबायोटिक उत्पादक सूक्ष्मजीव और उनकी जीव विज्ञान
योजना।
1. एंटीबायोटिक्स का इतिहास
2. एंटीबायोटिक उत्पादक सूक्ष्मजीव
3. विभिन्न एंटीबायोटिक्स
दर्ज।
एंटीबायोटिक्स का इतिहास।
कीटाणुओं के खिलाफ लड़ाई का विचार पाश्चर का है, जिन्होंने 1862-1868 तक मवाद में एंथ्रेक्स बेसिली की पहचान की थी। 1871 में, रूसी चिकित्सक ने वीए मोनासेन और एजी पोलोटेबकोव का दौरा किया और इसे संक्रमित घावों पर लगाने के लिए कहा। लेकिन यह ठीक नहीं हुआ। जल्द ही, मेचनिकोव ने मानव आंत में प्यूरुलेंट बैक्टीरिया के खिलाफ लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया (लैक्टोबैसिलस) का इस्तेमाल किया। ब्रिटिश वैज्ञानिक ए. फ्लेमिंग ने 1928 में पहली एंटीबायोटिक, पेनिसिलिन की खोज की। यह पता लगाता है कि पेनिसिलियम नोटेटम में स्टैफिलोकोकस की एक कॉलोनी को लाइक करने की क्षमता है। लेकिन पिछले 10 वर्षों में पेनिसिलिन के अध्ययन ने इतनी प्रगति की है कि यह निर्धारित किया गया है कि इसकी रोगाणुओं से लड़ने की क्षमता कम है। द्वितीय विश्व युद्ध ने गहरे घावों के इलाज के लिए एंटीबायोटिक्स में शोध को मजबूर कर दिया।
1940 में, ब्रिटिश वैज्ञानिकों एच. फ्लोरे और ई. आईन ने पेनिसिलिन दवा प्राप्त की, जिसे शुद्ध नहीं किया गया था, जिसमें एन.एंटीबायोटिक्स शामिल थे, लेकिन उच्च गतिविधि थी। बाद में, ग्रेट ब्रिटेन और संयुक्त राज्य अमेरिका में 39 प्रयोगशालाओं में किए गए प्रयोगों से पता चला है कि पी.नोटेटम और पी.क्रिसोजेनम के 1000 से अधिक उपभेदों की पहचान की गई थी, और पेनिसिलिन की खेती और अलगाव और दवा में उनके उपयोग के तरीके विकसित किए गए थे। रासायनिक विधियों और एक्स-रे संरचनात्मक विश्लेषण का उपयोग करके 1945 में पेनिसिलिन की संरचना निर्धारित की गई थी।
(आर. वुडवर्ड, डी. हॉजकिन, आर. रॉबिन्सन)
ZA Waxman ने एंटीबायोटिक्स के अध्ययन में बहुत बड़ा योगदान दिया है। उन्होंने महत्वपूर्ण एंटीबायोटिक दवाओं को अलग नहीं किया, बल्कि एक स्क्रीनिंग पद्धति का उपयोग करके उन्हें विकसित किया। 1948-1950 में क्लोरोफेनिनोल और टेट्रासाइक्लिन की खोज की गई थी। 1952 से 1954 तक और 60 के दशक तक, सभी प्रकार के एंटीबायोटिक दवाओं की पहचान की गई थी। 1950 में 150, 1960 में 1200 और 1970 में 2000 से अधिक एंटीबायोटिक दवाओं की पहचान की गई थी। आजकल, एंटीबायोटिक दवाओं की खोज और अलगाव बहुत धीमी है। लेकिन प्रति वर्ष 50 नए पदार्थ खोजे जाते हैं। वर्तमान में दवाओं में 50 से 100 एंटीबायोटिक्स का उपयोग किया जाता है, और उनमें से 60-65% विश्व बाजार में बेचे जाते हैं।
एंटीबायोटिक दवाओं की क्रिया के तंत्र के अनुसार, उन्हें 4 प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है
1) जीवाणु कोशिका दीवार संश्लेषण के अवरोधक
2) ऑक्सील संश्लेषण का एम-आरएनए अवरोधक
3) न्यूक्लिक एसिड अवरोधक
4) कार्यात्मक साइटोप्लाज्मिक झिल्ली अवरोधक।
एंटीबायोटिक उत्पादक सूक्ष्मजीव
कई सूक्ष्मजीवों में विभिन्न शारीरिक रूप से सक्रिय पदार्थों को संश्लेषित करने की क्षमता होती है: एंजाइम (जैविक उत्प्रेरक), विटामिन, अमीनो एसिड, जैविक उत्तेजक, टीके और एंटीबायोटिक्स। उदाहरण के लिए, सैक्रोमाइसेट यीस्ट 45-50% तक प्रोटीन का संश्लेषण कर सकता है। कुछ जीवाणु प्रतिजैविकों का संश्लेषण करते हैं: थायरोथ्रीसिन, बैकीट्रैकिन, सबटिलिन, पॉलीमीक्सिन V. अन्य एसिटिक अम्ल का संश्लेषण करते हैं। एक्टिनोमाइसेट्स: विभिन्न कवक एंटीबायोटिक्स जैसे स्ट्रेप्टोमाइसिन, ऑरियोमाइसिन, नियोमाइसिन, टेट्रासाइक्लिन का संश्लेषण करते हैं। अर्थात्, वर्तमान में ज्ञात एंटीबायोटिक्स का 2|3 प्रतिशत एक्टिनोमाइसेट्स द्वारा संश्लेषित किया जाता है।
माइकोप्लाज्मा और एल-आकार के बैक्टीरिया में कोशिका भित्ति नहीं होती है। अक्सर, एक एंटीबायोटिक के प्रभाव में या प्राकृतिक परिस्थितियों में, एल-आकार के बैक्टीरिया अनायास बन सकते हैं। उनमें, कोशिका भित्ति आंशिक रूप से संरक्षित होती है, और प्रजनन सुविधा पूरी तरह से संरक्षित होती है। वे बड़े या छोटे गोलाकार होते हैं और कई रोगजनक और सैप्रोफाइटिक बैक्टीरिया में पाए जाते हैं।
यह एक्टिनोमाइसेटेल्स गण से संबंधित है। इनमें शाखित तंतु होते हैं, जिनसे माइसेलियम बनता है। हाइफे एककोशिकीय, 0.5-2 माइक्रोमीटर व्यास के होते हैं। अगर माध्यम पर उगाए जाने वाले एक्टिनोमाइसेट्स में सब्सट्रेट और एरियल मायसेलिया होते हैं। एयर मिसेलस की सीधी, सर्पिल उपस्थिति होती है। बीजाणु वाहक होने के कारण, बीजाणु प्रजनन के लिए उपयोग किए जाते हैं। कुछ एक्टिनोमाइसेट्स में एरियल मिसेल के बजाय विभिन्न शाखित छड़ें होती हैं। एक्टिनोमाइसेट्स मनुष्यों और जानवरों में सैप्रोफाइटिक और रोगजनक हैं। कुछ प्रतिनिधि पशु, मानव और पौधों की बीमारियों के खिलाफ लड़ाई में प्रयुक्त एंटीबायोटिक्स को अलग करते हैं।
सूक्ष्मजीवों में, प्रति मिलियन कोशिकाओं में एक उत्परिवर्तन हो सकता है। उदाहरण के लिए, एंटीबायोटिक दवाओं का प्रतिरोध, ट्रिप्टोफैन को संश्लेषित करने की क्षमता, फेज का प्रतिरोध, कॉलोनियों के आकार में परिवर्तन, वर्णक के निर्माण में परिवर्तन या कैप्सुलर रूपों का गैर-संपुटित होना, हिविचिन के गठन में परिवर्तन आदि। बेकिंग में उपयोग किए जाने वाले यीस्ट के नए स्ट्रेन प्राप्त करना, बड़ी मात्रा में एंटीबायोटिक दवाओं को संश्लेषित करने वाले स्ट्रेन प्राप्त करना, विटामिन वी 12, तेल और लिपिड को संश्लेषित करने वाले स्ट्रेन प्राप्त करना, लैक्टिक एसिड का उत्पादन करने वाले स्ट्रेन प्राप्त करना, या पेचिश, पैराटाइफाइड और टाइफस आदि के खिलाफ सक्रिय रोगनिरोधी रूप प्राप्त करना। उत्परिवर्तन के उदाहरण हैं।
बैक्टीरिया, कवक और एक्टिनोमाइसेट्स रेडियोधर्मी किरणों और रासायनिक उत्परिवर्तजनों से प्रभावित हो सकते हैं, उनकी कोशिकाओं में डीएनए की संरचना को बदल सकते हैं और मनुष्यों के लिए उपयोगी पदार्थों के संश्लेषण की दिशा में उनकी गतिविधि को निर्देशित कर सकते हैं। वर्तमान में, जीवाणुओं के शारीरिक गुणों का अच्छा ज्ञान होना, उन्हें बदलना और इस प्रकार कृषि, चिकित्सा और तकनीकी प्रक्रियाओं में बड़े पैमाने पर उनका उपयोग करना सूक्ष्म जीवविज्ञानी के सामने आने वाले महत्वपूर्ण मुद्दों में से एक है।
एपिसोड। एपिसोम जीन के छोटे समूह होते हैं जो गुणसूत्रों से मुक्त होते हैं। वे साइटोप्लाज्म में मुक्त पाए जाते हैं या जीवाणु गुणसूत्र से जुड़े होते हैं।
एपिसोम बैक्टीरियल विषाणु (जी'), दवा प्रतिरोध (आर), बैक्टीरियोसिनोजेनसिटी, कोलीनसिनोजेनिसिटी और अन्य कारकों के संचरण में शामिल हैं। एपिसोड के एंटीबायोटिक प्रतिरोध कारक (आर-फैक्टर) की पहली बार जापानी वैज्ञानिकों द्वारा पहचान की गई थी।
बैक्टीरियोसिनोजेनिसिटी जीवाणु कोशिका में एंटीबायोटिक दवाओं के खिलाफ पदार्थों के संश्लेषण की संपत्ति को संदर्भित करती है, इन पदार्थों को बैक्टीरियोसिन कहा जाता है। उदाहरण के लिए: एस्चेरिचिया कोली-कोलिसिन, बैक्ट। सेर्लस-एरोसीन, बीएसी। मेगेटेरियम-मेगासिन, ई। रेस्टिस-टेस्टिसिन, स्टैफिलोकोकस ऑरियस-स्टैफिलकोकोसिन को संश्लेषित करता है। वे जीवाणु कोशिका में सोख लिए जाते हैं और जीवाणुओं की मृत्यु का कारण बनते हैं। बैक्टीरियोसिन्स केवल बैक्टीरिया को प्रभावित करते हैं जो निर्माता के करीब हैं।
एक सूक्ष्मजीव का दूसरे के साथ विकास सदियों से ज्ञात है। लेकिन केवल 1942 में, ZA वैक्समैन द्वारा "एंटीबायोटिक" शब्द को विज्ञान में पेश किया गया था। वर्तमान में, केल में प्राकृतिक पदार्थ के रूप में एंटीबायोटिक्स का उपयोग किया जाता है और कम सांद्रता में उनके रासायनिक रूप से संशोधित उत्पाद बैक्टीरिया, कवक, सरल वायरस और कैंसर कोशिकाओं के विकास को प्रभावित करते हैं, जिससे उनका विकास कम हो जाता है।
पिछले 40 वर्षों में, चिकित्सा में एंटीबायोटिक दवाओं के उपयोग के परिणामस्वरूप, विभिन्न घातक महामारियों को दबा दिया गया है। उदाहरण के लिए, हैजा। पूरी दुनिया में, संक्रामक रोग (उदाहरण के लिए, तपेदिक, सेप्सिस, मेनिन्जाइटिस, निमोनिया) सर्जिकल और जन्म प्रक्रियाओं के दौरान नहीं होते हैं। केवल विकसित देश ही नहीं, बल्कि मध्य एशिया, अफ्रीका और लैटिन अमेरिका के विकासशील देश इन बीमारियों के खिलाफ एंटीबायोटिक्स का इस्तेमाल करते हैं।
एंटीबायोटिक दवाओं के तंत्र के अध्ययन से पता चलता है कि वे एक पतले उपकरण की तरह एक या दूसरे सेलुलर सिस्टम के कार्य को प्रभावित करते हैं।
पेनिसिलिन, सेफलोस्पोरिन और अन्य करीबी एंटीबायोटिक्स।
पेनिसिलिन ग्राम (+) सूक्ष्मजीवों (स्टैफिलोकोकस, न्यूमोकोकस, स्ट्रेप्टोकोकस), कुछ ग्राम (-) जीवों (मिनिंगोकोकस, गोनोकोकस), एंथ्रेक्स, क्लोस्ट्रीडियम, स्पाइरोकेट्स को प्रभावित करता है। लेकिन कभी-कभी एंटीबायोटिक्स एलर्जी संबंधी बीमारियों और एनाफिलेक्टिक शॉक का कारण बन सकते हैं।
पेनिसिलिन अणु में लैक्टो-थियाजोलिडाइन होता है। पेनिसिलिन का जैवसंश्लेषण निम्न के अनुसार होता है:
एल - एमिनोएडिलिनिक एसिड का संघनन एल-सिस्टीन और एल-वेलिन के कॉन्फ़िगरेशन के साथ-साथ ट्राइपेप्टाइड में परिवर्तन की ओर जाता है। अगले चरण में, is-लैक्टम से आइसोपेनिसिलिन एन का उत्पादन किया जाता है। नतीजतन, पेनिसिलिन एसाइलेज एंजाइम के प्रभाव में हाइड्रोलिसिस 6-एमिनोपेनिसिलिन एसिड के गठन की ओर जाता है। अंतिम किण्वन चरण में, फेनिलएसेटिक एसिड को पेनिसिलिन जी में बदल दिया जाता है। फेनोक्सीएसेटिक एसिड के प्रभाव में, पेनिसिलिन V (फेनोक्सिमिथाइलपेनिसिलिन) में बदल जाता है। इन दोनों एंटीबायोटिक्स का इस्तेमाल कई सालों से किया जा रहा है।
70 के दशक तक, पेनिसिलिन ने अपना महत्व खो दिया। अब तक, एंजाइमेटिक और रासायनिक विधियों का उपयोग करके बेंज़िलपेनिसिलिन को 6-एमिनोपेनिसिलिन एसिड में तोड़ने के तरीकों का विश्लेषण किया गया है। इस विधि से सेमी-सिंथेटिक पेनिसिलिन प्राप्त किया गया था। यह पेनिसिलिन -लैक्टामेज़ सक्रिय, प्रतिरोधी है और इसमें व्यापक श्रेणी की क्रिया है।
1961 ये. ए. ब्रहम और जी. न्यूटन ने सूक्ष्मजीव सेफलोस्पोरियम एक्रीमोनियम के अर्क से एक नए एंटीबायोटिक सेफलोस्पोरिन की पहचान की। इस एंटीबायोटिक का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया था, लेकिन सेफ़ाज़ोलिन, सेफ़ासेट्रिल और सेफ़ान को इससे संश्लेषित किया गया था।
70 के दशक की पहली छमाही में, 7-मेथॉक्सीसेफलोस्पोरिन को एक्टिनोमाइसेट स्ट्रेप्टोमीस से अलग किया गया था। 1975 नोकार्डिसिन एक एंटीबायोटिक की खोज की गई। 1981 में, मोनोबैक्टम्स, अर्थात् सल्फाज़िसिन की पहचान की गई। β-लैक्टम एंटीबायोटिक दवाओं की कार्रवाई का तंत्र जीवाणु कोशिका दीवार पर निर्भर करता है।