ARKADAŞLARLA PAYLAŞ:
Antibiyotik üreten mikroorganizmalar ve biyolojileri
Plan.
1. Antibiyotik geçmişi
2. Antibiyotik üreten mikroorganizmalar
3. Çeşitli antibiyotikler
Girmek.
Antibiyotiklerin Tarihçesi.
Mikroplarla mücadele fikri, 1862-1868 yılları arasında irin içindeki şarbon basilini tanımlayan Pasteur'e aittir. 1871'de Rus doktor VA Monassein ve AG Polotebkov'u ziyaret etti ve enfekte yaralara uygulanmasını söyledi. Ama pek iyi gitmedi. Kısa süre sonra Mechnikov, insan bağırsağında pürülan bakterilere karşı laktik asit bakterilerini (lactobacillus) kullandı. İngiliz bilim adamı A. Fleming, 1928'de ilk antibiyotik olan penisilini keşfetti. Penicillium notatum'un bir Staphylococcus kolonisini parçalama yeteneğine sahip olduğunu saptar. Ancak son 10 yılda penisilin çalışmaları o kadar ilerledi ki mikroplarla savaşma yeteneğinin düşük olduğu belirlendi. İkinci Dünya Savaşı, derin yaraları tedavi etmek için antibiyotik araştırmalarını zorunlu kıldı.
1940 yılında İngiliz bilim adamları H. Florey ve E. Eyen saflaştırılmamış, N.antibiyotik içeren ancak etkinliği yüksek olan penisilin ilacını elde ettiler. Daha sonra İngiltere ve ABD'de 39 laboratuvarda yapılan deneyler, 1000'den fazla P.notatum ve P.chrysogenum suşunun tespit edildiğini, penisilinlerin yetiştirilmesi, izolasyonu ve tıpta kullanım yöntemlerinin geliştirildiğini göstermiştir. Penisilinin yapısı, 1945 yılında kimyasal yöntemler ve X-ışını yapısal analizi kullanılarak belirlendi.
(R. Woodward, D. Hodgkin, R. Robinson)
ZA Waxman, antibiyotik çalışmalarına büyük katkı yaptı. Önemli antibiyotikleri izole etmedi, ancak bir tarama yöntemi kullanarak geliştirdi. Kloromfeninol ve tetrasiklin 1948-1950'de keşfedildi. 1952'den 1954'e ve 60'lara kadar her tür antibiyotik tanımlandı. 1950'de 150, 1960'ta 1200 ve 1970'te 2000'den fazla antibiyotik tanımlandı. Günümüzde, antibiyotiklerin keşfi ve izolasyonu çok daha yavaştır. Ancak her yıl 50 yeni madde keşfedilmektedir. Şu anda tıpta 50 ila 100 antibiyotik kullanılıyor ve bunların %60-65'i dünya pazarında satılıyor.
Antibiyotiklerin etki mekanizmasına göre 4 türe ayrılabilirler
1) bakteriyel hücre duvarı sentezi inhibitörleri
2) oksil sentezinin m-RNA inhibitörü
3) Nükleik asit inhibitörü
4) İşlevselleştirilmiş sitoplazmik membran inhibitörü.
Antibiyotik üreten mikroorganizmalar
Birçok mikroorganizma, çeşitli fizyolojik olarak aktif maddeleri sentezleme yeteneğine sahiptir: enzimler (biyolojik katalizörler), vitaminler, amino asitler, biyolojik uyarıcılar, aşılar ve antibiyotikler. Örneğin sakkaromiset mayaları %45-50'ye kadar protein sentezleyebilir. Bazı bakteriler antibiyotik sentezler: tirotrisin, basitrasin, subtilin, polimiksin V. Diğerleri asetik asit sentezler. Aktinomisetler: Çeşitli mantarlar, streptomisin, aureomisin, neomisin, tetrasiklin gibi antibiyotikleri sentezler. Yani, şu anda bilinen antibiyotiklerin yüzde 2|3'ü aktinomisetler tarafından sentezleniyor.
Mikoplazmalar ve L şeklindeki bakterilerin hücre duvarı yoktur. Çoğu zaman, bir antibiyotiğin etkisi altında veya doğal koşullar altında L şeklinde bakteriler kendiliğinden oluşabilir. Bunlarda hücre duvarı kısmen korunur ve üreme özelliği tamamen korunur. Büyük veya küçük küreseldirler ve birçok patojenik ve saprofitik bakteride bulunurlar.
Actinomycetales takımına aittir. Miselyumun oluştuğu dallanmış hiflerden oluşurlar. Hifler tek hücrelidir, 0.5-2 µm çapındadır. Agar ortamında yetiştirilen aktinomisetler, substrat ve hava miselleri içerir. Hava miselleri düz, spiral bir görünüme sahiptir. Spor taşıyıcıları olan sporlar üreme için kullanılır. Bazı aktinomisetler, hava miselleri yerine çeşitli dallı çubuklara sahiptir. Aktinomisetler insan ve hayvanlarda saprofitik ve patojeniktir. Bazı temsilciler hayvan, insan ve bitki hastalıklarıyla mücadelede kullanılan antibiyotikleri birbirinden ayırmaktadır.
Mikroorganizmalarda milyon hücrede bir mutasyon olabilir. Örneğin, antibiyotiklere direnç, triptofan sentezleme yeteneği, fajlara direnç, koloni şeklindeki değişiklikler, pigment oluşumundaki değişiklikler veya kapsülsüz hale gelen kapsül formları, hivchin oluşumundaki değişiklikler vb. Fırıncılıkta kullanılan mayaların yeni suşlarının elde edilmesi, büyük miktarlarda antibiyotik sentezleyen suşların elde edilmesi, V12 vitamini, sıvı yağlar ve lipitlerin sentezlendiği suşların elde edilmesi, laktik asit üreten suşların elde edilmesi veya dizanteri, paratifoit ve tifusa karşı aktif profilaktik formların elde edilmesi vb. . mutasyon örnekleridir.
Bakteriler, mantarlar ve aktinomisetler, radyoaktif ışınlardan ve kimyasal mutajenlerden etkilenerek hücrelerindeki DNA'nın yapısını değiştirebilir ve aktivitelerini insanlar için yararlı maddelerin sentezine yönlendirebilir. Günümüzde bakterilerin fizyolojik özelliklerini iyi bilmek, onları değiştirmek ve böylece onları tarımsal, tıbbi ve teknolojik süreçlerde geniş ölçekte kullanmak mikrobiyologların karşılaştığı önemli konulardan biridir.
Epizomlar. Epizomlar, kromozom içermeyen küçük gen kümeleridir. Sitoplazmada serbest halde veya bakteri kromozomuna bağlı olarak bulunurlar.
Epizomlar bakteriyel virülans (G'), ilaç direnci (R), bakteriyosinojenisite, kolinojenisite ve diğer faktörlerin iletiminde yer alır. Epizomların antibiyotik direnç faktörü (R-faktörü) ilk olarak Japon bilim adamları tarafından tanımlandı.
Bakteriyosinojenisite, bakteri hücresinde antibiyotiklere karşı maddelerin sentezlenme özelliğini ifade eder, bu maddelere bakteriyosin adı verilir. Örneğin: Escherichia coli-colicin, Bact. cerlus -aerosin, Bac. megaterium-megasin, E. Restis-testisin, Staphylococcus aureus-staphylacoccocin'i sentezler. Bakteri hücresine adsorbe edilirler ve bakterilerin ölümüne neden olurlar. Bakteriyosinler sadece üreticiye yakın olan bakterileri etkiler.
Bir mikroorganizmanın diğeriyle gelişimi yüzyıllardır bilinmektedir. Ancak sadece 1942'de "antibiyotik" terimi bilime ZA Waxman tarafından tanıtıldı. Günümüzde antibiyotikler lahanada doğal bir madde olarak kullanılmaktadır ve bunların düşük konsantrasyonda kimyasal olarak değiştirilmiş ürünleri bakteri, mantar, basit virüsler ve kanser hücrelerinin büyümesini etkileyerek gelişimlerini azaltmaktadır.
Son 40 yılda antibiyotiklerin tıpta kullanılması sonucunda çeşitli ölümcül salgınlar bastırılmıştır. Örneğin, kolera. Tüm dünyada bulaşıcı hastalıklar (örneğin tüberküloz, sepsis, menenjit, zatürree) cerrahi ve doğum süreçlerinde oluşmaz. Sadece gelişmiş ülkeler değil, Orta Asya, Afrika ve Latin Amerika'daki gelişmekte olan ülkeler de bu hastalıklara karşı antibiyotik kullanıyor.
Antibiyotik mekanizmasının incelenmesi, ince bir alet gibi bir veya başka bir hücresel sistemin işlevini etkilediklerini göstermektedir.
Penisilin, sefalosporin ve diğer yakın antibiyotikler.
Penisilin gram (+) mikroorganizmaları (stafilokok, pnömokok, streptokok), bazı gram (-) organizmaları (miningokok, gonokok), şarbon, klostridyum, spiroketleri etkiler. Ancak bazen antibiyotikler alerjik hastalıklara ve anafilaktik şoka neden olabilir.
Penisilin molekülü lakto-tiyazolidin içerir. Penisilin biyosentezi aşağıdakilere göre gerçekleşir:
L - aminoadilinik asidin yoğunlaşması, L-sistein ve L-valinin konfigürasyonunun aynı anda bir tripeptide dönüşmesine yol açar. Bir sonraki adımda -laktamdan izopenisilin N üretilir. Sonuç olarak, penisilin asilaz enziminin etkisi altındaki hidroliz, 6-aminopenisilin asidinin oluşumuna yol açar. Son fermantasyon adımında fenilasetik asit penisilin G'ye dönüştürülür. Fenoksiasetik asidin etkisi altında penisilin V'ye (fenoksimetilpenisilin) dönüşür. Bu antibiyotiklerin her ikisi de uzun yıllardır kullanılmaktadır.
70'lerde penisilin önemini yitirdi. Şimdiye kadar, enzimatik ve kimyasal yöntemler kullanılarak benzilpenisilin'i 6-aminopenisilin aside parçalama yöntemleri analiz edildi. Bu yöntemle yarı sentetik penisilin elde edildi. Penisilin -laktamaz aktif, dirençli ve geniş bir etki yelpazesine sahiptir.
1961 Ye. A. Braham ve G. Newton, Cephalosporium acremonium mikroorganizmasının özünden yeni bir antibiyotik sefalosporin tanımladılar. Bu antibiyotik yaygın olarak kullanılmadı, ancak ondan sefazolin, sefacetril ve sefanlar sentezlendi.
70'lerin ilk yarısında, 7-metoksisefalosporin aktinomiset streptomilerden izole edildi. 1975 Nocardicin A antibiyotik keşfedildi. 1981'de monobaktamlar, yani sülfazisin tanımlandı. β-laktam antibiyotiklerin etki mekanizması bakteri hücre duvarına bağlıdır.