Biologik faol moddalar olish texnologiyasi

NAZORAT SAVOLLARI: 
1. Ferment deganda nimani tushunasiz
2. Sanoat miqyosida fermentlar qanday ishlab chiqariladi
 
3. Ferment produsentlarini o`stirish necha bosqichda amalga oshiriladi?
 
 
MAVZU: ORGANIK MODDALARNI MIKROBIOLOGIK 
TRANSFORMATSIYALASH VA ULARNI QAYTARILISHINI BIOTEXNOLOGIK 
USLUBLARI. 
REJA:
1. Mikrobiologik transformatsiya haqida umumiy tushunchalar. Steroidlarni 
mikrobiologik transformatsiyasi.
2. Sanoat miqyosida amalga oshirila boshlagan transformatsiyalar. Transformatsiyalash.
3. Mikrobiologik transformatsiya jarayonlarini amalga oshirish uslublari.
4. Karbonsuvlarni mikrobiologik transformatsiyasi.
5. Geterosiklik birikmalarni mikrobiologik transformatsiyasi 
1. Mikrobiologik transformatsiya haqida umumiy tushunchalar. Steroidlarni 
mikrobiologik 
transformatsiyasi 
Mikroorganizmlardan 
sintetik 
reaksiyalar 
uchun 
foydalanishni shartli ravishda ikkita yo`nalishga ajratish mumkin: - ma`lum komponentlardan 
tashkil topgan oziqa muhitida mikroorganizmlar hujayralari tomonidan muhim biologik faol 
moddalar va mahsulotlar (antibiotiklar, fermentlar, vitaminlar, sterinlar, aminokislotalar va 
boshqalar) ni biosintezini to`liq amalga oshirish; - mikrobiologik transformatsiya, ya`ni 
dorivor va boshqa xalq xo`jaligi uchun zarur bo`lgan moddalarni sintezlashga qaratilgan 
ishlarni kimyoviy va mikrobiologik bosqichlar orqali maqsadli ravishda sintezlash yo`li bilan 
ajratib olish. Mikroorganizmlar poliferment tizimlarga ega bo`lganligi sababli ekzogen 
organik moddalarni xilma xil foydali mahsulotlar va fiziologik faol moddalarga aylantirishi 
mumkin. Bu jarayon kimyoviy uslubda amalga oshirilganda 20 bosqichni o`z ichiga olsa, 
mikrobiologik uslubda bir bosqichni o`zi kifoya bo`ladi. Bundan tashqari bu sintez 
reaksiyasini mikrobiologik uslubda juda ham oson o`tkazish mumkin bo`lsa, kimyoviy yo`l 
bilan o`tkazish juda qiyin kechadi, qimmatga tushadi yoki umuman o`tkazib bo`lmaydi. 
So`nggi yillarda mikrobiologik uslublar kimyoviy uslublardan ustun ekanligi tobora ayon 
bo`lib bormoqda, binobarin murakkab molekulalarning nozik o`zgarishlarga duch kelishi, 
uslubning qulayligi, texnologik jarayonlarning iqtisodiy samaradorligi bu fikrlarni to`liq 
tastiqlaydi. Ayniqsa bu uslublarning ustunligi steroidlar kimyosi yo`nalishida o`z isbotini 
topdi. Steroid tabiatli dorivor moddalar sintezida mikroorganizmlar noyob reaksiyalarni, 
xususan 1,2-degirogenlanish, 11 beta-gidroksillanish reaksiyalarini o`tkazishga qodir 
bo`ladilar. Sanoat miqyosida gidrokortizon, prednizon, prednizolon, deksametazon kabi 
muhim dorivor moddalarni biosintezlash mikrobiologik sintez uslublari ishlab chiqilgandan 
keyingina mumkin bo`lib qoldi. Bu dorilar hozirgi kunda revmatizm, bronxial astma, 
shamollanish va xronik (surunkali) teri kasalliklarini davolashda muvaffaqiyatli ravishda 
qo`llanilmoqda. So`nggi paytda steroidlarga nisbatan oddiyroq organik moddalarni 
mikrobiologik almashinuvi mahsulotlari ham amaliy ahamiyatga ega ekanligi isbotlangan. 
Organik moddalarning asosiy sinflari uchun fermentli mikrobli almashinuv tiplari haqidagi 
ma`lumotlar mavjud. Ko`p mikrobiologik transformatsiya jarayonlari bitta yoki bir necha 
fermentlar tomonidan substrat molekulasini uncha murakkab bo`lmagan o`zgarishlarga duch 

---

keltiradi. Lekin transformatsiyaga duch keluvchi birikma tuzilmasini tubdan o`zgartirib 
yuboradigan mikrobiologik jarayonlar ham uchraydi. Mikrobiologik transformatsiya 
jarayonlari uchun umumiylik shundan iboratki, bu jarayonlar natijasida transformatsiyaga 
uchrovchi moddani molekulyar tuzilmasi o`zgaradi xolos, yangidan de novo tarzida 
sintezlanmaydi. Mikrobiologik transformatsiya jarayonida geterosiklik asoslar, pentozalar va 
fosfatlardan ba`zi nukleotidlarning sintezlanishini ham keltirib o`tish mumkin. Hozirgi 
kungacha mikrobiologik transformatsiyani funksional guruhlarning hosil bo`lishi va ajralib 
chiqishiga qarab tasniflanadi. Mikrobimologik transformatsiyaga oid asosiy jarayonlar: 
atsetillanish, oksidlanish, qaytarilish, dekarboksillanish, dezaminlanish, glyukozidlarning 
hosil bo`lishi, gidroliz, metillanish, eterifikatsiya, degidrogenlanish, disproporsiyalanish, 
kondensatsiya, aminlanish, amidlanish, demetoksillanish, nukleotidlanish, gologenlanish, 
demetillanish, asimmetrizatsiyalanish, ratsematsiya, izomerizatsiyalarni o`z ichiga oladi. 
Hozirgi kunda steroid birikmalarni almashinuvida biologik katalizatorlarning ahamiyati 
yaqqolroq ko`zga tashlanadi. XIX-asrdayoq ichak bakterial florasi xolesterinni koprosteringa, 
xol kislotani dezoksixol kislotaga aylantirishi ma`lum edi. O`tgan asrning 30-yillariga kelib 
asosiy steroid gormonlarning tuzilishi ma`lum bo`lib qolgandan keyin bu birikmalarni ajratib 
olishda mikroorganizmlarning transformatsiyalovchi qobiliyatidan foydalanishga kirishila 
boshlanildi. 1948-yilda steroid molekulasiga mikrobiologik yo`l bilan gidroksil guruhini 
kiritishga erishildi. Faqat Rhizopus nigricans produsentining fermentatsiyali mikrobiologik 
transformatsiyalash yo`li bilan progesterondan 11-alfa-gidroksiprogesteronni ajratib 
olingandan keyin steroidlarga e`tibor kuchaydi: Progesteron 11-alfa-gidrok 
 
Muayyan transformatsiya mikrobiologik uslubni kimyoviy uslubdan afzalligini 
yaqqol namoysh qildi, chunki steroid molekulasining ma`lum bir qismi (C-11) gagina oksi 
guruhni joylashtirish kimyoviy uslubda olib borilganda ko`pdan ko`p reaksiyalarni amalga 
oshirishni talab qilsa, mikrobiologik uslubda bu ishni bir bosqichli fermentativ reaksiya 
yordamida amalga oshirish mumkin bo`ladi. Kortizonni terapevtik ahamiyatini aniqlanishi 
mikrobiologlar, kimyogarlar va tibbiyot xodimlari e`tiborini mikrobiologik gidroksillanishga 
ko`proq jalb qilaboshladi. Steroidlarni mikrobiologik sintez yo`li bilan ajratib olishni 
amaliyotda joriy qilinishi farmasevtika sanoatida burilish yasadi. Tabiiy sterinlar –
qimmatbaho dori-darmon moddalar ajratib olish uchun xomashyo sifatida. Steroidlar sinfi 
vakillari molekulasi tarkibida siklopentanpergidrofenantren xalqasini tutuvchi moddalar 
guruhini tashkil qiladi. Sterin (sterol) larga siklopentanpergidrofenantrenning C-3 o`rnida 
gidroksil guruhini tutuvchi steroidlar kiradi. Eng muhim va yaxshi o`rganilgan sterinlar 
jumlasiga xolesterin (zoosterinlar sinfi) kiradi, uni umumiy formulasi C27H46O dir. Struktura 
formulasi esa: 

---

---

dan tashkil topgan. Bu modda odam va hayvonlarning barcha to`qima va organlarida 
uchraydi. Xolesterin tirik organizmda sodir bo`ladigan fiziologik jaryonlarda qatnashadi, 
uning ishtirokisiz o`suvchi organizm rivojlanmaydi. Yirik shoxli hayvonlarning bosh va orqa 
miyasi xolesterinni ajratib olishda xom-ashyo vazifasini bajarishi mumkin. Keyingi paytda 
esa sterinlar o`simliklar va qizil suv o`tlari tarkibida ham bo`lishi aniqlangan bo`lib hozirgi 
kunda ulardan ham xomashyo sifatida foydalanilmoqda. Tabiatda uchraydigan boshqa 
sterinlar xolesterindan yon zanjirini uzunligi yoki to`yinish darajasiga qarab farqlanadi. 
O`simlik sterin (fitosterin) laridan qimmatbaho steroid preparatlarini ajratib olishda xomashyo 
sifatida foydalaniladi. Ergosterin. Uni formulasi 1934-yilda aniqlangan bo`lib, xolesterindan 
C-24- o`rinda bitta metil guruh va xalqadagi C- 7 va C-8, yon zanjirdagi 22- va 23- karbon 
atomlari o`rtasida qo`sh bog`lar bo`lishi bilan farqlanadi. 
Xolesterin
Ergosterin 
o`simlik 
olamini 
qator 
vakillari, 
shuningdek 
zamburug`lar, 
mikroorganizmlar organizmida uchraydi. Ergosterin ayniqsa achitqi mikroorganizmlar 
tarkibida mo`l bo`ladi. Ergosterinni sanoat miqyosida ajratib olishda hamirturush 
zamburug`idan foydalaniladi.
Stigmasterin. Formulasi C29H48O. Bu modda tabiatda keng tarqalgan fitosterinlar 
jumlasiga kiradi, hamda soya yog`i va shakar qamishida ko`p bo`ladi. Uni strukturasini 
xolesterindan farqlanadigan jihati 22 va 23-o`rinda joylashgan karbon atomlari o`rtasida qo`sh 
bog`ning borligi va 24-o`rindagi karbon atomi etil guruhini tutishidadir. 
Sitosterinlar paxta moyida, bug`doy maysasida tabiiy kauchuk va shakar qamishi 
tarkibida uchraydi. Uni sanoat miqyosida olishda xomashyo sifatida paxta yog`i va shakar 
qamishidan foydalaniladi. Sterinlar organizmda kechadigan fiziologik va biokimyoviy 
jarayonlarda ishtirok etadi. Ular hujayra va subhujayraviy elementlarning membranalarini 

---

shakllanishida, ko`p tabiiy birikmalarning toksik ta`sirini yengish bilan bog`liq bo`lgan 
biokimyoviy reaksiyalarda asosiy modda sifatida qatnashadi. Xolesterindan steroid 
gormonlarni sintezlanish yo`llari. Odam va hayvonlar organizmida xolesterindan uch xil 
gormonlar guruhi: progestinlar, jinsiy gormonlar va buyrak usti bezini po`stloq qismini 
(kortikosteroidlar) gormonlari hosil bo`ladi. 
2. 
Sanoat 
miqyosida 
amalga 
oshirila 
boshlagan 
transformatsiyalar. 
Transformatsiyalash Steroid gormonlar hosil bo`lishida dastavval asosiy oraliq mahsulot-
pregnenolon hosil bo`lib, undan keyinchalik steroidlar va kortikosteroidlar biosintezlanadi. 
Pregnenolondagi 3-OH ning C=O gacha oksidlanishi qo`sh bog`ning siljishi orqali yuz beradi, 
bu ketosteroidizomeraza reaksiyasining mahsuloti bachadon va sariq tana gormoni-
progesteron hisoblanadi. Pregnenolon shuningdek erkak (testosteron) va ayol (estrogenlar-
estron, estradiol) jinsiy gormonlarini dastlabki manbayi vazifasini bajaradi. Buyrak usti bezini 
po`stloq qismida progesteron, kortikosteron va kortizol (gidrokortizon) ga aylanadi. Hozirgi 
kunda kortizol (gidrokortizol) va uning prednizolon yoki deksametazon kabi analoglari tezkor 
terapiyada keng foydalaniladi. Bu moddalarni kimyoviy tuzilishiga qarab 11-dezoksisteroid, 
11-gidroksisteroid, 11,17- digidroksisteroid (bunga kortizon va gidrokortizon kiradi) larga 
bo`lish mumkin bo`ladi. Gidroksil guruhini kiritish. Mikrobiologik gidroksillanish muhim va 
ko`p qo`llaniladigan uslublar jumlasiga kiradi. Steroidning 3, 11, 16, 17 o`rinlaridagi karbon 
atomlarida gidroksillarning bo`lishi ko`p steroid gormonlarning fiziologik faolligini 
belgilaydi. Steroidlarning gidroksillanishi ko`p mikroorganizmlar ko`pincha zamburug`lar 
tomonidan, hattoki ba`zi zamburug`larning konidiyalari tomonidan amalga oshiriladi. Rh. 
nigricans tomonidan amalga oshiriladigan gidroksillanish mikroorganizmlar ta`sirining 
maxsusligi va xilma-xilligini namoyish qilish uchun yaqqol misol bo`laoladi. Tar-alfa-
gidroksillanish kortizon ajratib olishda eng yaxshi o`rganilgan va sanoat ishlab chiqarishida 
keng qo`llaniladi hamda bunda transformatsiya mahsulotining hosil bo`lishi ko`rsatkichi ham 
yuqori bo`ladi. Gidrokortizonni T.orchidis ni Reyxshteyn S moddasidan chuqur o`stirish yo`li 
bilan ajratib olish uslubi ishlab chiqilgan. Bu produsentni eng qulay transformatsiyalovchi 
qobiliyati 17 soatlik muddatda o`stirishda kuzatiladi, 10 soatli muddatda o`stirishda 70 % 
gacha Reyxshteyn S moddasi o`zlashtiriladi va bunda mahsulot hosil bo`lishi 52 % ni tashkil 
qiladi. Steroidlarning molekulasida 11-beta-gidroksil guruhini bo`lishi gidrokortizon 
(kortizol) va prednizolonlarning fiziologik faolligini ta`minlaydi. Gidroksillanishga estranning 
hosilalaridan tortib, to sterinlarning murakkab molekulalari, sapogeningacha bo`lgan 
substratlar duch keladi. Buning sababi ko`p mikroorganizmlar substratga nisbatan 
gidroksilaza fermentiga oid maxsus faollikni namoyon qilishidadir. Masalan, Cunninghamellf 
blakesleeana shtammi keng steroidlar guruhi - estranning hosilalari, testesteron, korteksolon, 
progesteronlarga oksiguruhni kiritishi mumkin ekan. 14-alfa-gidroksiprogesteronni Bacillus 
cereus tomonidan ajratib olinishi bakteriyalar shtammidan foydalanishning misoli sifatida 
keltirib o`tish mumkin bo`ladi. Steroidlarni degidrogenizatsiyasi. Steroid preparatlarning 
tuzilishida qo`sh bog`ning bo`lishi, ularning fiziologik faolligini tubdan o`zgartirib yuboradi. 
Bu reaksiyadan foydalanib prednizolon kabi samarali preparatni ajratib olish mumkin. 
Ko`pincha mikroorganizmlar 1,2 va 4,5 o`rinlarni degidrogenlaydi, lekin 7,8; 8,9; 9,11; 16,17 
va 17,20 o`rinlarda qo`sh bog` hosil qilish holatlari ham ilmiy adabiyotda keltirilgan. 
Degidrogenizatsiya reaksiyasi bakteriyalar va aktinomitsetlar tomonidan amalga oshiriladi, 
ko`pincha ular Arthrobacter, Corynebacterium, Nocardia larning miko shakllari hisoblanadi. 
Degidrogenizatsiya reaksiyasi kortizondan prednizolonni, metiltestosterondan dianabolni, 
gidrokortizondan prednizolonni ajratib olish imkonini beradi. 1,2-o`rindagi karbon atomini 
degidrogenizatsiyasi tayyor mahsulot hosil bo`lishini 86 % ga yetishiga sababchi bo`ladi.