Mavzu. Antibiotiklar ishlab chiqarish biotexnologiyasi Reja: 1

Mavzu. Antibiotiklar ishlab chiqarish biotexnologiyasi


Reja:
1. Antibiotiklar va ularning xalq xoʻjaligidagi ahmiyati;
2. Antibiotiklar sintezlovchi produsent mikroorganizmlar;
3. Sanoat sharoitida antibiotiklar olish texnologiyasi;
4. Antibiotiklarni qoʻllash;
5. Biologik faol mikrob oqsillari va garmonlari ishlab chiqarish.
Tayanch soʻzlar: Antibiotiklar, gen, penisillin, tetrasiklin, sefolasporin, polioksin, sintez.
1. Antibiotiklar

Antibiotiklar – mikroorganizmlar sintez qiluvchi eng yirik sinov farmasevtik preparatlar hisoblanadi. Ulardan ba’zi-birlari qishloq xoʻjaligida xilma-xil zararkunandalarga qarshi (masalan, polioksin, baridamisin, kosgalisin va x.k.) ishlatilsa, boshqalari tibbiyotda (penisillin, tetrasiklin, sefolasporin C va x.k.) keng qoʻllaniladi.

Atigi 6 avlodga mansub zamburugʻlarni 1000 dan ortiq xilma-xil antibiotiklar sintez qilishi ma’lum. Koʻpgina antibiotiklarni aktinomisetlar sintez qiladilar. Birgina Streptomyces griseus 50 dan ortiq antibiotiklar sintez qilishi ma’lum. Mikroorganizmlar sintez qiladigan antibiotiklardan atigi bir qismigina amaliyotda keng ishlatiladi. Eng avvalo bular penisillinlar va sefolasporinlardir.
Bu antibiotiklarni sintez qiluvchi zamburugʻlar Penicillum va Cipholosporum avlodiga mansub. Streptomisin, gentamisin, tetrasiklin kabi antibiotik Streptomyces avlodiga mansub aktinomisetlar hamda Micromonospora va Bacillus avlodlariga mansub bakteriyalar tomonlaridan sintez qilinadilar.
Gen muhandisligi “davri”gacha antibiotik sintez qiluvchi mikroorganizmlar shtammlarini asosan mutagenez va seleksiya yoʻllari orqali olingan. Masalan: seleksiya hamda fermentatsiya sharoitlarini tanlash oqibatida sanoat sharoitida penisillin ishlab chiqaradigan shtammni hosildorligi 1 litr oziqa muhitida 40 grammgacha koʻtarildi. Bu koʻrsatkich, dastlabki, Penecillum chrysogenum shtammiga nisbatan 20 ming marotaba koʻproqdir.
Shuningdek, modifikasiya qilingan antibiotiklarni ishlab-chiqarish imkoniyatini beradigan mutasintez usuli ham yaratildi. Bu usul – antibiotiklar sintezining ma’lum qismida oʻzgarish kiritilgan mutant shtammlardan foydalanishga asoslangan.
Funksional faol boʻlgan antibiotik sintez qiluvchi oziqa muhitiga oʻzgartirilgan qismni anologlari qoʻshiladi va oqibatda oʻsha qoʻshilgan modda saqlagan, antibiotikni modifikasiyalari hosil boʻladi. Bu usul ayniqsa patogen bakteriyalarni antibiotiklarga moslashib borayotgan jarayonlarda juda qoʻl keladi.
Ma’lum bir qismi oʻzgargan, ammo funksional faolligi saqlanib qolgan antibiotiklarga moslashish qiyinlashib boradi. Hozirgi paytda ampisillin, sefoleksin, metisillin kabi yarim sintetik antibiotiklardan keng foydalanilmoqda.
Antibiotiklar – mikroorganizmlarning 10 dan 30 gacha ba’zida esa undan ham koʻproq gen mahsulotlarining hamkorlikdagi ta’siri natijasida paydo boʻladi. Shuning uchun ham gen muhandisligi orqali serhosil shtammlar yaratish ancha mushkul ish. Ammo, bu muammo bir operonda sintez boʻladigan multifermentlar kompleksi orqali sintez boʻladigan peptid bogʻli antibiotiklarga ta’luqli emas. Bir mikroorganizmlardagi genlarni shu avlodga yaqin boʻlgan mikroorganizmlarga oʻtkazish natijasida yangi xususiyatga ega boʻlgan “gibrid” antibiotiklari sintez qilishga erishish mumkin.
Xuddi shu usul bilan 1988 yilda AQSHda biokimyogar Mixael Xopvud tomonidan ishlatilgan edi. Oqibatda antinorodin va medermisin antibiotiklarini biosintezida ishtirok etuvchi genlarni qoʻshish natijasida “mederrodin” deb atalgan yangi antibiotik yaratishga erishilgan edi. Xuddi shu olim tomonidan keyinroq digidrogranatirodin nomli gibrid antibiotik sintez qiluvchi yangi shtamm ham yaratilgan edi. Ba’zi bir misollarda hujayrada antibiotik sintez qiluvchi genlarning nusxalarini koʻpaytirish natijasida mikroorganizmlar shtammlarini hosildorligini oshirish mumkinligi ham keltirib oʻtilgan. Masalan, xuddi shu usul bilan antinorodin antibiotigini sintezi bir necha marotaba oshirilganligi ilmiy adabiyotlarda keltirilgan.
Antibiotiklar tibbiyotdan tashqari qishloq xoʻjaligida (hayvonlarni davolash hamda hayvonlar bolalarining oʻsib rivojlanishini jadallashtirish) va oziq ovqat sanoatida (konservasiya jarayonlarida) keng ishlatiladi. 1987 yilda chet elda ishlab chiqarilgan antibiotiklarning miqdori 3,7 mlrd. dollarni, 1992 yiil 4,2 mlrd. dollarni tashkil etgan boʻlsa 2000 yilga kelib, bu koʻrsatkich 6 mlrd. dan oshib ketdi. Koʻpchilik hollarda kasallik qoʻzgʻatuvchi bakteriyalarga qarshi ularni antogonistlari – boshqa bakteriyalardan foydalaniladi.
Misol tariqasida tish emalini yemiradigan Streptococcus mutans shtammiga qarshi shu bakteriyani mutant shtammini keltirish mumkin. Tabiiy shtammga qarshi ogʻiz chayishga tavsiya qilingan mutant shtamm oʻzidan tabiiy shtammni oʻldiradigan oqsil chiqaradi va natijada tishni sogʻlom saqlab qolishga erishiladi. Bu holatda antogonist bakteriyalar biosterilizatorlar vazifasini bajaradilar. Xuddi shu yoʻl bilan qishloq xoʻjalik oʻsimliklarini himoya qilish ham mumkin.
Misol tariqasida Fusarium oxysporum zamburugʻi chaqiradigan pomidor koʻchatidagi yuqumli kasallikni koʻrsatish mumkin. Bu kasallik, shu zamburugʻ chaqiradigan fuzar kislotasini ta’sirida kelib chiqadi. Bunga qarshi esa Pseudomonas solanacterium bakteriyasidan keng qoʻllaniladi. Pseudomonas bakteriyasi fuzar kislotasini oʻz hujayrasiga yutib olish xususiyatiga ega va shu sababli uning kasallik qoʻzgʻatish xususiyatini kamaytiradi.