Biotechnologia w przemyśle farmaceutycznym

Transkrypt

1 Drobnoustroje jako biologiczne źródło potencjalnych leków 1

2 2

3 Etanol ANTYBIOTYKI - substancje naturalne, najczęściej pochodzenia drobnoustrojowego oraz ich półsyntetyczne modyfikacje i syntetyczne analogi, które oddziałując w małych stężeniach wybiórczo na struktury i procesy biologiczne hamują wzrost lub rozmnażanie komórek W 1928 roku Aleksander Fleming dokonał odkrycia, jak głosi legenda przypadkiem, gdyż w wyniku bałaganu w laboratorium, na resztkach pożywienia zaczęły wzrastać drobnoustroje. 3

4 Aktywność biologiczna antybiotyków przeciwbakteryjna penicyliny, cefalosporyny, aminoglikozydy przeciwgrzybiczna amfoterycyna, nystatyna, pimarycyna przeciwwirusowa alanozyna, ryfamycyna przeciwnowotworowa aktynomycyna, belomycyna, immunosupresyjna cyklosporyna A przeciwrobacza awermektyna przeciwpierwotniakowa lasalocid, monenzyna insektycydowa tetranaktyna herbicydowa bialafos 4

5 Mechanizm działania antybiotyków hamujące syntezę ściany komórkowej hamujące syntezę białek w rybosomach wpływające na procesy energetyczne hamujące syntezę kwasów nukleinowych hamujące transport przez błony biologiczne penicyliny cefalosporyny tetracykliny aminoglikozydy chloramfenikol gramicydyny oligomycyna mitomycyna daktynomycyna antybiotyki polienowe 5

6 pochodne aminokwasów Β-laktamowe penicyliny, cefalosporyny polipeptydowe bacytracyna glikopeptydowe dyspeptydowe lipopeptydowe pochodne cukrów aminoglikozydy - streptomycyna glikolipidy antybiotyki makrocykliczne makrolidy właściwe - erytromycyna makrolidy polienowe - nystatyna ansamycyny chinony i ich pochodne antracykliny tetracykliny banzochinony inne antybiotyki pochodne cykloalkanów nukleozydy polieteny związki aromatyczne związki fosfoorganiczne związki steroidowe 6

7 Producenci antybiotyków 7

8 Etanol 8

9 9

10 Produkcja antybiotyków przez Streptomyces nie są wytwarzane przez młode kolonie najczęściej produkcja indukowana jest przez sygnał głodu (pojawienie się napowietrznych strzępek) podłoże produkcyjne zawiera: glukozę, mąkę sojową, wywar gorzelniany, sole mineralne Warunki procesu: ph = 6,0, temperatura C niedobór fosforanów eliminuje powstawanie fosforanu streptomycyny 10

11 Chlorotetracyklina Streptomyces aureofaciens stosowany głównie miejscowo w zakażeniach ropnych skóry, spojówek i rogówki, jako środek odkażający hamuje syntezę białek bakteryjnych stabilny w kwaśnym środowisku okres półtrwania 6-11 h 11

12 Tetracykliny 12

13 1947 r. Streptomyces venezuelae okres półtrwania 5 h trudno rozpuszczalny w wodzie toksyczny uszkadza szpik kostny właściwości immunosupresyjne Biotechnologia w przemyśle farmaceutycznym Chloramfenikol mechanizm hamowania syntezy białek bakteryjnych: wiązanie się z podjednostką 50S rybosomu blokowaniu peptydotransferazy uniemożliwianie uwalniania się zsyntetyzowanego oligopeptydu z kompleksu z rybosomu 13

14 Erytromycyna 1952 r. Streptomyces erythreus hamuje syntezę białka poprzez wiązanie trna spektrum działania podobne do penicyliny okres półtrwania 1,5 h 14

15 Etanol 15

16 Antybiotyki makrolidowe 16

17 Streptomycyna 1943 r. Streptomyces griseus wąski zakres działania na niektóre bakterie G- (prątki gruźlicy) silnie toksyczny zaburzenia słuchu, równowagi, zapalenia nerwu wzrokowego, zaburzenia widzenia, reakcje uczuleniowe) 17

18 Neomycyna 1949 r. Streptomyces fradiae stosowany zewnętrznie wiąże się nieodwracalnie z miejscem A rybosomu toksyczny 18

19 Antybiotyki aminoglikozydowe 19

20 Bakterie przetrwalnikujące Bacillus sp. gramdodatnie tlenowce, Przetrwalnikujące wytwarzają liczne antybiotyki peptydowe producenci enzymów przemysłowych 20

21 Antybiotyki peptydowe produkowane przez Bacillus 21

22 22

23 23

24 24

25 25

26 Statyny 26

27 27

28 28

29 Mechanizmy odporności bakterii 1. inaktywacja leku - zamiana na jego nieaktywna formę pochodną, z udziałem enzymów wytwarzanych przez komórki oporne 2. modyfikacja miejsca komórkowego wrażliwego na lek 3. zahamowanie transportu leku do opornej komórki 4. wytworzenie alternatywnej drogi pozwalającej ominąć etap wrażliwy na lek 5. zwiększenie poziomu enzymu, który podlega inaktywacji 6. zwiększenie poziomu metabolitu, który jest antagonistą inhibitora 7. zmniejszenie zapotrzebowania na produkt tej drogi metabolicznej, która podlega zahamowaniu 29

30 Nie reagowanie na antybiotyki jest możliwe poprzez: niewrażliwość naturalną czyli oporność wrodzoną czyli stałą cechą gatunku, szczepu lub całej grupy oporność nabytą - wrażliwe bakterie stają się oporne w wyniku zmian w ich genomie na skutek mutacji( losowej).lub w wyniku nabycia od innych bakterii opornych genu lub zespołu genów determinujących oporność (oporność chromosomowa, związana z plazmidami, transpozonami, kasetami genowymi) 30