előadás 2
Bakteriocineket - olyan anyagok, amelyek antibakteriális hatással rendelkeznek. A.Gratsiya fedezték fel E. coli 1925-ben Az a képesség, hogy szintézisét bakteriocineket különböző fajokban megtalálható mind Gram-negatív és Gram-pozitív baktériumok ellen.
Bakteriocineket halálát okozzák baktériumok az azonos vagy rokon faj, megkönnyíti a verseny létfontosságú szubsztrátok belül egyetlen vagy közeli rokonságban álló fajok. A változatosság a nagy, valamint egy sor mikrobaölő hatású a nagyon szűk, hogy nagyon széles.
Ellentétben antibiotikumok, szekréció (szintézis) kíséri veszteség bakteriocin-termelő sejtek. A száma populációk előállító baktériumok bakteriocin enyhén (vagyis 1: 1000 baktérium), számuk drámaian megnő, ha szükséges. Bakteriocineket vesz részt a képződését és fenntartását stabil baktérium közösségek (például E. coli humán bakteriocineket bélben halálát okozzák patogén enterobaktériumok - Shigella és Salmonella).
Bakteriocineket - egy anyag fehérje jellegű vagy biztosított fehérje komplexet LPS, de minden esetben a antibakteriális aktivitását a bakteriocin felelős fehérje. Bakteriocineket eltérnek a hatásspektrum a fiziko-kémiai, morfológiai és néhány más tulajdonságát.
Szerint a legelfogadottabb besorolás D. Bradley (1967), bakteriocinek megoszlanak függően kémiai természete és tulajdonságai három csoportba:
1) bakteriocineket kis molekulatömegű; amelyek nem csapódnak ultracentrifugálással; fogékony proteolitikus enzim tripszin, az intézkedés alapján amelyhez lebontva aminosavak; termikusan stabil, és nem különböztethető meg az elektromikroszkópos felvételen;
2) bakteriocineket nagy molekulatömegű, amelyek könnyen letétbe ultracentrifugálással; ellenáll a tripszin enzimet; termolabilis (azaz hőmérsékletnek vannak kitéve); kimutatható a elektronmikroszkópos mint fagopodobnye szerkezetek vagy azok összetevői;
3) bakteriocin, ami világosan mutatja az enzimatikus aktivitást.
Hatásmechanizmus A bakteriális sejt bakteriocineket vannak osztva négy fő csoportra:
1) gátolják a oxidatív foszforiláció citoplazmatikus membránon;
2) megzavarják DNS;
3) blokkolja a fehérjék szintéziséhez;
4) megtörni a citoplazmatikus membrán féligáteresztő.
Az eredmények azt mutatják, hogy a legtöbb bakteriocin aktív, nem hatol be a sejtbe. Ők egy jelet a cél hatására a sejtmembrán.
Azt találtuk, hogy a szintézist a legtöbb bakteriocin határozza meg speciális plazmid úgynevezett bakteriotsinogennymi tényezők. Néhány ilyen plazmidok át konjugáció során, de a többség az adatok kategóriájába tartozik plazmidok nekonyugativnyh.
Ezen túlmenően, a szintézis néhány bakteriocineket is gének által meghatározott található a bakteriális kromoszómába. Ez jellemző egyes gram-negatív baktériumok, például a Pseudomonas aeruginosa. Erwinia chrysanthemi és mások.
Bioszintézise bakteriocineket befolyása termelő tenyésztési körülmények: táptalaj összetétele, a pH, a hőmérséklet, az inkubálási idő és a termelő.
Bakteriotsinogennost (képesség szintézise bakteriocineket) nagy jelentőségű a fejlesztési bakteriális populációk. In vivo szintézisét bakteriocin önmagában bakteriotsinogennoy sejtpopuláció megölték, mivel a legtöbb a sejtek megtartják immunitás intézkedését, és kiszorítani más típusú antibiotikumra érzékeny mikroorganizmusokkal kapcsolatosak. Így keletkezik egy bizonyos mikrobiális cenosis. Szükséges hangsúlyozni mikrobiális coenosis fertőző betegség kialakulásához. Az a képesség, hogy szintetizálni Számos baktérium bakteriocineket és más antimikrobiális hatóanyagok ad ezek a törzsek szelektív előnyt a fejlesztés. Ilyen előny, patogén baktériumok, például Vibrio cholerae elnyomhatja a normális mikroflóra és aktívan szaporodnak a bélben az emberek és állatok. Talán, ezek a baktériumok hatására mérgező bakteriocinek.
Gyakorlati alkalmazás bakteriotsinogennyh baktériumtörzsek:
1) A bakteriocin, tartósítószerek, amelyeket az élelmiszer-készítmény és a tokozás. Például minden évben a világ körül tonna termény nizin által termelt tejsav-baktériumok.
2) használata bacteriogenous törzseket mint starter tenyészet különböző élelmiszeripar. Szintetizált bakteriocin kívánatos mikroflóra dominancia és elnyomása idegen mikroflóra, amely biztosítja a biztonságos áramlását mikrobiológiai folyamatok. Például, a termelés száraz kolbász, bizonyos fajták szalámit, mint egy alkalmazott starter tenyészet beleértve bakteriotsinogenny Lactobacillus curvatus. alakítás kurvatsin bacteriocin. amely gátolja a növekedést a szorosan kapcsolódó lactobacillus és feltételesen patogén baktériumok és ez biztosítja a biztonságos során biokémiai folyamatok során az érési száraz kolbász.
3) Bakteriotsinogennye mikroorganizmus törzseket használják az orvosi gyakorlatban a betegségek kezelésére a gyomor-bél traktus. Például az olyan gyógyszerek szabadulnak bakteriotsinogennye: kolibakterin (szárított szuszpenzió élő baktérium antagonisztikusan aktív törzset E. coli M-17), bifidumbakterin (szárított iszapot antagonisztikusan aktív nappali bifidobaktérium) bifikol (megszárított iszapot élnek antagonisztikusan aktív törzs bifidobaktériumok és baktériumok az E. coli M-17 ) és hasonlók. Ezeket a készítményeket alkalmazzuk azokban az esetekben, ahol az antibiotikumok a túlzott használata közülük vezethet megsértése vitamin egyensúlyt, dysbacteriosis (zavar a természetes mikroflóra összetételét ishechnika) és m. o.
4) Bakteriotsinogennye alkalmazott mikroorganizmusok kutatási és laboratóriumi vizsgálatok a tipizálására baktériumtörzs.
Bakteriocineket - egy teljesen új irányt mikrobiológia, biotechnológia, mezőgazdaság, élelmiszeripar és az orvostudomány. Intenzíven fejlődő ebbe az irányba a fejlett európai országokban, Ázsiában és Amerikában.
Ahogy érvek mellett a használata bakteriocineket a személyre a következő tényeket:
1) A bakteriocineket személy fogyaszt születésétől - anyatejbe és savanyított tejtermékek.
2) feltárta bakteriocin, amely gyártjuk bélbaktériumok.
3) És a legfontosabb dolog. Bármilyen bakteriocineket ellentétben antibiotikumok, teljesen lebomlik a szervezetben, és a szövődmények kockázata bakteriocineket, látszólag minimális. Az antibiotikumok használatának, mint már ez mind jól tudják, gyakran tele van negatív következményekkel ember.
Előadás 3. törvények növekedés tiszta tenyészetek rendszeres művelés. A növekedési görbe, a jellemző az egyes fázisok (lag, logaritmikus, helyhez kötött, haldokló). Az elsődleges és másodlagos anyagcseretermékek. apoptózis
* Növekedés - következetes számának növekedése a kémiai komponensek alkotják a sejt szerkezetét.
A laboratóriumi és ipari környezetben hasznosítani két alapvető módon mikroorganizmusok tenyésztésére: szakaszos és folyamatos.
A függőség a koncentrációja az életképes sejtek szakaszos tenyészet a inkubálás időtartama leírt jelleggörbe, amely S-alakú (ábra.). A görbe tudjuk megkülönböztetni több jelentős növekedési fázisok egymás után következő sorrendben: lag fázis; logaritmikus fázisban; állófázis; haldokló fázisban.
Ábra. 1 - A fő fázisa a periódusos mikroorganizmus tenyészet növekedési görbe
Log-fázisban lefedi az idő közötti beoltás baktériumok (hogy egy bizonyos számú baktérium inokulumot folyékony közegben) és elérésének a maximális sebesség hasadási. A baktérium sejteket ebben az időszakban elsősorban kapcsolódó folyamatok a mellékletet az tenyésztési körülmények között. Van egy gyors növekedése mennyiségű RNS (8-12 alkalommal).
Az időtartam a fázis határozza meg:
1) a kezdeti tenyésztési körülmények között hozzájárult vetőmag;
2) az életkor a vetőmag: a régebbi kultúrát oltunk egy új táptalaj, annál hosszabb ideig tart egy lag fázis.
Sejtosztódás során fáziseltolódás lép fel vannak feltüntetve csak folyamatok előkészítése a sejt reprodukálni. Log-fázisban átalakítja a kezdeti szaporítási fázis, amikor a sejtek kezdenek osztani a sebesség fokozatos növelésével.
Fázis logaritmikus (exponenciális) növekedési jellemzi állandó maximális sejtosztódás sebessége és a növekedési ráta. A különböző fajta baktériumokban, ezek az értékek széles határok között változhat. Például, az E. coli baktériumokat 37 ° C-on osztva körülbelül minden 20 percben, és a baktériumokat a nemzetségek Nitrosomonas és Nitrobacter -. 5-10 h-kultúra E. coli baktériumok adja meg a stacioner fázisban, egy sejtkoncentráció 2-5. × 10 9 / ml.
Jellemzői sejtek logaritmikus fázisában:
1) Minden a sejteket a lakosság mintegy azonos méretű;
2) tartalmazza a maximális mennyiségű RNS, fehérje, és számuk állandó;
3) a leginkább életképes sejtek;
4) nagy biokémiai aktivitás.
Álló fázis akkor jelentkezik, ha az életképes sejtek számát eléri a maximális, és nem növeli mert az arány bakteriális növekedés mértéke haldokló. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a növekedés üteme határozza meg a szubsztrát koncentrációja, majd mielőtt elkezd csökkenni teljes kihasználását és a növekedés sebességét, és ezért az átmenet a logaritmikus fázisban az állandóan fokozatosan történik.
Kémiai összetétel sejtek tényezőktől függ, korlátozott növekedést. Összehasonlítva a logaritmikus növekedési fázisban tenyészetekben a sejtek a stacioner fázisban kisebb, tartalmaznak kevesebb RNS, jobban ellenáll a különféle stressz. Ebben az időszakban, a sejtek vagy a táptalaj gyakran felhalmozódnak a termékeket a másodlagos anyagcserére.
Az időtartamát fázis lehet néhány óra és több nap függően a mikroorganizmus.
A stacionárius növekedési fázisban a sejtek viselkedésében a bakteriális populáció lehet szabályozni olyan jelenség vált ismertté, mint az apoptózis. Ennek lényege csapódik le, hogy az a tény, hogy a kimerültség a tápanyag szubsztrát éhező baktérium populáció szétválik két szubpopulációk, az egyik meghal, és vetjük alá autolízis, a sejtpopulációk a másik, a termékek használata az autolízis szubsztrátként, továbbra is szaporodnak.
A haldokló fázisban logaritmikus csökkenése az élő sejtek számával. haldokló baktériumok sebessége függ lényegében függően környezeti feltételek, és fiziológiai jellemzőit egy szervezet. Például, enterobaktériumok lassan halnak, ellentétben bizonyos baktérium a Bacillus nemzetség. a sebesség, a halál bekövetkezte gyorsan. Az okok a sejthalál különböző lehet: felhalmozódását a összetétele a tápközeg szerves savak nakoantibiotikov, bakteriocinek autolízis (autolízis - önemésztéshez sejtek) és mások.
Tekintsük a metabolitok képzésére különböző szakaszaiban a sejtnövekedés.
A log-fázisú termékek előállítása, amelyek létfontosságúak a mikroorganizmusok növekedésének: aminosavak, nukleotidok, fehérjék, nukleinsavak, szénhidrátok, stb Ezek az úgynevezett primer metabolitok. Primer metabolitok által szintetizált természetes organizmusok szükséges mennyiségben csak az igényeik kielégítésére. Ezért a probléma az ipari mikrobiológusok az, hogy egy mutáns formáját superproducer mikroorganizmusok.
A lassulás növekedési szakasz és a stacionárius fázis néhány mikroorganizmus szintetizálni anyagok, nem alakul ki a logaritmikus fázisban, és nem játszik nyilvánvaló szerepet az anyagcserében. Ezeket az anyagokat nevezzük másodlagos anyagcseretermékek. Ezek szintetizált, nem minden mikroorganizmus, de leginkább Actinomycetes, gombák és spóraképző baktériumok. A ipari termelés szekunder metabolitok nagy érdeklődés, mivel ezek a metabolitok - biológiailag aktív anyag: például antibiotikumok, hormonok, bakteriocinek, stb Másodlagos metabolitok ugyancsak meghatározhatnak a környezet mikroorganizmusok.
A nyilatkozatokat az elsődleges és másodlagos anyagcseretermékek rámutatnak ismeretszerzés a sajátosságai az egyes fázisok szakaszos tenyészet. Ezek az ismeretek lehetővé teszi a hatékony fejlődés az ipari mikrobiológia.