Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Июня 2014 в 22:04, реферат
Актиномицеты (Actinomicetes) группа микроорганизмов, соединяющая в себе черты бактерий и грибов. Для А. характерно нитевидное или палочковидное и кокковидное строение и наличие боковых выростов; все они окрашиваются по Граму. К А. относятся: собственно А. (род Actinomyces), образующие споры на спороносцах, формирующиеся в виде длинных цепочек путём сегментации или фрагментации спороносцев; проактиномицеты (Proactinomyces) с хорошо развитым мицелием, распадающимся на палочки и кокки; микобактерии (Mycobacterium) с типичным ветвлением мицелия в виде палочковидных клеток, размножающихся делением (перешнуровыванием); микококки (Mycococcus) в виде округлых неправильно очерченных клеток (часто с боковыми выростами — почками), размножающихся перешнуровыванием и почкованием; микромоноспоры (Micromonospora) — группа, объединяющая 4 рода (Micromonospora, Microbispora, Micropolyspora и Actinobifida); формы со сложными органами плодоношения — спорангиями со спорами внутри (Streptosporangium, Actinosporangium и др.); формы, образующие споры со жгутиками (Actinoplanes, Dermatophilus и др.).
Актиномицеты (Actinomicetes) группа микроорганизмов, соединяющая в себе черты бактерий и грибов. Для А. характерно нитевидное или палочковидное и кокковидное строение и наличие боковых выростов; все они окрашиваются по Граму. К А. относятся: собственно А. (род Actinomyces), образующие споры на спороносцах, формирующиеся в виде длинных цепочек путём сегментации или фрагментации спороносцев; проактиномицеты (Proactinomyces) с хорошо развитым мицелием, распадающимся на палочки и кокки; микобактерии (Mycobacterium) с типичным ветвлением мицелия в виде палочковидных клеток, размножающихся делением (перешнуровыванием); микококки (Mycococcus) в виде округлых неправильно очерченных клеток (часто с боковыми выростами — почками), размножающихся перешнуровыванием и почкованием; микромоноспоры (Micromonospora) — группа, объединяющая 4 рода (Micromonospora, Microbispora, Micropolyspora и Actinobifida); формы со сложными органами плодоношения — спорангиями со спорами внутри (Streptosporangium, Actinosporangium и др.); формы, образующие споры со жгутиками (Actinoplanes, Dermatophilus и др.).
Актиномицеты не имеют ядра (вместо ядра имеется одна замкнутая нить ДНК), т.е. актиномицеты – прокариоты, не имеют митохондрий, имеют сложный цикл развития. Вегетативное тело – мицелий. Нити мицелия образуют гифы.
Актиномицеты широко расселены в окружающей среде – в воде естественных водоемов, почве, воздухе, их много на растительных и животных остатках, находят их в сене, злаках, на внутренних стенах жилых и производственных помещений. Но особенно их много в культурной почве – из 1 г могут высевать от нескольких сотен до миллиардов актиномицетов.
Актиномицеты преимущественно – аэробы, ряд видов - факультативные анаэробы. Чаще они сапрофиты, участвующие в расщеплении веществ животного и растительного происхождения.
Культуральные свойства актиномицетов
Актиномицеты хорошо растут на многих средах — синтетических с минеральными источниками азотистого питания и сложных, богатых белком. Актиномицеты на питательной среде образуют колонию из субстратного мицелия и воздушного мицелия в виде пушистого бархатистого или мучнистого налета. На нитях воздушного мицелия образуются спороносные гифы (спороносцы), которые являются одним из систематических признаков. Форма гифов у различных видов актиномицетов разная: шаровидная, овальная, цилиндрическая. Культуры актиномицетов на питательных средах могут быть бесцветными и окрашенными в разные цвета -синюю, фиолетовую, красную, розовую, желтую, оранжевую, зеленую, черную, коричневую. Растут медленно, посевы следует культивировать 7-14 сут. Температурный оптимум роста 37 С.
Многие метаболиты актиномицет относятся к биологически активным соединениям:ферменты, антибиотики, витамины, гормоны. Из них выделено около 1000 антибиотикоподобных веществ, активных в отношении грибов, бактерий, простейших, вирусов, а также опухолей.
Всего имеется 12 тысяч природных антибиотиков, из них 9 тысяч антибиотиков продуцируют актиномицеты. Актиномицеты продуцируют антибиотики, ингибирующие синтез белка на рибосомах бактериальных клеток. Такой же механизм у противогрибковых и противоопухолевых антибиотиков. Актиномицеты продуцируют следующие группы антибиотиков:
Аминогликозиды – ингибируют синтез белка у бактерий, связываясь с малой рибосомной субъединицей, нарушая правильность считывания кодонов информационной РНК (иРНК) антикодонами транспортной РНК (тРНК).
-канамицин - Actinomyces kanamycetus
-неомицин - Actinomyces iracie.
Тетрациклины ингибируют белковый синтез, связывая аминоацил –тРНК с рибосомно-матричным комплексом,
-окситетрациклин – Аctinomyces ninesus
макролиды гр. эритромицина – связываются с большой субъединицей рибосомы.
пиранозиды (группы линкомицина – сходны с макролидами, они связываются с большой субъединицей рибосомы.
- линкомицин – Streptomyces linconiensis/
левомицетин (получают химическим путем) – ингибирует пептилтрансферазу большой рибосомальной субъединицы.
Природный левомицетин (хлорамфеникол) продуцируется Streptomyces venezuelae.
Рифамицин – Streptomyces mediterranei, на основе рифамицина получен рифампицин.
Рифампицин подавляет активность ДНК-зависимую РНК-полимеразу и тем самым блокирует синтез белка на уровне транскрипции.
противогрибковые - (полиеновые) антибиотики – образуют поры в цитопластической мембране грибов, взаимодействуя с ее стерольным компонентом (эргостеролом).
- нистатин - Streptomyces noursei
- леворин – Actinomyces levorus
- амфотерцин - Streptomyces nodosus
противоопухолевые антибиотики - угнетают синтез нуклеиновых кислот клеток микро- и макроорганизмов.
- брунеомицин – Actinomyces albusvar bruneomycini
- митомицин – Streptomyces caespitosus.
Наибольшее значение имеют 3 вида: I. Actinomyces globisporus streptomycin Krassilnikov (Streptomyces griseus Waksman). На агаризованной органической среде растет в виде выпуклых круглых колоний 5-8 мм в диаметре, покрытых беловатым или серовато-зеленоватым воздушным мицелием. Обратная сторона колонии (подошва) буроватая. На синтетических средах колонии более плоские. Диффундирующего в среду пигмента обычно не выделяют. Оптимальный температурный режим роста и образования антибиотика -26-28°С. Является продуцентом стрептомицина. Окультуренные формы отличаются от диких степенью активности. При промышленном производстве стрептомицина культура выращивается в глубинных условиях на специально подобранной сложной питательной среде, включающей кукурузный или мясной экстракт, углеводы, минеральные соли. Сульфат и хлоргидрат стрептомицина, применяемые в медицине, представляют собой белый, хорошо растворимый в воде и нерастворимый в спирте и эфире порошок. Получают его из культуральной жидкости методом адсорбации и экстракции. Очищенный препарат содержит 600-700 ЕД в 1 мг, является высокоактивным антибиотиком с широким спектром антимикробного действия, подавляет рост грамположительных, грамотрицательных, кислото- и пенициллиноустойчивых бактерий. Применяется при лечении кишечных инфекций, тулерямии, эндокардита, вызванных пенициллиноустойчивыми микробами. Наибольшее значение стрептомицин приобрел для лечения различных форм туберкулеза (легких, туберкулезного менингита, гортани, кишечника, мочеполовых органов и т.д.). При приеме больших доз может развиться глухота.
II. Actinomyces aureofaciens Duggar. На агаризованных
средах растет в виде круглых
колоний, субстратный мицелий золотисто-
III. Actinomyces rimosus sobin., Finlay. На агаризованных средах колонии выпуклые, глубоко врастающие в агар; субстратный мицелий желтовато-бурый. По мере созревания колонии покрываются белым воздушным мицелием. Одним из характерных признаков некоторых штаммов этого актиномицета является появление на поверхности колонии при полном ее созревании радиальных трещин. Является продуцентом антибиотика террамицина. Для промышленного получения террамицина культуру выращивают в глубинных условиях на ферментационной среде, содержащей соевую муку, дрожжевой или кукурузный экстракт, триптон, углеводы и минеральные соки. Террамицин (окситетрациклин) – светло-желтое вещество, легко кристаллизуется из воды в виде игольчатых кри-сталлов-дигидрата. Террамицин – аморфное соединение, образует соли с кислотами и основаниями, растворим в ментоле, ацетоне, хуже – в воде, не растворим в эфире. Кристаллический соляно-кислый террамицин имеет активность 920 ЕД/мг. Террамицин, как и ауреомицин, обладает широким антимикробным спектром действия. Обычно его принимают внутрь при пневмококковой, стафилококковой инфекции, бруцеллезе, туляремии, риккетсиозах (ку-лихорадках). Он хорошо всасывается в желудочно-кишечном тракте в кровь, где его концентрация быстро достигает терапевтического уровня, относительно малотоксичен. Препараты – террамицин соляно-кислый в таблетках.
Почти все актиномицеты способны синтезировать витамин В12, а также биотин, никотиновую, пантотеновую кислоты и пиридоксин, рибофлавин. Многие из них продуцируют аминокислоты — метионин, цистеин, глутаминовую, аспарагиновую, валин, цистин.
Витамин В3 (пантотеновая кислота). Способ получения – тонкий
органический синтез и микробиологический синтез с использованием
иммобилизованных клеток бактерий, актиномицетов (основной метод).
Получение витамина В2 (рибофлавин). Вначале этот витамин выделяли из
природного сырья (в максимальных концентрациях он присутствует в
моркови и в печени). Затем был разработан как химический, так и
микробиологический способы промышленного синтеза. Для рибофлавина
характерно функционирование в коэнзимных формах:
-флавиномононуклеотид (ФМН)
-флавинадениндинуклеотид (ФАД). Сверхсинтез рибофлавина можно получить, если действовать на дикие штаммы мутагенами, нарушающими механизм ретроингибирования синтеза
витамина В2,флавиновыми нуклеотидами, а также изменением состава культуральной
среды. В состав среды для роста продуцентов рибофлавина входят:
-соевая мука
-кукурузный экстракт
-сахароза
-карбонат кальция
-хлорид натрия
-витамины
-технический жир.
Перед подачей в ферментер среду стерилизуют с помощью антибиотиков и
антисептиков во избежание ее инфицирования. По завершении процесса ферментации культуральную жидкость концентрируют, высушивают и смешивают с наполнителями.
Так, Act. olivaceus образует антианемический витамин В12. Его получают из печени крупного рогатого скота и из микробов — пропионовокислых бактерий и актиномицетов. Актиномицеты хорошо растут, развиваются и образуют витамин В12 на питательной среде, в состав которой входит молочная сыворотка, янтарнокислый аммоний и мочевина.
При помощи некоторых культур актиномицетов были получены стероидные гормоны. Большое значение имеет получение стероидных гормонов путем трансформации стероидов с помощью микроорганизмов. Например, микробиологический метод получения кортизона состоит в том, что к углероду, находящемуся в 12-м положении, присоединяется атом кислорода. Ученые показали, что эту реакцию могут легко и быстро осуществлять актиномицеты. При помощи микроорганизмов были получены кортикостероиды: кортизон и гидрокортизон, а из них — преднизон и преднизолон.