penicillin và công nghệ sản xuất penicillin bán tổng hợp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÀNH TÂYKHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC CHUYÊN ĐỀ: PENICILLIN VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PENICILLIN BÁN TỔNG HỢP Bộ môn : CNSH Nông nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hữu Đức Thự

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÀNH TÂY

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CHUYÊN ĐỀ: PENICILLIN VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PENICILLIN BÁN TỔNG

HỢP

Bộ môn : CNSH Nông nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hữu Đức Thực hiện : Nhóm 13

II Cơ chế sinh tổng hợp Penicillin từ nấm mốc III Quy trình sản xuất Penicillin trong công

nghiệp

A.GIỚI THIỆU

I PENICILLIN

Được Alexander Flemming tìm ra năm

Penicillium chrysogenum NRRL

1951 (1943)

Tạo được biến chủng P

chrysogenum Wis Q – 176,thành công trong

lên men sản xuất penicillin

G

II.LỊCH SỬ PENICILLIN

PENICILLIN

III.CẤU TRÚC

III CẤU TRÚC

- Chỉ những Penicilin bền mới hấp thu được vào đường tiêu hóa (PenicillinV ,Amoxillin, Ampixillin,Methicillin)

Penicillin G chỉ được sử dụng bằng tiêm chích

- Phân bố ở dịch ngoại bào, khuếch tán tốt vào phổi, khó khuếch tán vào màng não tủy, vào sữa khi tiêm những liều lớn

- Bài thải nhanh và chủ yếu qua ống thận

- Kém bề nhất trong số

các loại kháng sinh, rất hút ẩm và bị

thủy giải nhanh

- pH 6-6.5, bị kiềm và

KMnO4, các hóa chất kim loại nặng phá hủy

- Vi khuẩn ở trực tràng

tiết penicillinase có khả năng mở vòng bectalactam cũng phá hủy Penicillin

IV.TÍNH CHẤT

Penicillin kháng phổ hẹp

Penicillin kháng phổ rất hẹp

Penicillin kháng phổ rộng

V.PHÂN LOẠI PENICILLIN

5.1 PENICILLIN KHÁNG PHỔ HẸP

PENICILLIN KHÁNG PHỔ

-Chiết xuất từ môi trường nuôi cấy nấm penicillium, Bị

thủy giải bởi penicillinase

- Điều trị tụ cầu, liên cầu, phế cầu; trực khuẩn: uốn ván, than, hoại thư sinh hơi, bạch hầu, xoắn khuẩn giang mai

5.1 PENICILLIN KHÁNG PHỔ HẸP

5.1 PENICILLIN KHÁNG PHỔ HẸP

5.2 PENCILLIN KHÁNG PHỔ RẤT

HẸP

- Methicillin, ocxacillin, cloxacillin

- Tác động kém hơn trên các vi khuẩn nhạy cảm PNC-G

- Có tác dụng trên Staph.aureus tiết penicillinase

- Ổn định trong môi trường axit, có thể uống

- Điều trị : Nhiễm khuẩn xương và khớp

- viêm phúc mạc, viêm phổi, viêm da

OCXACILLIN

- Điều trị : Nhiễm trùng đường tiểu, viêm tai giữa

AMPICILLIN

Ampicillin

AMOXILLIN

 Điều trị : Nhiễm khuẩn đường hô hấp, thận và

đường tiết liệu, tai mũi họng và răng hàm mặt

PIPERACILLIN

6.1 CƠ SỞ KHOA HỌC

Gram (-)

Gram (+)

6.2 CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG

6.2 CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG

Giai đoạn I:

Phong bế transpeptidase

 ngăn tổng hợp peptidoglycan

6.2 CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG

G M G M G M G M

G M G M G M G M

6.2 CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG

G M G M G M G M

G M G M G M G M

6.2 CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG

G M G M G M G M

G M G M G M G M

6.3 HIỆN TƯỢNG KHÁNG KHÁNG

SINH

 Streptococcus đề kháng tự nhiên với

aminoglycosidee do thành vi khuẩn không cho thuốc qua

 Giới hạn khả năng kháng khuẩn của kháng sinh

6.4 CƠ CHẾ ĐỀ KHÁNG CỦA VI

KHUẨN

 Vi khuẩn sản xuất ra các enzym làm biến đổi hoạt tính, vô

hoạt kháng sinh

 VD : Vi khuẩn sinh Bectalactamase phá huỷ khác Bectalam

 Tổng hợp men β-lactamin: phá vở vòng β-lactamin làm

enzim mất tác dụng

 Giảm tình thấm của thành vi khuẩn

 Thay đổi cấu trúc hóa học của PBP(penicillin biding protein)

 làm giảm ái lực của điểm đích đối với kháng sinh

Vi khuẩn thay đổi cấu trúc vật liệu di truyền của vật

penicillin V và penicillin G)

và tiếp tục triển khai để sản xuất các chế phẩm penicillin bán tổng hợp khác.

I.CƠ SỞ CÔNG NGHỆ SINH TỔNG HỢP PENICILLIN TỪ NẤM MỐC

II.CƠ CHẾ SINH TỔNG HỢP PENICILLIN

Ở NẤM MỐC P CHRYSOGENUM

Đặc điểm chung

Lên men sản xuất penicillin

tự nhiên (thường thu

penicillin V

hoặc

Xử lý dịch lên men tinh chế thu bán thành phẩm penicillin tự

Sản xuất các penicillin bán tổng hợp (từ nguyên liệu penicillin tự

Pha chế các loại thuốc kháng sinh penicillin thương mại

III.QUY TRÌNH SẢN XUẤT PENICILLIN

TRONG CÔNG NGHIỆP

3.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

PENICILLIN TỰ NHIÊN

3.1.1 MÔI TRƯỜNG LÊN MEN

3.1.2 ĐIỀU KIỆN LÊN MEN

- Nhiệt độ : + Lên men 1 dải nhiệt độ

+ Lên men 2 giải nhiệt độ

3.1.3 PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN

-Được sử dụng rộng rãi

-Lên men hai pha: pha đầu nuôi thu sinh khối trong khoảng 2-3 ngày, sau đó chuyển sang pha lên men thu sản phẩm.

-Sử dụng phối hợp (NH4)2SO4 để bổ sung

Kĩ thuật lên men chìm

Trích ly lại

pH 7,2-7,5

Cô chân không kết tinh

Kali aceat Natri aceat

Lọc tinh thể

Dịch lọc sau trích ly

Chưng thu hồi dung môi

Than hoạt tính trong dung môi Chưng thu

hồi

Tinh chế lại Thu hồi penicillin

Không khí nóng Tinh chế hoàn nguyên dung môi

Penicillin G Hoặc Penicillin V

Dung môi mới Rửa tinh thể

3.2 SẢN XUẤT PENICILLIN BÁN

TỔNG HỢP

CÁC ĐẶC TÍNH PHONG PHÚ

Phổ kháng khuẩn

rộng hơn

Dễ hấp thu hay đào

thải nhanh

Ít phản ứng phụ

1

Kém bền nhất trong các loại kháng sinh Hoạt động ở pH= 6-6.5

2

Dễ bị thủy giải trong môi trường axid cũng như kiềm.

Bị hư hỏng bởi các tác nhân oxy hóa khử và kim loại nặng.

3

Đặc biệt, dễ dàng bị bất hoạt bởi ezyme amidase, và penicillinase do

vi khuẩn tiết ra.

Penicillin thường

1

Ra đời do khả năng bổ sung các chất cần thiết trong quá trình lên men nấm Penicillinum tạo các chiết xuất có cấu trúc hóa học

2

Giảm thiểu hiện tượng kháng thuốc do có khả năng làm bất hoạt enzyme

3

Có nhiều đặc tính khác nhau

Penicillin

bán tổng hợp

3.2.1 ƯU ĐIỂM?

3.2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT PENICILLIN BÁN TỔNG HỢP

- Phải lên men trực tiếp thu penicillin G (hoặc penicillin V) làm ra nguyên liệu, để tổng hợp penicillin bán tổng hợp khác

Axit 6- aminopenicillanic là cấu trúc chủ yếu của penicillin bán tổng hợ

6- APA

44

-Tiêu hao nhiều năng

lượng, dung môi.

-cơ ô nhiễm môi

So sánh

2 phương pháp

Phương pháp enzyme

enzyme penicillin acylaza

E.coli Streptomyces lavendulaeAlcaligenes faecalisProteus rettgeti

 Nhiệt độ lên men: 24-31oC

 Thời gian: sau 20 giờ tổng hợp lượng cực đại

enzyme penicillin-acylaza

3.3.2 XỬ LÝ DỊCH MEN

SẢN XUẤT 6-APA

Giai đoạn

phản

ứng thủy

phân

cơ chất

Trộn chế phẩm enzyme vào trong dung

dịch cơ chấtKhuấy trộn nhẹ dung dịch

Khống chế điều kiện phản ứng ở

35-37oC,pH=7.8-8.0 (bằng NaOH)

-Kết thúc, dịch được trích ly tinh chế sản phẩm; chế phẩm enzyme giữ lại thủy

phân tiếp mẻ sau

Cô chân không ở t<35 o C đến nồng độ

6-APA(12-15%)

Giai đoạn trích ly

và tinh chế thu sản phẩm

Phòng cấy Penicillium

Quy trình bọc viên Penicillin trong phân xưởng

SẢN XUẤT 6-APA

IV.TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KHÁNG

SINH Ở VIỆT NAM

- Việt Nam thuộc nhóm nước có tỷ

lệ kháng kháng sinh cao nhất thế giới – Lạm dụng thuốc

- Tỷ lệ kháng thuốc cao

KHUYẾN CÁO SỬ DỤNG

PENICILLIN

Dùng đúng loại, đủ liều, đủ thời gian

Kháng sinh không phải là thuốc sử dụng

cho tất cả các bệnh Không tự điều trị bằng kháng sinh

KẾT LUẬN

Penicillin là lọai kháng sinh đầu tiên được dùng để điều viêm nhiễm ở người Khám phá về penicillin từ một phát hiện tình cờ nhưng có ý nghĩa cực kỳ to lớn đối với nhân lọai.

Penicillintheo phương pháp thông thường có nhiều hạn chế : năng xuất thấp, chi phí cao, tiêu thụ nhiều

năng lượng mà lượng penicillin thất thoát vẫn lên đến 15%.

Từ thực tế này, đề tài chúng tôi với nội dung chính

là sản xuất xuất Penicillin trên quy mô công nghiệp

bằng phương pháp sử dụng enzym của vi sinh vật hi

vọng sẽ có những đóng góp đáng kể khắc phục được những nhược điểm của phương pháp truyền thống!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Sinhhocvietnam.vn

- Tailieu.vn

- Slideworld.com

- Wilipedia.org.com

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN !