Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất kháng sinh vancomycin từ xạ khuẩn Streptomyces orientalis

Rate this post

Vancomycin là kháng sinh nhóm glycopeptide có tác dụng tích cực trong điều trị bệnh, từng được coi là phương án cuối cùng nhờ khả năng điều trị các bệnh nhiễm trùng nguy hiểm do các chủng vi sinh vật kháng methicillin (kháng sinh) gây ra. β-lactam) gây ra. Vancomycin đã được sử dụng trong điều trị hơn 40 năm nhưng ngày nay nó vẫn được coi là một loại kháng sinh quan trọng nhờ hiệu quả chữa bệnh cao khi dùng đơn độc hoặc phối hợp với các kháng sinh khác, chống lại các vi khuẩn nhạy cảm, với nhiều loại kháng sinh thường dùng. Vì vậy, nghiên cứu sinh tổng hợp vancomycin vẫn được quan tâm và phát triển, từ đó hình thành thế hệ kháng sinh mới có hiệu quả điều trị cao. Ngoài ra, việc nghiên cứu lên men vancomycin và làm chủ quy trình sản xuất kháng sinh này còn tạo tiền đề xây dựng quy trình sản xuất kháng sinh quy mô công nghiệp trong điều kiện Việt Nam, góp phần thực hiện mục tiêu đến năm 2020 sản xuất được 50% tổng số thuốc đã được Bộ Y tế quyết định.

Trong bối cảnh đó, việc nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất vancomycin bằng nguồn nguyên liệu địa phương, phù hợp với điều kiện kinh tế và khí hậu của Việt Nam là rất cần thiết. Cùng với đó, việc xây dựng nhà máy sản xuất kháng sinh công suất 500 kg/năm góp phần chăm sóc sức khỏe cộng đồng.

giống vi sinh vật

Streptomycws directionalis 4912 và các chủng vi sinh vật thử nghiệm Bacillus subtilis ATCC 6633, B. cereus ATCC 21778, Staphylococcus aureus 209P, Sarcina lutea và Eschrochia coli PA2 (Bộ phận Thu nhận giống, Phòng Công nghệ lên men); Hóa chất dùng để khảo nghiệm, định lượng vancomycin chuẩn (Merck) và môi trường nghiên cứu là Gause 1, A4, A-4H, TH447, A12, A-9, 48.

Streptomycws directionalis 4912 A. Dạng khuẩn lạc, B. Thân sinh bào tử, C. Bào tử.

Lựa chọn môi trường lên men kháng sinh chủng S. directionalis 4912

Thử nghiệm lên men trên một số môi trường thường dùng trong lên men kháng sinh ở xạ khuẩn cho thấy chủng S. directionalis 4912 có hoạt tính kháng khuẩn mạnh và môi trường MT48 được chọn cho hoạt tính kháng sinh cao nhất. có thể làm môi trường cơ bản để nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn dinh dưỡng và điều kiện lên men đến khả năng tạo kháng sinh.

Chủng S. directionalis 4912 sử dụng tốt sucrose ở hàm lượng thích hợp 3% cho hoạt tính kháng sinh cao. Trong số các nguồn nitơ được thử nghiệm, bã đậu nành cho hoạt tính kháng sinh cao nhất, với nồng độ 0,2% là phù hợp. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và pH cho thấy nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng, phát triển và sinh tổng hợp kháng sinh của chủng S. directionalis 4912 là 280C và pH từ 6 đến 8. Lượng giống được cấy vào môi trường lên men thích hợp 6 – 8% so với môi trường lên men.

Nghiên cứu động thái lên men của chủng S. directionalis 9412 cho thấy sinh khối và hoạt tính kháng sinh tăng dần và đạt cực đại sau 120 giờ lên men. Như vậy, động lực lên men của chủng này cũng tương tự như động lực lên men của các xạ khuẩn kháng kháng sinh khác.

Nâng cao hoạt tính kháng sinh của chủng S. directionalis 4912

Trước hết, các nhà khoa học Viện Công nghệ sinh học đã áp dụng phương pháp cấy các thể đột biến bằng tia UV. Kết quả nghiên cứu khả năng sống của tế bào trần và bào tử của chủng S. directionalis 4912 sau khi xử lý bằng tia cực tím với tỷ lệ sống từ 1-10% và thử hoạt tính kháng sinh bằng phương pháp thạch cho thấy khả năng này. Khả năng sinh tổng hợp của chủng này tăng từ 8-30,3% đối với nghiệm thức bào tử và 66,33% đối với nghiệm thức tế bào trần.

Khả năng sống của các tế bào và bào tử S. directionalis 4912 trần trụi sau khi xử lý bằng tia cực tím và MNNG Hoạt tính kháng sinh của các khuẩn lạc của chủng S. directionalis 4912 được xác định bằng phương pháp thạch (A) và thủng (B).

Sau đó, các nhà khoa học tiếp tục áp dụng phương pháp thứ hai, đó là cảm ứng chủng đột biến bằng MNNG. Dựa vào việc lựa chọn nồng độ MNNG, pH và thời gian xử lý thích hợp để xử lý bào tử và nguyên sinh chất, tỷ lệ chủng có hoạt tính kháng sinh cao hơn chủng ban đầu là 80,8 và 92,86%. Kết quả cho thấy chủng S. directionalis 4912-81-61 (xử lý bằng MNNG) có hoạt tính kháng sinh cao nhất là 1683 mcg/ml, được tuyển chọn để nghiên cứu điều kiện lên men sản xuất vancomycin. là 866 mcg/ml).

Lựa chọn môi trường và điều kiện lên men vancomycin của các chủng đột biến

Căn cứ vào môi trường lên men thích hợp cho chủng S. directionalis 4912, đã chọn được môi trường lên men tối ưu theo phương pháp quy hoạch thí nghiệm Box-Wilson cho chủng S. directionalis 4912-81-61 như sau: Sucrose 49,8 g/l; đường 17 g/l; bột đậu nành 30,6 g/l; NaCl 2,5 g/l; CaCO3 2 g/l; CaCl2 40 mg/l; CuSO4 10 mg/l.

Để xác định thời điểm thu hồi vancomycin thích hợp nhất, chủng S. directionalis 4912-81-61 được nuôi cấy trong thiết bị lên men Bioflo 110 với môi trường lên men tối ưu, cho thấy chủng này phát triển tốt trong thiết bị lên men, đặc biệt là từ giờ thứ 48 của sinh khối. của đậu nành tăng nhanh lên 5,8 mg/ml. Đồng thời, chủng bắt đầu sinh vancomycin, đạt nồng độ đỉnh là 2983 mcg/ml sau 120 giờ.

Biến đổi quá trình lên men sinh tổng hợp vancomycin của chủng S. directionalis 4912-81-61 trong thiết bị Bioflo 5000

Máy lên men Bioflo 5000

Chiết xuất và tinh chế vancomycin từ dịch lên men

Quy trình chiết xuất Vancomycin

Kết quả kiểm nghiệm vancomycin chiết xuất từ ​​chủng S. directionalis 4912-81-61 bằng sắc ký lớp mỏng trong hệ dung môi Butanol – axit axetic – H2O (4 : 3 : 7) cho thấy giá trị Rf của các mẫu lần lượt là 0,75; bằng khối phổ bẫy ion Agilent 6310 trên HPLC-MS, trọng lượng phân tử 1449,27 và sắc ký lỏng cao áp trên HPLC-SPA-10 Shimadzu, thời gian lưu 4,4 phút giống như vancomycin chuẩn (Merk). Sắc ký đồ HPLC cho thấy không có pic tạp chất, chứng tỏ vancomycin khá tinh khiết, với độ tinh khiết là 95,4%.

Kiểm tra vancomycin bằng sắc ký lớp mỏng 1. Vancomycin từ môi trường nuôi cấy; 2. Vancomycin chiết xuất và tinh chế; và 3. Phổ UV của chất chuẩn vancomycin (Merck) của chất chuẩn vancomycin (trên) và chủng vancomycin S. directionalis 4912 (dưới) HPLC blot của chất chuẩn vancomycin (trên) và chủng vancomycin S. directionalis 4912 (dưới)

Vancomycin là một loại kháng sinh glycopeptide được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gram dương gây ra, đặc biệt là những vi khuẩn kháng kháng sinh methicillin và penicillin. Kết quả nghiên cứu đã xây dựng được quy trình phù hợp để sản xuất vancomycin từ chủng thu được cao hơn 344% so với chủng ban đầu. Kháng sinh thu được từ dịch lên men tương đương với vancomycin chuẩn (Merck).

Chaolong TV cảm ơn bạn đã đọc bài viết Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất kháng sinh vancomycin từ xạ khuẩn Streptomyces orientalis , hy vọng rằng những thông tin chúng tôi chia sẻ sẽ hữu ích cho bạn. Đừng quên Cháo Lòng TV là website trực tiếp bóng đá miễn phí, tốc độ cao, được yêu thích nhất hiện nay nhé !

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *