Хімічна біотехнологія (стр. 5 из 5)
Алкалоїди синтезуються в основному рослинами, грибами, бактеріями і актиноміцетами. Велика увага приділяється саме мікроорганізмам, як джерелам цих речовин. Знання фізіолого-біохімічних особливостей мікроорганізмів-продуцентів, механізмів біосинтезу алкалоїдів дає можливість керувати процесом отримання алкалоїдів безпосередньо в ході їх синтезу. Методами селекції і генетики на основі диких штамів можуть бути отримані високоактивні продуценти алкалоїдів. Тобто є цілий ряд переваг отримання антибіотиків за допомогою мікроорганізмів в порівнянні зі способами добування їх з рослинного матеріалу.
Найбільший інтерес в якості продуцентів в зв’язку з перспективою їх використання в промисловості представляють гриби, і в першу чергу аскоміцети з родів Сlaviceps i Penicillum, які мають здатність синтезувати ергоалкалоїди.
Все більший інтерес до ергоалкалоїдів пояснюється унікальним спектром їх біологічної активності, який може різко змінюватись в залежності від структури. Якщо спочатку для в медицині використовували неочищені грубі екстракти алкалоїдів, то тепер все більш широке застосування знаходять напівсинтетичні похідні, в якості вихідних для яких виступають природні ергоалкалоїди. Такі похідні характеризуються меншою токсичністю, простотою синтезу і є більш ефективними.
Ергоалкалоїди і їх похідні використовують для профілактики і лікування мігрені, в якості препаратів, які регулюють кров’яний тиск, для лікування різних порушень гормонального обміну, наприклад хвороби Паркінсона.
В промисловості застосовують глибинне культивування Clavicepspurpurea(ріжки). Цей спосіб вперше був здійснений Абе з співробітниками і розвинений Чейном і іншими групами дослідників із різних країн.
Для ергоалкалоїдів характерна наявність тетрациклічної ерголенової або ерголінової системи (рис.4.).
Рис.4. Типовіпредставники ергоалкалоїдів.
а— эрголін; б — лізергінова кислота; в — агроклавін
Механізм біосинтезу ергоалкалоїдів у різних культур може мати свої особливості, але основні його етапи являються для всіх вивчених продуцентів спільними. Попередниками ергоалкалоїдів являються триптофан і γ,γ-диметилалліпірофосфат. Перша стадія біосинтетичного шляху - утворення 4-γ,γ-диметилаллітриптофану (ДМАТ) – каталізується ферментом ДМАТ-синтетазою. Наступна стадія – метилування ДМАТ з наступним декарбоксилуванням, модифікацією ізопреноїдного бічного ланцюга з замиканням кільця С.Кінцевим продуктом цих перетворень являється ханоклавін-1, із якого через ханоклавін-1-альдегід, агроклавін і елімоклавін утворюється лізергінова кислота, попередник алкалоїдів лізергінової кислоти – амідів лізергінової кислоти і пептидних ергоалкалоїдів. Попередниками інших клавінових алкалоїдів служать агроклавін і елімоклавін. Біосинтез
5.Виробництво і застосування стероїдів і вітамінів.
Людство протягом ряду століть одержувало метали збагатих руд іконцентратів. Вони в більшостівипадківхарактеризувалисяпорівняно простим хімічним складом. Однакіснуючатехнологіянайчастіше не вирішувалаі не вирішуєтакіпроблеми, як комплекснеіраціональневикористанняприроднихресурсів, охоронанавколишньогосередовищаі т.д.
Існуючатехнологія не дозволяєтакожекономічновигідноперероблятискладнірудиіконцентрати. Наприклад, існуютьродовища золота, олова, міді, цинку, марганцюй інших металів, добуванняякихз руд по традиційних схемах складне чинеможливо. Очевидним уже єі те, що в недалекому майбутньомукондиційнірудивзагалібудутьвиробленіітодіпостанепитання про видобутокметалів з бідних руд, різнихвідходівігірськихпорід. Тому теперпосталопитання про розробку більш досконалих технологічних схем отримання металів з руд, концентратів, гірськихпорідірозчинів, зокремагідрометалургійних. Одним зїхніхрізновидівємікробіологічнийспосіб.
На стикубіотехнології і хіміївиникаєбіогеотехнологіяметалів – наука про вилученняметалівіз руд, концентратів, гірськихпорід і розчинівпіддієюмікроорганізмів або їх метаболітів при нормальному тиску і температурі від 5 до 80 єС.
Підземне і купинчасте бактеріально-хімічне вилуговування міді із бідних руд і урану в промислових масштабах здійснюється в багатьох країнах світу. Вже в 80-х роках тільки міді добували сотні тисяч тон в рік. Собівартість такої міді була нижчою (часто в 2-3 рази), ніж вартість міді, що добували традиційним шляхом.(http://www.allmetal.ru/info/dict/view.php?i=149).
Також існують процеси чанового бактеріально-хімічного способу вилуговування, які застосовують для переробки складних мідних, цинкових, нікелевих, олово- та золотовмісних руд; технології неперервного бактеріально-хімічного способу добування золота і срібла, яка забезпечує вилучення золота і срібла більше 90%.
За допомогою бактерій можливо якісно очищувати різні концентрати від домішок, при чому ці домішки також можливо використовувати. Наприклад із свинцевих концентратів можливо практично повністю вилучити мідь, цинк і кадмій і при цьому концентрація Cu і Zn в розчині може сягати 50 і 100г/л відповідно. За допомогою бактеріально-хімічного способу можливо селективно переводити в розчин із металоколоїдних колективних мідно-цинкових концентратів до 90% цинку, а далі добути концентрати міді і кадмію при вилученні їх відповідно до 80 і 90%.
До нових тенденцій розвитку біотехнології або біогеотехнології металів належить віднести збагачення гірських порід і руд, наприклад, бокситів (вилуговуванням. Si), сульфідування окисленных руд, біосорбцію металівіз розчинів. Використаннябактеріально-хімічних. способівдозволяєрозширитисировинніресурси, забезпечитикомплексністьвикористаннясировини без утворенняскладнихгірничодобувнихкомплексів, автоматизувати процеси, підвищити продуктивність праці і культуру виробництва, вирішити багато проблем навколишнього середовища.
Література
1. Биотехнология / отв. ред. академик А.А. Баев – М: Наука, 1984, - 311с.
2. .Сассон Альбер, Біотехнологія: Свершения и надежды, - М: Мир,1987, 411с.
3. http://www.rccnews.ru/Rus/FinancialInstitution/?ID=46499
4. http://www.rccnews.ru/Rus/Pharmaceuticals/?ID=8062
5. В.Т. Емцов, Рубежибиотехнологии, - М: Агропромиздат,1986,159с.
6. Бест Д., Химия и биотехнология. В кн.Биотехнология. Принципы и применение. / под. ред. И. Хиггинса, Д. Баста, Дж. Джонса, - М: Мир, 1988, 479 ст.
7. http://www.allmetal.ru/info/dict/view.php?i=149
8. http://www.lol.org.ua/ukr/showart.php