ĐÁP ÁN BÀI 3: SẢN XUẤT KHÁNG SINH Lên men Lên men → chiết tách → tinh chế → đóng gói Benzyl penicillin hay penicillin G Đáp án: - Chất chống bọt: Dầu thực vật, silicon - Nguồn Carbon: Lactose, glucose… => rỉ đường, đậu nành - Nguồn Nitơ: muối amoni sulfat, amoni hydrophosphat - Khoáng chất, vitamin: S, P, Cu, Zn, Mg… Tạo bọt Các giai đoạn (1) Hoạt hóa vi sinh vật (2) Chuẩn bị bình chứa môi trường Nhiệt độ Cung cấp oxy Tránh ngoại nhiễm 10 26 ± 1oC 11 Sau 3-5 ngày lên men, lượng kháng sinh thu đạt tối đa  bắt đầu giai đoạn chiết tách 12 Điền Kháng sinh tan nước Kháng sinh tan dầu Chiết tách phương pháp trao đổi ion Chiết tách dung môi hữu Các trình chính: Các trình chính: - Tách KS khỏi tạp chất hữu - Xử lý dung dịch lên men dm hữu cơ: - Tách KS với hợp chất tan nước khác butyl acetat, methyl isobutyl keton => hòa tan kháng sinh - Phục hồi kháng sinh chất HC 13 Benzylpenicillin - Là nguyên liệu dùng để bán tổng hợp kháng sinh khác - Vẫn sử dụng lâm sàng (số lượng không nhiều) 14 Đ, Đ 15 Khó khăn: - Sử dụng thiết bị đại, phức tạp - Phải áp dụng kỹ thuật kiểm soát chất lượng (feed back control) => lấy mẫu định kỳ - Áp dụng kỹ thuật xử lý máy tính để trả lời câu hỏi: + vận tốc không khí có cần điều chỉnh không? + chất dinh dưỡng có ổn định không? 16 khó khăn tối ưu hóa; thu lô sản phẩm hoàn toàn giống 17 Lên men chìm/ Penicillium chrysogenum 18 Nguyên nhân: - Nguyên liệu cung cấp khác nhau: VD rỉ đưởng, mật đường, carbohydrat tinh khiết… - Chất lượng số lượng VSV thay đổi suốt trình sản xuất - Do thay đổi thông số kiểm soát: áp suất thông khí, độ chìm sâu - Môi trường dinh dưỡng phức tạp 19 Penicillium notatum 20 Khó khăn - Quá trình nuôi cấy kéo dài => tốn thời gian - Cần nhiều sức lao động => tốn nhân công - Dễ bị nhiễm 21 Quả dưa đỏ bị nhiễm mốc xanh 22 Ưu điểm - Lượng PNC sản xuất gấp 10.000 lần chủng hoang dại (2 g/l so với mg/l) - Tốc độ tạo sản phẩm hiệu suất cao - Sử dụng tốt chất phức tạp tiêu thụ tốt phenylacetat - Không tạo sắc tố gây khó khăn cho tinh chế - Có hệ sợi sinh trưởng rắn nên dễ tách sợi nấm khỏi môi trường (điểm lên men chìm điểm chung) 23 15kb 24 enzym - pcbAB= ACV synthase - pcbC = Isopenicillin N synthase - penDE = Acyl transferase 25 Thứ tự (1) ACV synthase (2) Isopenicillin N synthase (3) Acyl transferase 26 Đ 27 L-valin thành D-valin 28 Chủng vi sinh vật gốc → nuôi cấy môi trường rắn → hoạt háo môi trường lỏng → nuôi cấy với môi trường lỏng bình lắc → nuối cấy với môi trường lỏng hệ thống thiết bị 29 Cánh khuấy gờ gản 30 Mục đích: - Kiểm soát nhiệt chuyển hóa - Giảm nhiệt độ trình lên men - Làm nguội môi trường sau tiệt trùng 31 Tạm thời: tạo áp suất ngược dòng, giữ dịch nuôi cấy nồi lên men Dùng chất khử bọt vô trùng: dầu thực vật, silicon 32 Vai trò: - Chuyển giống vi sinh vật vào nồi lên men - Lấy mẫu thường qui trình lên men - Thu hoạch sản phẩm phần nồi lên men đầy bổ sung môi trường - Chuyển sản phẩm trình lên men sang giai đoạn chiết tách 33 Đúng 34 E 35 Sai => Chỉ cung cấp lượng chất dinh dưỡng định cho trình tăng trường VSV giai đoạn đầu 36 Cao ngô 37 Thành phần dinh dưỡng phức tạp, chưa xác định rõ, thành phần khác lô mẻ sản xuất => hai lô mẻ hoàn toàn giống 38 Trung hòa acid tự nhiên cao ngô 39 120oC 40 Để kiểm soát tốc độ tăng trưởng vi sinh vật 41 Dùng lactose, dựa vào tốc độ thủy phân lactose thành hexose => xem xét trình sử dụng nguồn carbon 42 Đ, S, Đ, S - Nitơ lưu huỳnh cần bổ sung để cân với nguồn carbon - Bổ sung sulfat dạng kết hợp với đường 43 Giải thích: - Đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng VSV - Duy trì lượng dự trữ ion amoni - Cân pH môi trường: trình chuyển hóa carbon tạo pH acid cân pH kiềm amoniac 44 Đúng 45 PAA = acid phenylacetic 46 Tác hại: - phá hủy PNC - sử dụng chất dinh dưỡng môi trường - kiểm soát pH môi trường - ảnh hưởng đến trình chiết xuất 47 điều kiện vô trùng 48 cung cấp nhánh bên cho PNC, ức chế tổng hợp PNC không mong muốn 49 Có Do hệ vi khuẩn tự nhiên biến đổi phenylalanin hạt ngô thành PAA 50 PAA, xúc tác acyltransferase 51 Vai trò chất Nước môi trường phân tán Cao ngô cung cấp thành phần dinh dưỡng (chưa xác định) Lactose cung cấp C NaNO3 cung cấp N, natri K2HPO4 cung cấp phosphat, kali MgSO4 cung cấp magie, sulfat CaCO3 trung hòa pH acid tự nhiên cao ngô Chất chống tạo bọt chống tạo bọt trình lên men 52 loại bỏ tế bào VSV khỏi môi trường lỏng 53 tách dung môi, sắc ký trao đổi ion, kết tủa 54 Nguyên tắc: Ở pH 2-2,5, penicillin có hệ số tách cao dung môi hữu amyl acetat, butyl acetat, metyl isobutyl keton…Thực chiết tách nhanh benzylpenicillin không bền pH thấp Tách penicillin trở lại pha nước hệ đệm pH 7,5 55 Tạo muối thích hợp; loại bỏ chí nhiệt tố; tiệt trùng (lọc hay nhiệt khô) 56 Đúng 57 cung cấp tới lượng tới hạn gây độc 58 phenoxyacetyl 59 S Có thể dùng chung chủng P.chrysogenum (thay chất cung cấp acyl) 60 Giải thích - Dùng lâm sàng - Bán tổng hợp kháng sinh PNC điều chế lên men 61 Đ 62 Cephalosporin C 63 Đ 64 Cephalosporin acremonium (tên trước đây) hay Acremonium chrysogenum 65 Đúng 66 Isopenicillin N → Penicillin N → Desacetoxycephalosporin C → desacetylcephalosporin C → cephalosporin C 67 Đ, Đ, S, S - Chiết tách cephalosporin chủ yếu phương pháp hấp phụ carbon hay resin, không sử dụng dung môi - Quy trình sản xuất KS khác giai đoạn phục hồi, không khác gia đoạn lên men 68 Streptomyces 69 60 Kb 70 C 71 erythromycin A (B, C, D sản phẩm hydroxyl hóa phần hay metyl hóa trung gian) 72 Lilly/ Abbott 73 Cho lượng erythromycin A cao, – 10 g/l, chứa 90% hàm lượng erythromycin 74 azithromycin, clarithromycin, roxithromycin 75 Các chủng suất cao dễ bị biến đổi di truyền → liên tục phân lập lại để giữ chủng cho suất cao đồng thời có sản phẩm phụ erythromycin B, C 76 bước (1) Tách erythromycin – isothiocyannat (2) Tạo erythromycin base (3) Kiểm tra độ tinh khiết hoạt tính erythromycin 77 E 78 E 79 B 80 B 81 B 82 A 83 D 84 E 85 E 86 C ... dùng chung chủng P.chrysogenum (thay chất cung cấp acyl) 60 Giải thích - Dùng lâm sàng - Bán tổng hợp kháng sinh PNC điều chế lên men 61 Đ 62 Cephalosporin C 63 Đ 64 Cephalosporin acremonium (tên... 32 Vai trò: - Chuyển giống vi sinh vật vào nồi lên men - Lấy mẫu thường qui trình lên men - Thu hoạch sản phẩm phần nồi lên men đầy bổ sung môi trường - Chuyển sản phẩm trình lên men sang giai... xác định rõ, thành phần khác lô mẻ sản xuất => hai lô mẻ hoàn toàn giống 38 Trung hòa acid tự nhiên cao ngô 39 120oC 40 Để kiểm soát tốc độ tăng trưởng vi sinh vật 41 Dùng lactose, dựa vào tốc