Osnovne fiziološke razlike između mikroorganizama koji proizvode enzime i antibiotike
Osjetljivost na kisik i pH među aktinomicetima i Bacillus
Aktinomiceti koji proizvode antibiotike (npr. Streptomyces) i bakloidni sojevi koji generišu enzime pokazuju značajne razlike u toleranciji okoliša. Aktinomiceti trebaju razinu rastvorenog kisika (DO) iznad 30% i pH blizu neutralnosti (7,0 do 7,5) kako bi osigurali najbolju sintezu antibiotika poput streptomicina. Aktinomiceti imaju filamentnu morfologiju i tako imaju lošu difuziju kisika u filamentu. Za razliku od toga, Bakillus sojevi imaju tendenciju imati razine DO između 20-30% i alkalne promjene (pH 6,5-8,0) tijekom proizvodnje proteaza. Bakilusi imaju morfologiju šipke, što dovodi do visoke učinkovitosti apsorpcije kisika. U slučaju da se primjenjuje primjena ovog standarda, u slučaju da se primjenjuje druga metoda, to se može smatrati primjenom primjene ovog standarda.
U slučaju da se ne primjenjuje, potrebno je utvrditi razinu i razinu rizika.
Aktinomiceti > 30% DO zasićenost 7,0-7,5 Penicilin, Streptomycin
Bacillus 20-30% DO zasićenost 6,5-8,0 Protease, Amylases
Dinamika stvaranja proizvoda povezanih s rastom i ne-rastom
Proizvodnja enzima (rekombinantnih proteasa) snažno je povezana s rastom i doseže vrhunac tijekom eksponencijalne faze, kada postoji snažan unos hranljivih tvari, a posljedično i jača metabolička proizvodnja. Većina (preko 70%) dostupnih industrijskih enzima dobivena je iz baklijskih sojeva tijekom eksponencijalne faze rasta. Međutim, proizvodnja antibiotika provodi se tijekom stacionarne faze ciklusa. Stacionarnu fazu ciklusa karakterizira sekundarni metabolizam koji nije povezan s rastom. U ovoj fazi, filamentne bakterije (npr.
Dizajnske značajke mikrobioloških fermentatora za povećanje proizvodnje antibiotika
Dizajn fermentatora za proizvodnju penicilina G i streptomicina
Za sintezu antibiotika, ekološki proces fermentacije aktinomiceta mora biti vrlo zahtjevan. Za sintezu G penicilina, rastvoreni kisik mora biti zasićen više od 30%, dok za streptomicin, rastvoreni kisik mora biti pod kontrolom ispod 20%, što može dovesti do smanjenja prinosa od 40 - 60%. (BioProcessing Journal, 2023.) Proces metabolizma penicilina prestaje na 6,5 do 7, 0. Nakon 7.8 do 8.2, proces streptomicina prestaje. Moderne fermentacije rješavaju izazov održavanja odgovarajuće razine kisika uz upotrebu turbinskih pogona i sustava za spajanje. Fermentatori koriste integrirane automatizirane sonde koje se mogu samoispraviti dodavanjem CO2 ili baze kako bi se suprotstavio pH od pada kao rezultat nakupljanja organske kiseline.
U slučaju da se primjenjuje druga metoda, primjenjuje se druga metoda.
Formiranje antibiotika događa se u terminalnoj fazi sekundarnog metabolizma u stacionarnoj fazi. Penicilin i G sinteza nastaju kada se glukoza održava na nižem nivou od 0,5 g/ l kako bi se spriječilo prekid sinteze biosintetičkih puteva. Proizvodnja se produžava za više od 40 - 60 sati, a prinos se povećava čak za 50% u usporedbi s tradicionalnom serijom. Proces fermentacije dovodi do nakupljanja nusproizvoda koji mogu biti štetni za operaciju. Glavna je pozornost posvećena sintezi antibiotika, a ćelijska energija usmjerena je na njihovu sintezu.
U skladu s člankom 3. stavkom 2.
U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, primjenjuje se sljedeći postupak:
Pri proizvodnji terapeutskih enzima kao što su rekombinantne protease potrebne su specijalizirane konfiguracije fermentera kako bi se izbjegla strukturna degradacija. Dizajn motora s niskim rezom, kao što su zakrivljeni nož i hidrofoil, dobro osigurava da proteini ne budu denaturirani i pomaže u izbjegavanju gubitka aktivnosti proteaza. U slučaju da se primjenjuje primjena ovog standarda, primjenjuje se i druga metoda za mjerenje. Kada je pH slabo kontroliran, konformacijski pH se mijenja, a aktivnost proteaze se snažno odbija, potencijalno čak i 50% tijekom jednog ciklusa. Ako se upare, ova dva sustava znatno povećavaju prinos i osiguravaju da proizvod ispunjava propise za industriju.
Odabir prave vrste mikrobiološkog fermentatora za određenu razinu, pravni okvir i ishod
Izbor pravog mikrobiološkog fermentatora je usklađivanje tri varijable, razmjera proizvodnje, zakonskih ograničenja i karakteristika potrebnog proizvoda. Na najnižim proizvodnim razinama, istraživanja i pilotni projekti koriste male, modularne sustave, a na najvišim razinama istraživanja industrijske proizvodnje antibiotika koriste velike reaktory s mješovitim spremnicima s automatskom sterilizacijom kako bi se zadovoljili brojni zahtjevi modernih lijekova. U slučaju da se proizvodnja ne može povećati, proizvodnja se može povećati i povećati. Podaci potvrđuju da je 34% slučajeva neuspješnog prijenosa tehnologije iz istraživačkih projekata u proizvodnju posljedica lošeg usklađivanja razmjera i tehnologije što dovodi do neuspjeha projekata fermentacije. S sigurnošću se može reći da uspješna provedba u velikoj mjeri ovisi o usklađenosti, prinosu i operativnoj učinkovitosti dizajniranog sustava tijekom ranih faza.
Često se javljaju pitanja
Koji okolišni čimbenici utječu na proizvodnju antibiotika i enzima?
Za biosintezu antibiotika, aktinomiceti se oslanjaju na adekvatan rastvoreni kisik (> 30% zasićenosti) i neutralni pH od 7,07,5. U slučaju da se primjenjuje primjena ovog standarda, test se provodi na temelju podataka iz članka 4. stavka 2.
Koja je razlika između proizvodnje povezane s rastom i proizvodnje koja nije povezana s rastom?
Proizvodnja povezana s rastom je proizvodnja mikrobijskih enzima, koja se događa tijekom eksponencijalne faze, dok je proizvodnja antibiotika koja se događa tijekom stacionarne faze primjer proizvodnje koja nije povezana s rastom.
Koje konfiguracije fermentatora dovode do velike proizvodnje antibiotika?
Fermentatori s pomiješanim spremnicima opremljeni turbinskim pogonom (u kombinaciji s dobrom kontrolom DO/pH) najbolji su izbor za antibiotike poput penicilina i streptomicina. Najbolje povećanje prinosa nudi strategija hranjene serije koja produžava fazu stacionarne proizvodnje.
Kako je fermentator dizajniran za proizvodnju terapeutskih enzima?
U proizvodnji terapeutskih enzima, koriste se pogonici s niskim cijepanjem kako bi se izbjegla denaturacija proteina. Za održavanje stabilnosti enzima u rasponu pH-a od 6,5 do 7,5 koristi se napredni sustav pH-stat.
Zašto je važan izbor fermentatora za mikrobiološki proces?
S izborom fermentatora postoji snažna veza s proizvodnom razmenom, logičnim razmatranjem ishoda procesa i proizvodnjom tržišnih koraka s regulatornim ograničenjima.