Биотехнология метаболитов. 5 страница

- основные продуценты, применяемые в производстве.

Задача № 5-3.

На фармацевтическое предприятие для получения лекарственного препарата поступило вещество со следующей химической структурой:

 
  Биотехнология метаболитов. 5 страница - student2.ru

В условиях биотехнологического производства лекарственных средств

1. определите:

- все известные названия данного вещества;

- его биологическую роль;

2. подберите:

- продуцентов данного вещества для синтеза в промышленных масштабах;

- состав среды для процесса ферментации;

- технологические характеристики режима ферментации.

Укажите, какие ферменты имеют коферментами производные вещества с указанной формулой.

Задача № 5-4.

В условиях промышленного производства необходимо получить вещество, которое в природе синтезируется только микроорганизмами. Известно, что его недостаток в организме человека и животных приводит к развитию злокачественных анемий, расстройствам деятельности нервной системы, резкому снижению кислотности желудочного сока. В медицине препараты, содержащие данное вещество применяют для лечения анемий, лучевой болезни, заболеваний печени, полиневрита, в сельском хозяйстве его добавляют к кормам для полноценного усвоения растительных белков и повышения продуктивности животных.

1. Определите данное вещество, перечислите все известные его названия.

2.Составьте карту возможных продуцентов в условиях биотехнологического производства и выберите микроорганизмы, пригодные для получения высокоочищенных форм препаратов данного вещества.

3. Опишите состав питательных сред.

4. Укажите факторы, обеспечивающие наиболее высокий выход продукта.

5.Перечислите этапы выделения и очистки.

Задача № 5-5.

В условиях промышленного производства необходимо получить кормовой препарат, основным компонентом которого служит вещество, синтезируемое в природе только микроорганизмами. Активностью данного вещества обладает ряд других аналогов и его производных. К фармакологическим свойствам этого вещества относится его участие в процессах кроветворения, роста и регенерации, образования эпителиальных клеток, функционирования нервной системы.

В связи с этим:

- определите данное вещество, перечислите все известные его названия;

- составьте карту возможных продуцентов в условиях биотехнологического синтеза и выберите микроорганизмы, пригодные для предложенного производства с учетом аспектов простоты и удешевления технологии;

- пишите состав питательных сред;

- определите стадии и параметры технологического процесса;

- опишите этапы конечной обработки культуральной жидкости.

Задача № 5-6.

 
  Биотехнология метаболитов. 5 страница - student2.ru

На биотехнологическое предприятие поступила меласса и гидролизат крахмала для производства вещества со следующей химической структурой:

При планировании биотехнологических процессов:

1. Определите актуальность данного производства.

2.Приведите данные о значении указанного соединения в азотной регуляции биообъекта – продуцента лекарственных веществ.

3. Укажите, какие микроорганизмы можно использовать для получения промышленных штаммов в данном производстве.

4. Составьте технологическую схему биосинтеза и этапы очистки полученного вещества.

5. Перечислите формы готового препарата и наметьте пути поставок готовой продукции

Задача № 5-7.

 
  Биотехнология метаболитов. 5 страница - student2.ru

По заказу фармацевтической компании необходимо наладить производство вещества со следующей химической структурой:

В условиях биотехнологического производства определите:

- возможных продуцентов;

- виды субстратов для процесса ферментации;

- технологические варианты производства;

- степень очистки конечного продукта.

Задача № 5-8.

Данное вещество нашло широкое применение в фармацевтической и пищевой промышленности, а также для получения пластмасс, синтетических волокон, каучука, инсектицидов. Микробиологический способ получения этого вещества состоит в конверсии этанола.

В условиях налаживания биотехнологического процесса производства:

- укажите название и химическую формулу данного вещества;

- перечислите все возможные способы его получения;

- перечислите микроорганизмы, из которых получают промышленные щтаммы;

- подберите состав питательных сред для культивирования.

Задача № 5-9.

 
  Биотехнология метаболитов. 5 страница - student2.ru

Необходимо наладить производство данного вещества для нужд пищевой и медицинской промышленности. Оно имеет следующую химическую структуру:

В условиях биотехнологического процесса производства:

- укажите название данного вещества и обоснуйте актуальность производства;

- перечислите все возможные способы получения этого вещества;

- объясните метаболический путь синтеза у типичных продуцентов данного вещества и в связи с этим охарактеризуйте основные виды мутантов, формирующих промышленные штаммы для микробиологического синтеза;

- подберите состав питательных сред для культивирования;

- опишите стадии технологического процесса.

Задача № 5-10.

 
  Биотехнология метаболитов. 5 страница - student2.ru

Необходимо наладить производство данного вещества для нужд пищевой и медицинской промышленности. Оно имеет следующую химическую структуру:

1. Укажите название данного вещества и обоснуйте актуальность производства.

2. Охарактеризуйте биотехнологические аспекты способов получения этого вещества.

3. Опишите стадии и параметры технологического процесса при химико-ферментативном синтезе.

4. Перечислите формы готовой продукции и отрасли ее применения.

Задача № 5-11.

Производство аминокислот в промышленных масштабах занимает довольно крупный сегмент от общего объема фармацевтической продукции. Они включены в состав биологически активных добавок,, применяются в качестве самостоятельных лечебных препаратов или в составе смесей для лечебного питания, а также при синтезе различных ЛС.

С вязи с представленной информацией проведите сравнительный анализ:

- известных методов получения аминокислот на конкретных примерах производств;

- выбора микроорганизмов-биообъектов для создания штаммов-суперпродуцентов;

- особенностей подбора питательных сред с учетом ферментативной регуляции биосинтеза на клеточном уровне.

Задача № 5-12.

Витамины как группа незаменимых органических соединений различной химической природы необходима любому организму. С помощью биотехнологии сегодня можно получать в необходимых количествах такие витамины, как В2, В12, β-каротин, витамин РР, аскорбиновую кислоту.

Проведите сравнительный анализ получения вышеуказанных витаминов биотехнологическими методами, принимая во внимание:

- биообъекты, которые используют в каждом конкретном случае;

- состав питательных сред;

- технологические условия производства;

- преимущества биотехнологического производства витаминов.

Задача № 5-13.

Современный биотехнологический процесс основан на принципах рентабельности стабильности и достижения высокого уровня качества. Вместе с тем при производстве ЛС обязательным условием является эффективность и безопасность при применении.

Учитывая все перечисленные критерии фармацевтического биотехнологического производства, проанализируйте и обоснуйте целесообразность достижения поставленных задач на примерах выбранного типа производства при синтезе:

- метионина и хлорамфеникола;

- D-циклосерина, L-аланина, витаминов В12 и В2;

- β-лактамов, аминогликозидов, аскорбиновой кислоты.

Задача № 5-14.

В отделении микробиологического контроля из колоний грибов выделены антибиотики. При химическом анализе определена структура, от которой зависит их антимикробная активность: это весьма реакционноспособный четырехчленный циклический амид. В этом кольце происходит замыкание связи между углеродом карбоксильной группы аминокислоты и азотом аминогруппы при β-углеродном атоме. На основе природных антибиотиков данной группы получены также их полусинтетические аналоги.

С целью рентабельности производства проведите анализ данной группы антибиотиков со следующих позиций:

- классы антибиотиков, объединенных под общим названием и имеющих описанную структурную основу (укажите название группы);

- биологической активности, химической структуры и механизма действия;

- подбора экономически выгодных продуцентов;

- механизма и технологических условий синтеза на примере одного из антибиотиков;

- требований к производству этих антибиотиков согласно правилам GMP.

Задача № 5-15.

В настоящее время существует проблема недостаточной эффективности хорошо зарекомендовавших себя ранее ЛС вследствие развития к ним антибиотикорезистентности, что в конечном счете приводит к необходимости постоянного поиска новых ЛС.

В связи с данной проблемой проведите анализ β-лактамных и аминогликозидных антибиотиков (на конкретных примерах), имеющих широкое применение в клинической практике, с точки зрения:

- механизма возникновения резистентности;

- возникновения хромосомной и плазмидной резистентности и роли конъюгативных транспозонов в этом процессе;

- возникновения полирезистентности микроорганизмов и госпитальной инфекции.

Задача № 5-16.

Иногда в клиниках и больницах наблюдается явление внутрибольничной инфекции, когда успешно применяемые антибиотики перестают оказывать терапевтическое действие, вызывая явление антибиотикорезистентности.

В условиях данной проблемы:

- проанализируйте ситуацию, когда гены резистентности присутствуют у почвенных микроорганизмов-продуцентов антибиотиков и могут передаваться патогенным микроорганизмам;

- сравните хромосомную и плазмидную локализацию структурных генов β-лактамаз;

- предложите пути преодоления этой резистентности на примере β-лактамов и цефалоспоринов.

Задача № 5-17.

Актиномицеты являются продуцентами большого количества антибиотиков. Ряд представитнелей образуют антибиотии аминогликозидной структуры. кроме природных аминогликозидов, в медицинской практике используют также синтетические аминогликозидные антибиотики.

Проанализируйте аминогликазидные антибиотики, исходя из:

- их сравнительной характеристики в соответствии со структурой, биологической активностью и практическим применением

- продуцентов – представителей родов актиномицетов;

- отличия акитиномицетов от бактерий и грибов;

- механизма действия, выделяя при этом наиболее токсичные структуры.

Задача № 5-18.

Для продвижения антибиотиков в производственную сферу весьма существенную роль играет возможность проведения сравнительной идентификации антибиотика на начальных этапах исследования в части их функциональной активности как антибактериальных ЛС.

В условиях поставленной задачи предложите:

- методы и варианты проведения сравнительной идентификации, оценку антимикробной активности антибиотика;

- способы выделения антибиотика из культуральной жидкости;

- проведение количественной оценки.

Задача № 5-19.

На фармацевтическом рынке достаточно широко представлена важнейшая группа антибиотиков, образуемых плесневыми грибами, объединенных под общим названием β-лактамных антибиотиков.

С целью организации биотехнологического производства проведите анализ β-лактамных антибиотиков с точки зрения:

- продуцентов, химической структуры и биологической активности;

- биологической роли антибиотиков для продуцентов и механизмов защиты продуцентов от антибиотиков;

- механизма биосинтеза и механизма действия на бактериальную клетку.

Задача № 5-20.

В условиях прогрессивного развития биотехнологических производств и новых возможностей в подходах к созданию и терапевтическому действию ЛС существует несколько классификаций антибиотиков

проанализируйте варианты подхода к определению и классификации антибиотиков, подтвердите конкретными примерами, а также предложите:

-варианты скрининга антибиотиков;

- методы определения антимикробной активности антибиотиков;

- сравнение с антисептиками (использование, достигаемые цели, механизм действия).

Задача № 5-21.

Одна из инфекционных клиник закупила партии пенициллина и стрептомицина. Через некоторое время в аптеку обратились представители клиники с жалобой на отсутствие терапевтического эффекта почти у всех больных клиники. После проверки в лаборатории было установлено, что препараты не фальсифицированы и соответствуют качеству стандартной продукции.

Проанализируйте данную ситуацию. Представьте и охарактеризуйте:

- возможные механизмы антибиотикорезистентности у микроорганизмов и генетических аспектов явления «инфекционной резистентности» или «госпитальной инфекции»;

- возможные механизмы индукции и ингибирования β-лактамаз;

- варианты разрешения данной ситуации.

Задача № 5-22.

При получении штаммов суперпродуцентов аминокислот, таких как треонина или лизина, используют микроорганизмы Escherichia coli, Corynebacterium glumicum, Brevibacterium flavum, Bacillus subtilis. В одном случае биосинтез аминокислоты идет одновременно с ростом биомассы, в другом случае сначала идет рост биомассы и только потом синтез аминокислоты.

В данной ситуации обоснуйте:

- преимущества биосинтеза перед органическим синтезом и подбор соответствующих микроорганизмов для получения штаммов-продуцентов, способных к сверхсинтезу нужной аминокислоты, если конечным продуктом будет лизин или треонин;

- выбор пути биосинитеза для лизина или треонина и особенности питательных сред;

- условия ферментации.

Задача № 5 -23.

Одно из существенных мест на фармацевтическом рынке занимают стероидные, являющиеся не только жизненноважными, но и использующиеся как ЛС, обладая большой широтой спектра и высокой избирательностью физиологического воздействия. Известно, что с момента установления структуры основных стероидных гормонов в качестве метода получения лекарственных препаратов этих соединений стали применять биотрансформацию.

Проанализируйте:

- зависимость биологической активности от структуры стероидных гормональных препаратов;

- достоинства и недостатки сырья, используемого при получении гормональных стероидных препаратов4

- возможности использования биотрансформации при получении наиболее ценных гормональных препаратов

Задача № 5 -24.

При остановке процесса периодического типа культивирования с добавлением субстрата при выращивании пекарских дрожжей из культуральной жидкости было выделено вещество с указанной формулой.   В сложившейся ситуации определите:
Биотехнология метаболитов. 5 страница - student2.ru

- цель и актуальность данного производства;

- охарактеризуйте конечный продукт, укажите известные варианты его названий и биологическую роль;

- опишите технологические условия культивирования выбранного инокулята и дальнейшей обработки биомассы;

- предложите альтернативный способ получения конечного продукта в указанном процессе.

Задание № 6. Ознакомьтесь с разделом программы «Иммунобиотехнология». Выполните тестовые задания. Ответьте на поставленные вопросы. Представьте решение ситуационных задач.

Тестовые задания:

6-001. Препараты полипептидной природы, выделенные из вилочковой железы крупного рогатого скота:

1.тималин;

2.тактивин;

3.миелопид;

4.тимоген;

6-002. Какой иммуностимулирующий препарат получают гидролизом дрожжей с дальнейшей очисткой?

1.иммунофан;

2.тимоген;

3.тимоптин;

4.вилозен;

5.натрия нуклеинат

6-003. Для приготовления лечебной вакцины Рибомунил используется рибосомные фракции микроорганизмов:

1.Streptococcus;

2.Heamophilus

3.Klebsiella;

4.Saccharomyces;

6-004. Препарат, активирующий фагоцитоз, клеточный и гуморальный иммунитет, содержит гликопротеины, извлеченные из Klebsiella pneumoniae:

1.левамизол;

2.бронхо-мунал;

3.биостим;

6-005. Данный препарат обладает иммуностимулирующим действием, представляет собой высокополимерный липополисахаридный комплекс, выделенный из Bac. Prodigiosum:

1.биостим;

2.левамизол;

3.полудан;

4.продигиозан;

6-006. Препарат, обладающий иммунодепрессивной активностью, выделенный из некоторых видов грибов:

1.ронколейкин;

2.азатиоприн;

3.циклоспорин;

4.кризанол;

6-007. Укажите продуцентов, используемых в производстве Циклоспорина:

1.Tricloderma polysporum;

2.Ciclindocaprum lucidum;

3.Streptococcus pyogenes;

4.Heamophilus influenzae;

6-008. Стандартизованный лизат 19 штаммов микроорганизмов наиболее частых возбудителей респираторных инфекций:

1.имудон;

2.ИРС-19;

3.Рибомунил;

4.Бронхо-мунал;

6-009. Свойством лечебных вакцины является то, что они могут применяться:

1.в период острой стадии;

2.в период подострой стадии;

3.при хроническом течении заболевания;

4.с иммуноглобулиновыми препаратами;

5.без сочетания с другими препаратами;

6-010. Профилактические вакцины в отличие от лечебных возможно применять параллельно с:

1.антибиотиками;

2.иммуноглобулиновыми препаратами;

3.препаратами ферментов;

4.витаминами;

5.при рецидивах болезни;

6-011. Действующим началом гетерологичных сывороток являются:

1.иммуноглобулины;

2.антибиотики;

3.антигенные детерминанты;

4.моноклональные антитела;

6-012. При положительной кожной пробе введение гетерологичной сыворотки возможно:

1.с профилактической целью;

2.по жизненным показателям;

3.проба не имеет значения;

6-13. Иммуноглобулин к тимоцитам человека, применяемый для профилактики и лечения реакций отторжения при трансплантации, получают из сыворотки:

1.коров;

2.лошадей;

3.кроликов;

4.ягнят;

6-014. Иммуноглобулин противолептоспирозный получают из сыворотки:

1.коров;

2.лошадей;

3.кроликов;

4.ягнят;

5.волов;

6-015. Лактоглобулин противоколипротейный для перорального применения сухой для лечения коли-инфекции, вызванной Escherichia coli, и дисбактериоза кишечника получают из сыворотки:

1.коров;

2.лошадей;

3.кроликов;

4.ягнят;

6-016. Выделение неспецифичных иммуноглобулинов из сы­воротки проводят:

отстаиванием;

осаждением в 30—50 % растворе сульфата аммония;

центрифугированием;

осаждением в 0,1М растворе хлористоводородной кислоты;

6-017. Для создания транспортных систем ЛС предпочтение отдается использованию:

1.гибридомных МАТ;

2.химерных МАТ с замененным Fc-фрагментом;

3.химерных МАТ с замененным CDR-фрагментом;

4.рекомбинантных МАТ;

6-018. В состав среды ГАТ, применяемой при создании гибридом вхоит:

1.гуанин;

2.гипоксантин;

3.аргинин;

4.аланин;

5.аминоптерин;

6.тимидин;

6-019. Процесс слияния клеток при создании гибридом инициирован добавлением:

1.NaCl;

2.CaCl2;

3.Na2HPO4;

4.ПЭГ;

6-020. Укажите причину гибели миеломных клеток в среде ГАТ при создании гибридом:

1.не способны к росту в культуре;

2.не синтезируют пурины;

3.не синтезируют пиримидины;

6-021. Выберите один из методов диагностики для выявления фрагмента нуклеиновой кислоты бактериальной клетки в биологической жидкости:

1.ИФА;

2.ДНК-диагностика;

3.ELISA;

6-022. Выберите один из методов диагностики с использованием биотехнологических продуктов для определения уровня тиреотропного гормона в крови:

1.ELISA;

2.ПЦР-диагностики;

3.ДНК-диагностика;

4.ИФА;

6-023. Укажите метод получения интерферонов, имеющий наибольшие преимущества:

1.из фибробластов плода;

2.из лимфобластов;

3.генно-инженерный;

4.из крови человека;

6-024. Укажите метод получения интерферонов, при котором наименьший выход продукта:

1.из фибробластов плода;

2.генно-инженерный;

3.из крови человека;

4.из лимфобластов;

6-025. При производстве интерферонов предпочтительно использовать в качестве продуцента:

1.Saccharomyces cerevisiae;

2.E.coli;.

3.Tricloderma polysporum;

4.Ciclindocaprum lucidum;

6-026. В результате введения сывороточных препаратов развивается иммунитет:

1.активный;

2.пассивный;

3.адоптивный;

4.приобретенный;

5.клеточный;

6-027. Фазой накопления антител и иммунокомпетентных клеток в крови после вакцинации является:

1.фаза снижения иммунитета;

2.фаза роста;

3.латентная фаза;

6-028. Субъединичные вакцины содержат:

1.апатогенные микроорганизмы;

2.инактивированные микроорганизмы;

3.отдельные антигенные детерминанты;

4.токсины микроорганизмов

6-029. Преимущества живых вакцин перед инактивированными:

1.достаточно одной вакцинации;

2.не содержат консервантов;

3.удобны в хранении и транспортаровке;

6-030. Для приготовления субъединичных вакцин Вы выберите тип ферментации:

1.с добавлением субстрата;

2.периодический;

3.непрерывный

6-031. Для инактивации вирулентных штаммов бактерий применяют:

1.сульфат аммония;

2.уксусную кислоту;

3.ацетон;

4.формалин;

5.нагревание;

6-032. Анатоксины готовят из:

1.экзотоксинов микроорганизмов;

2.антител к токсинам микроорганизмов;

3.антигенных детерминант тксинов микроорганизмов;

4.цитотоксических клеток;

6-033. При приготовлении анатоксинов токсины микроорганизмов:

1.используются нативные;

2.подвергаются обеззараживанию;

3.подвергаются денатурации;

6-034. В качестве адъюванта в противогриппозных вакцинах используют:

1.циклоспорин;

2.полиоксидоний;

3.галавит;

4.ронколейкин;

6-035. Для создания рекомбинантных аллергенов в качестве продуцетов используют:

1.Saccharomyces cerevisiae;

2.E.coli;

3.Tricloderma polysporum;

4.Ciclindocaprum lucidum;

6-036. При создании препаратов бактериофагов учитываются показатели:

1.фагодиагностики;

2.теста на фаголизис;

3.количественное соотношение патогенных бактерий;

4.родовой состав бактерий;

6-037. Проверка на фаголизабельность выделенных культур определяется как:

1.тест на фаголизис;

2.анализ на дисбактериоз;

3.анализ на эубиоз;

4.фагодиагностика;

6-038. Фактором, лимитирующим эффективность фагов:

1.стадия заболевания;

2.прием антибиотиков;

3.формирование резистентных микробов;

4.появление антифаговых антител;

6-039. Укажите свойства препаратов бактериофагов:

1.не токсичны;

2.не вызывают побочных реакций;

3.нормализуют микрофлору;

4.не оказывают влияния на иммунитет;

6-040. Препараты бактериофагов в зависимости от составляющих микроорганизмов классифицируют на:

1.поливалентные;

2.комбинированные;

3.комплексные;

4.простые;

6-041. Комбинированные вакцины содержат:

1.антигены разных серотипов одного возбудителя;

2.микроорганизмы одного вида и адъювант;

3.микроорганизмы разных видов и адъювант;

4.антигены разных возбудителей;

6-042. Препараты бактериофагов поливалентные содержат:

1.фаги к различным видам одного рода возбудителя;

2.фаги к различным родам возбудителей;

3.фаги и активатор метаболизма;

4.фаги и адъювант;

6-043. Определите, к какому классу относится бактериофаг брюшнотифозный:

1.комбинированный;

2.комплексный;

3.поливалентный;

6-044. Определите, к какому классу относится бактериофаг сальмонеллезный групп А, В, С, D, E:

1.комбинированный;

2.поливалентный;

3.комплексный;

6-045. Определите, к какой группе по составу микроорганизмов относится вакцина трехвалентная полиомиелитная:

1.комбинированная;

2.комплексная;

3.поливалентная;

4.сложная;

5.простая;

6-046. Определите, к какой группе по составу микроорганизмов относится вакцина менингококковая, содержащая 4 серотипа:

1.комбинированная;

2.комплексная;

3.поливалентная;

4.сложная;

5.простая;

6-047. Микроорганизмы, с которыми человек встречается в течение жизни:

1.транзиторные;

2.условно-патогенные;

3.приносящие несомненную пользу;

4.патогенные;

6-048. К причинам, вызывающим дисбактериоз, относятся:

1.использование в рационе пищевых волокон;

2.иммунные нарушения;

3.инфекционные болезни;

4.нарушение питания;

5.медикаментозные воздействия;

6.употребление молочно-кислых продуктов;

6-049. Микроорганизмы, используемые для создания пробиотиков, должны обладать:

1.устойчивость к антибиотикам;

2.антагонистической активностью;

3.адгезивными свойствами;

4.достаточной скоростью роста;

6-050. Для препаратов нормофлоры общим является:

1.способ изготовления;

2.парентеральный способ введения;

3.условия производства;

4.биологическая активность;

6-051. Укажите факторы, оказывающие влияние на выживание микроорганизмов в пробиотиках:

Наши рекомендации