β—内酰胺抗生素 青霉素素G.ppt

1、内酰胺类抗生素青霉素G,青霉素G,内酰胺类抗生素青霉素G,概述,1、青霉素是内酰胺类抗生素中的一类，青霉素G则是目前已知的8种天然青霉素中应用最好的 一种。,2、青霉素G是由产黄青霉产生的一种天然产物。,侧链酰基,母核,内酰胺类抗生素青霉素G,概述,4、青霉素G及其盐类主要用于敏感菌引起的各种急性感染，如肺炎、支气管炎、脑膜炎等。,3、青霉素G的作用机制是抑制细胞壁的合成。,长效西林,盘尼西林,内酰胺类抗生素青霉素G,最早使用的是点青霉菌，现在使用的是产黄青霉菌。 按菌丝形态分为丝状菌和球状菌，国内采用的大都是绿色丝状菌。,菌种的选育有自然选育和诱变育种两种方法。,利用微生物在一定条件下产生自

2、发突变的原理，通过分离，筛选排除衰退型菌株，选择维持原有生产水平的菌株的纯种选育的方法。,自然选育,内酰胺类抗生素青霉素G,自然选育,优点：简单易行 缺点：效率低、进展慢难以获得高产突变株,诱变育种,以人工诱变手段诱发微生物基因突变，改变遗传结构和功能，通过筛选，从变异体中找出产量高、性状优良的突变株，并找出其最佳培养基和最佳培养条件，使其在最适的环境条件下合成有效产物。,内酰胺类抗生素青霉素G,诱变育种,优点：速度快、收效大、方法简单是当前的一种主要方法。,诱变育种步骤： 1、出发菌株的选择 2、处理菌悬液的制备 3、诱变处理 4、中间培养 5、分离和筛选,内酰胺类抗生素青霉素G,工艺流程图

3、,冷冻干燥孢子,孢子培养,种子培养,发酵培养,补料,消泡剂,灭菌空气,过滤,提取,内酰胺类抗生素青霉素G,孢子制备,沙土管,斜面母瓶,种子罐,大米孢子,条件控制：水分含量在10%以下，4冰箱保存,25，67天,25， 67天,孢子培养,孢子培养,内酰胺类抗生素青霉素G,种子培养,种子罐,繁殖罐,发酵罐,一级种子培养,二级种子培养,27，4050h,25，1014h,种子质量要求：产生大量健壮的菌丝体，处于第3、4期,内酰胺类抗生素青霉素G,发酵培养基,1、碳源：提供能量 如乳糖、蔗糖、葡萄糖等 目前生产上采用流加葡萄糖母液和工业用葡萄糖,2、氮源：提供蛋白质合成原料 目前生产上用的氮源是花生饼

4、粉、麸质水和玉米粉等。后期不加无机氮源硫酸铵氨水等,内酰胺类抗生素青霉素G,发酵培养基,3、无机盐： 硫和磷：硫浓度降低时青霉素产量减少三倍，磷浓度降低时青霉素产量减少一倍。 钙、镁、钾 铁离子：铁容易渗入菌丝内，它对青霉素发酵有毒害作用,内酰胺类抗生素青霉素G,条件控制,1、pH控制 青霉素合成的适宜pH是6.56.9之间，避免超过7.0。 pH降低可以通过补加氨水、碳酸钙、尿素调节 pH上升，通过加糖或硫酸调节。,2、温度控制 产黄青霉菌的生长适宜温度是2627，分泌青霉素的温度是20。因此在生产中采用变温控制，不同阶段温度不同。前期控制在2526，后期降温控制在22。,内酰胺类抗生素青霉

5、素G,条件控制,3、溶氧的控制 溶氧30%饱和度，产率急剧下降，低于10%时，会造成不可逆的损害。 通气比一般在1:0.81.2vvm。适宜搅拌速度在150200r/min。,4、泡沫与消沫 用油或化学合成消沫剂。,内酰胺类抗生素青霉素G,发酵方式,发酵检测,半连续发酵 可以延长青霉素的合成期，提高产量。,青霉素的发酵过程控制十分精细，一般2小时取样一次，测定发酵液的pH、菌浓、残糖等，发现染菌立即结束发酵，视情况放过滤提取。因为染菌后的pH值波动大，青霉素在几个小时内就会被全部破坏。,内酰胺类抗生素青霉素G,发酵液预处理,加入草酸或磷酸酸化，酸化时pH控制在45，再加些去乳化剂如十五烷基溴化

6、吡啶等。,过滤,目前采用的是转鼓式过滤、板框过滤，加助滤剂。 随着高效高速萃取离心机的出现，可去掉过滤工序，直接萃取，比板框滤机除去菌丝后再提取的收率高出23%。,内酰胺类抗生素青霉素G,萃取,萃取剂的选取原则： 对青霉素的分配系数高的有机溶剂 在水中的溶解度小,不能和底物反应 价格便宜，来源广,可以看出：工业上通常采用醋酸丁酯和戊酯。萃取二到三次。,内酰胺类抗生素青霉素G,萃取,条件控制： 发酵滤液与乙酸丁酯的体积比为1.52.1:1，即一次浓缩倍数为1.5 2.1. 从乙酸丁酯反萃到水相时，PH选择6.87.4.为避免pH波动。采用硫酸盐、碳酸盐缓冲液进行反萃。水相与溶剂比例为1:34.

7、几次萃取后，浓缩十倍，接近结晶要求,内酰胺类抗生素青霉素G,结晶液,工艺流程,青霉素钾盐湿晶体,KAC-C2H5OH溶液， 020，搅拌2分钟,洗涤后湿晶体,静止30分钟后甩虑， 丁醇洗两次，乙酸乙酯顶洗,过筛后颗粒,颗粒机做颗粒过筛,干粉,9095热水，740mm汞柱以上真空烘烤810小时,成品,凉至40左右,结晶,分离洗涤,制颗粒,真空干燥,凉粉,内酰胺类抗生素青霉素G,菌种选育,离子注入诱变选育：,突变频率高、突变谱广、死 亡率低、正 突变率高、所选菌株性状稳定,微波诱变育种：,诱变菌株能力提升2倍以上，菌株遗传性能稳定,基因工程选育：,林俊等人通过此方法得到的菌株能力提升317%。,内酰胺类抗生素青霉素G,发酵工艺改进,内酰胺类抗生素青霉素G,小结,青霉素的发酵工艺是重点，主要包括孢子培养、种子培养、发酵培养、过滤、萃取、脱色、精制等过程。在发酵培养中温度、pH、溶