Для специальности 33.05.01 Фармация, очной формы обучения. Квалификация Провизор.

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ПЕРВЫЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.М.СЕЧЕНОВА

 

 

ОРЕХОВ С.Н.

 

БИОТЕХНОЛОГИЯ

 

Курс лекций

 

Для специальности 33.05.01 Фармация, очной формы обучения. Квалификация Провизор.

 

Трудоемкость дисциплины 6 зачетных единиц

 

 

Кафедра биотехнологии Института фармации и трансляционной медицины

 

 

Москва – 2016 г.

 

 

Лекция №1

Современная биотехнология в создании и производстве лекарственных средств.

План лекции

1. Определение понятия «биотехнология».

2. Связь биотехнологии с фундаментальными и прикладными науками.

3. Природные «биофабрики» (примеры).

4. Области применения биотехнологии.

5. Лекарственные препараты, получаемые с использованием современных биотехнологий.

6. Биотехнология в зарубежных странах.

7. Развитие биотехнологии (этапы).

8. Основные составляющие биотехнологического процесса.

9. Разделы биотехнологии, представляющий непосредственный интерес для специалистов, работающих на рынке лекарственных средств.

 

Применительно к фармации биотехнология - это наука о получении лекарственных препаратов ферментативными методами, то есть с помощью ферментов. Вместе с тем биотехнология – это целенаправленное воздействие на природу и человека. В данном случае, целенаправленное воздействие на природу имеет глобальный смысл. Так как с помощью б/т можно воздействовать на всю биосферу земли. Уже сейчас понятны молекулярные, то есть материальные основы наследственности, биохимические механизмы передачи информации от фенотипа к генотипу, включая человека (совершенствование генотипа - улучшение человеческих способностей).

Термин биотехнология был придуман в 1917 году венгерским инженером Карлом Эреки для описания процесса крупномасштабного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы.

В большинстве учебных пособий биотехнология трактуется как направление научно-технического прогресса, использующее биологические процессы и агенты для целенаправленного воздействия на природу, а также для промышленного получения полезных для человека продуктов, в том числе лекарственных средств.

Из этого определения биотехнологии видно, что это одновременно и наука, и сфера производства.

Понятие «биотехнология» включает в себя ряд разделов энзимологии, промышленной микробиологии, прикладной биохимии, медицинской микробиологии и медицинской биохимии, а также содержит разделы, связанные с конструированием некоторых видов заводского оборудования и созданием специализированных поточных линий.

В настоящее время чрезвычайно активно ведется конструирование новых продуцентов биологически активных веществ с помощью технологий рекомбинантной ДНК. Здесь в качестве примера можно привести создание так называемых природных «биофабрик». Схематично это выглядит так. В лаборатории конструируется молекула, содержащая в себе ген, ответственный за синтез нужного белка. Затем эта конструкция интегрируется в генный аппарат животного, организм которого под воздействием своих собственных управляющих элементов, так называемых промоторов, начинает синтезировать внутри себя вот эти самые белки. Это могут быть инсулиноподобные факторы роста, могут быть белки обладающие другими функциями.

В настоящее время биотехнология решает проблемы не только медицины или, например, производства пищевых продуктов путем ферментации (то есть традиционной области ее применения); а имеет очень широкие области применения – так, например, с ее помощью ведется добыча и разведка полезных ископаемых.

Биотехнологический процесс, в котором для производства коммерческих продуктов используются микроорганизмы, обычно состоит из 3 ключевых этапов.

1.Исходная обработка: обработка сырья таким образом, чтобы его можно было использовать как источник питательных веществ для микроорганизма.

2. Ферментация и биотрансформация: рост микроорганизма в большом биореакторе (как правило, более 100 литров) с последующим образованием нужного метаболита, например антибиотика, аминокислоты или белка.

3. Конечная обработка: очистка нужного вещества от компонентов культуральной среды или от клеточной массы.

В настоящее время в мире для нужд фармации с использованием современных биотехнологий производится как минимум около половины лекарственных средств от общего объема производимых лекарств. В категорию таких лекарственных препаратов входят: (рис.).

1. Лекарственные средства для лечения, например, аминокислоты и препараты на их основе, антибиотики, ферменты, коферменты, крове- и плазмозаменители, гормоны стероидной и полипептидной природы и т.д.

2. Профилактические средства - вакцины, анатоксины, интерфероны, сыворотки, иммуномодуляторы, нормофлоры.

3. Диагностические средства - ферментные и иммунные диагностикумы, препараты на основе моноклональных антител и иммобилизованных клеток.

Лекция №2

План лекции

1. Понятие биообъекта.

2. Классификация биообъектов как продуцентов лекарственных и диагностических препаратов и их функции.

3. Макромолекулы природного происхождения – промышленные биокатализаторы.

4. Совершенствование биообъектов методами мутагенеза и селекции.

5. Мутации

а) понятие

б) мутагены

в) классификация

6. Вариационный ряд.

7. Методы отбора.

8. Мутасинтез.

9. Совершенствование биообъектов методами клеточной инженерии.

а) этапы работы

б) перспективы

Самым главным элементом биотехнологического производства, определяющим его специфику, является биообъект.

Биообъектом может быть целостный, сохранивший жизнеспособность, многоклеточный или одноклеточный организм. Им могут являться изолированные клетки многоклеточного организма, а также вирусы и выделенные из клеток мультиферментные комплексы, включенные в определенный метаболический процесс. Наконец, биообъектом может быть индивидуальный изолированный фермент.

Функция биообъекта – полный биосинтез целевого продукта, включающий обычно ряд этапов, то есть последовательных ферментативных реакций или, в крайнем случае, катализ лишь одной ферментативной реакции, которая имеет ключевое значение для получения целевого продукта.

Биообъект, осуществляющий полный биосинтез целевого продукта принято именовать продуцентом. Иммобилизированный биообъект, являющийся индивидуальным ферментом или выполняющий функцию одной ферментативной реакции используемой биотехнологом – именуют промышленным биокатализатором.

Таким образом, к биообъектам могут быть отнесены как макромолекулы, так микро- и макроорганизмы, то есть от вирусов до человека. В качестве макромолекул в промышленном производстве используются все известные классы ферментов, но наиболее часто - гидролазы и трансферазы.

Наиболее широко в качестве биообъектов используются микроорганизмы. Как биообъекты, микробные клетки прокариот и эукариот в современном биотехнологическом производстве являются продуцентами первичных метаболитов, используемых в качестве лекарственных средств: аминокислот, азотистых оснований, липидных структур, коферментов, моно- и дисахаров, ферментов медицинского назначения, применяемых в заместительной терапии и т.д.

Микроорганизмы образуют также огромное количество вторичных метаболитов, многие из которых также нашли применение в клинике. Например, гормоны, антибиотики, витамины и другие перспективные корректоры гомеостаза клеток млекопитающих.

Итак, что же мы подразумеваем под термином "совершенствование биообъекта"? - Прежде всего – это повышение продуктивности биообъекта. Далее, какие же изменения нужны при совершенствовании биообъекта? - только наследственные. Это изменения, локализованные в ДНК, передающиеся при репликации ДНК и, соответственно, при размножении биообъекта (наследственные изменения). Только это, собственно, и интересует биотехнологов. То есть, наследственные изменения фенотипа - это изменения, которые реализуются, при изменении ДНК.

По выраженности почти любого признака в микробной популяции составляют вариационный ряд. Большинство клеток имеют среднюю выраженность признака.

Итак, по каким же специфическим свойствам мы совершенствуем биообъект?

1. Продуктивность

2. Экономичность (микроорганизм использует более дешевую и питательную среду).

3. Дефицитность (микроорганизм использует более доступную питательную среду).

4. Вязкость (в случае жидкой культуральной среды).

Поскольку из цеха ферментации культуральная среда (жидкость) идет в цех выделения и очистки, то там сотрудники часто жалуются на высокую вязкость культуральной жидкости, в результате чего мицелий невозможно ни отцентрифугировать, ни отфильтровать. Значит, задача селекционеров - улучшение свойств культуральной жидкости.

5. Промышленная гигиена.

Например, когда нарабатывается антибиотик цефалоспорин, очень трудно находиться в помещении (запах тухлой капусты). Значит, в идеале штамм должен выделять как можно меньше летучих веществ.

6. Устойчивость к заболеваниям.

Вы знаете, что если у вас биообъект – растение, то он может быть поражен бактериями, грибами и т.д. А если у вас биообъектом является микробный гриб или актиномицет, то он может быть поражен фагами (т.е. микробными вирусами).

Если рассмотреть цели клеточной инженерии, то можно сказать, что в идеале с ее помощью мы можем получать межвидовые и межродовые гибриды микроорганизмов, а также – можем получать гибриды клеток между отдаленными в эволюционном отношении многоклеточными организмами. Новое направление в биотехнологии – сочетание клеточной инженерии с инженерной энзимологией непосредственно в производстве.

 

Лекция №3

Совершенствование продуцентов (биообъектов) методами генетической инженерии.

План лекции

1. Понятие генетической инженерии.

2. Схема этапов работы генного инженера.

3. Факторы, определяющие выбор микроорганизма-продуцента.

4. Понятие и функции плазмидного вектора.

5. Функции рестриктаз и лигаз.

6. Гены-маркеры.

7. Явление сплайсинга

Наибольшие практические успехи генетической инженерии применительно к биотехнологии лекарств достигнуты в настоящее время в области создания штаммов микроорганизмов-продуцентов видоспецифичных для человека белков. Такие белки для микробной клетки являются чуждыми, в организме же человека одни из них играют роль биорегуляторов (белковые гормоны), другие – факторов врожденного иммунитета (интерфероны) и т. д.

Технология рекомбинантных ДНК (её называют также молекулярным клонированием или генной инженерией) – это совокупность экспериментальных процедур, позволяющая осуществить перенос генетического материала из одного организма в другой. Никакого единого универсального набора методик здесь не существует, но чаще всего эксперименты проводятся по строго определенной схеме. Генетическая инженерии – это соединение фрагментов ДНК (природного происхождения, синтетических или тех и других) в пробирке, т. е. in vitro и последующее введение новых (рекомбинантных) структур в живую клетку с тем условием, чтобы введенный, точно охарактеризованный фрагмент ДНК реплицировался после включения в хромосому или автономно экспрессировался.

Схему этапов работы генного инженера.

1. Соединение фрагментов ДНК, т.е. нуклеотидных последовательностей в пробирке (могут быть и синтетические последовательности или смесь природных и синтетических последовательностей).

2. Далее, к гену, кодирующему целевой белок присоединяется нуклеотидная последовательность, кодирующая так называемую лидерную последовательность аминокислот (преимущественно гидрофобных). Синтезированный в клетке целевой продукт с такой лидерной последовательностью аминокислот проходит с их помощью через липидные слои цитоплазматической мембраны из клетки наружу.

3. Затем, производится включение гена в клетку, но «не прямо в клетку, конечно» так как, вы понимаете, что клетка окружена оболочкой и для включения в неё генов приходится использовать так называемые «транспортные устройства» на основе плазмид.

При выборе микроорганизма учитывается ряд обстоятельств.

1. Поскольку микроорганизм будет выращиваться в производственных условиях в большом количестве и с ним будут контактировать многие работники предприятия (биологи, химики и т.д.), поэтому желательно, чтобы он не был патогенным. Также необходимо, чтобы в целевом генно-инженерном продукте не было присутствия даже следов микробных токсинов.

2. Как чужеродная для клетки структура, проникший в клетку вектор не должен расщепляться нуклеазами клетки. Генетический материал должен сохраняться.

3. У будущего продуцента целевого продукта необходимо ослабить те системы репарации на уровне ДНК, которые могут уничтожить вектор. То есть рибосомы потенциального продуцента должны воспринимать информационную РНК, соответствующую чужеродному материалу.

4. Образовавшийся чужеродный для клетки белок (для биотехнолога - целевой продукт) не должен расщепляться ее протеазами, т.е. он не должен подвергаться воздействию систем, гидролизующих чужеродные белки.

5. Наконец, желательно, чтобы у потенциального продуцента чужеродного белка, последний выводился из клетки в среду. Этим облегчается его последующее выделение и очистка.

Таким образом, нужно иметь ген, подходящую клетку и транспортное устройство, которое получило название вектор. Вектор конструируется на основе плазмид. Плазмида состоит из 2-х спиральной ДНК (замкнутая кольцевая молекула), в принципе тоже самое, как и у бактериальной хромосомы. Отличие заключается в том, что плазмида раз в 100 меньше хромосомы. Например, если в бактериальной хромосоме содержится примерно 3000 генов (от 1 тысячи до 6-7 тысяч), то в плазмиде - примерно 30 генов.

Так вот, надо. Что используется для этого? Для того чтобы ввести ген в вектор используются ферменты рестриктазы (от слова restrict - разрезание), которые по биохимической классификации относятся к нуклеазам (к эндонуклеазам). Затем, чтобы ген закрепить прочно в векторе (транспортном устройстве) вступают в действие другие ферменты - это лигазы (от слова "лигатура" - сшивание), которые "сшивают" ген и вектор ковалентной связью.

Сплайсинг (от англ. splice - сращивать или склеивать концы чего-либо) - процесс вырезания определенных нуклеотидных последовательностей из молекул РНК и соединения последовательностей, сохраняющихся в «зрелой» молекуле, в ходе процессинга РНК. Наиболее часто этот процесс встречается при созревании информационной РНК (иРНК) у эукариот.

 

 

Лекция №4

Геномика и протеомика

План лекции

1. Периоды развития генетики.

2. Секвенирование генома.

3. Цель и классификация геномики.

4. Модельные микроорганизмы.

5. Существенность гена.

6. Философские проблемы геномики.

7. «house kеeping genes» и «ivi genes».

8. Система «IVET».

9. Протеомика.

 

Что собственно значит геномика? Чем она отличается от генетики? Геномика во главу угла ставит уже не ген, а полный геном микробной, растительной и животной клеток. Геном - это уже качественный скачок вперед, демонстрирующий преодоление массы трудностей как технических и теоретических. Итак, геном прокариот, как вы знаете, в наследственном, т.е. генетически рассматриваемом отношении - это одна хромосома, т.е. кольцевая, замкнутая ДНК. Что касается генома эукариот (помните, там оформленное ядро, мембрана), то он, как правило, сложнее, так как клетки эукариот имеют несколько хромосом. У прокариот геном - гораздо проще, чем у эукариот, количество генов у них гораздо меньше, чем у эукариот. И мы с вами будем рассматривать некоторые примеры, используя клетки именно прокариот, геном которых является более простым.

Теперь, геномика расматривающая ген целиком, возможна только тогда, когда осуществлено секвенирование этого гена. От (англ.) секвенс- последовательность. В данном случае «секвенс» - последовательность нуклеотидных пар ДНК. Цель геномики - установление полной генетической характеристики всей клетки: установление количества содержащихся в ней генов и их последовательности, установление количества нуклеотидов в каждом гене и их последовательности, установление функций каждого гена применительно к метаболизму организма.

Несмотря на то, что геномика как наука, возникла относительно недавно, условно можно выделить определенные направления. Ну сама по себе геномика - это структурная оценка генома в целом: вы определяете путем секвенирования последовательность пар нуклеотидов, то есть сначала структуру отдельного гена, а затем и структуру всего генома.

Однако по ряду отдельных вопросов вы ведете исследования в направлении, так называемой сравнительной геномики. Значит, секвенируете геномы и гены в разных организмах и сопоставляете их друг с другом и решаете определенные теоретические и практические вопросы.

Еще одно очень важное направление, оказавшееся в дальнейшем ещё и очень трудоемким - это геномика функциональная или метаболическая. Идентификация генов проводится с помощью специальных компьютерных программ, в которых описаны геномы так называемых модельных микроорганизмов.

Теперь следующий очень важный момент - у каждого гена есть стартовая часть, есть детерминирующая часть и есть рамка считывания, т.е. структурный ген, которой индивидуален для каждого гена. А вот стартовая и детерминирующая части, как правило, стандартны (за редким исключением).

Итак, важнейшая проблема заключается в том, - каким образом от шифра перейти к функции.

Лекция №5

План лекции

1. Классификация биотехнологических производств.

2. Слагаемые биотехнологического процесса.

а) основные этапы

б) подготовительные стадии

3. Питательные среды

4. Защита биообъектов.

5. Конструкция ферментёра.

а) особенности устройства ферментёра

б) типы ферментёров

6. Классификация процессов ферментации.

а) фазы роста культуры

б) поверхностное культивирование

в) глубинное культивирование

Биотехнологическое производство различается как по степени сложности, так и по протяженности технологического процесса.

Существует быстрое производство, когда конечным продуктом является биомасса, которая может быть использована для производства, например, пероральных препаратов широко применяющихся при бисбактериозах: бифидум-бактерин, линекс и т.д. Медленное (растянутое во времени) биотехнологическое производство. Основным конечным продуктом такого производства является субстрат для получения лекарственных препаратов, ну например, для парентерального введения (инъекционным путем).

Биосинтез БАВ - это многостадийный процесс, в котором центральной операцией является биосинтез (ферментация). В результате, происходит образование целевых продуктов – субстанций для производства лекарственных препаратов и диагностикумов. Также нужно сказать, что для успешного проведения биосинтеза необходимо проведение подготовительных операций, иногда достаточно сложных. К числу таковых относятся:

- подготовка посевного материала: т.е. высеивание, выращивание и накопление биомассы до необходимых объемов, которое осуществляется в так называемых инокуляторах (посевных аппаратах).

Чтобы осуществлялся процесс биосинтеза, необходимо чтобы он протекал в стерильных условиях. Здесь, отдельно стоит проблема защиты биообъекта. Для того чтобы биообъект эффективно синтезировал целевой продукт, необходимо создать оптимальные условия его жизнедеятельности. Для этого биообъект изолируют от контакта с другими микроорганизмами в целях предотвращения конкуренции. Это достигается путем создания стерильных условий. Для стерильности процесса необходимо стерилизовать и очищать технологический воздух, а также проводить стерилизацию и герметизацию оборудования (ферментер, трубопроводы и т.д.). В основном, биотехнологические процессы происходят в аэробных условиях. Технологический воздух выполняет в биотехнологическом процессе не только питательные функции - аэрация, но и транспортные - перемещение жидкостей и взвесей в ферментере. Так как большинство микробиологических производств основано на использовании аэробного процесса, то мы будем говорить о необходимости получения стерильного воздуха, который стерилизуется только методом фильтрования.

Наконец, обязательно должна быть проведена стерилизация питательных сред. Понятие «среда для культивирования» включает не только опреде­ленный качественный и количественный состав компонентов или от­дельных элементов, необходимых для конструктивного и энергетиче­ского обмена организма (источники азота, углерода, фосфора, ряда микроэлементов, витамины, ростовые вещества), но и физико­-химические и физиологические факторы (кислотность, окислительно-­восстановительный потенциал, температура, аэрация и др.). Все эти факторы играют существенную роль в развитии микроорганизмов и в проявлении ими отдельных физиологических и биохимических функ­ций. Обычно изменение одного из этих факторов среды влечет за собой измене­ние других. Значительного повышения выхода целевого продукта обра­зуемого микроорганизмами достигают, используя методы математиче­ского расчета соотношения компонентов субстрата и их свойства.

Конструкция ферментёра должна обеспечивать максимальные условия для роста и жизнедеятельности микроорганизмов (тепло и массообмен). Ферментёры представляют собой закрытые цилиндричесие сосуды из нержавеющей стали огромной емкости объемом до 200 куб.м., снабженные специальными устройствами для подачи и диспергирования воздуха в питательной среде, так называемые аэраторы или барботёры. В ферментере обязательно есть устройства для нагревания и охлаждения - теплообменники (терморубашки).

Ферментер заполняется культуральной жидкостью на 2/3 объема.

По способу перемешивания и аэрации биореакторы под­разделяются на аппараты с механическим, пневматическим и циркуляционным перемешиванием.

Поверхностная ферментация на жидких питательных средах, в основном, осуществляется при культивировании растительных клеток для получения БАВ. Наиболее показательный пример – каллусное культивирование.

Теперь глубинная ферментация. При выращивании микроорганизмов глубинным методом клетки суспендированы в жидкости и находятся во взвешен­ном состоянии.

Периодический процесс - это самый простой, но в тоже время не самый продуктивный способ ферментации, при котором сначала ферментер полностью загружается, а затем запускается процесс ферментации.

Полупериодический процесс - это уже управляемый процесс ферментации. Здесь уже можно вносить какие-либо изменения в культуральную жидкость или питательную среду. Например, при производстве пенициллина можно внести фенилуксусную кислоту (как предшественник) для увеличения выхода целевого продукта. Также можно произвести корректировку по содержанию двуокиси углерода или по источнику азота, или изменить рН среды.

Следующий вид ферментации. Непрерывный процесс, при котором подача культуральной жидкости или питательной среды и отбор культуральной жидкости осуществляется небольшими порциями непрерывно. Такие процессы ферментации используют, например, для получения различных белков, однако, для производства антибиотиков – используются довольно редко. Рост продуцента при непрерывном культивированиипротекает постоянно в экспоненциальной фазе, т.е. длительное время не происходит смены фаз.

 

 

 

 

 

Лекция №6

План лекции

1. Примеры получения лекарственных препаратов различными методами

2. Инженерная энзимология

а) методы иммобилизации

б) виды биообъектов для иммобилизации

3. Типы биореакторов в биотехнологическом производстве, основанном на иммобилизованных биообъектах.

Независимо от выбора метода получения того или

иного лекарственного средства, принципиально любое фармацевтическое

производство должно быть рентабельным, стабильным, безопасным

и эффективным. Чаще всего наиболее оптимальным вариантом получения

фармацевтической продукции является сочетание различных методов

(химического, биологического, химико-энзиматического, микробиологического).

Хотя в ряде случаев приоритет отдается или органическому синтезу, или

биосинтезу.

Сейчас, поговорим об инженерной энзимологии - одном из очень перспективных направлений получения лекарственных средств с использованием сочетания различных методов. Инженерная энзимология основана на иммобилизованных ферментах. Это значит, что ферменты приобретают другое качественное значение, то есть используются как промышленные биокатализаторы. Основное, принципиальное преимущество иммобилизованных биокатализаторов в том, что их можно применять многократно, независимо от того, используются ли они в виде иммобилизованного фермента или иммобилизованной клетки.

Иммобилизация - означает физическое разделение биокатализатора (фермента) - с одной стороны, субстрата и целевого продукта - с другой стороны. Фермент находится в твердой фазе, а субстрат и целевой продукт - в жидкой фазе. В результате субстрат подводится к ферменту, который скреплен с нерастворимым носителем, а целевой продукт уносится жидкой фазой.

Первый метод иммобилизации – это обычные сорбционные методы, в основе которых лежат действия электростатических сил и сил поверхностного натяжения. Процедура иммобилизации состоит в смешивании при соответствующих условиях фермента и носителя – далее, инкубация и отделение нерастворимого компонента смеси от растворимого центрифугированием или фильтрованием.

Второй метод иммобилизации - это иммобилизация, основанная на ковалентной связи. Эта связь, как вы понимаете, гораздо прочнее, однако, её надо ещё суметь получить.

Третий метод иммобилизации - иммобилизация включением в гель относится к механическим методам. Гель, в который включают клетки, как правило, состоит из сферических частиц. Включение живых клеток и ферментов требует мягких условий иммобилизации, носитель должен представлять собой систему открытых пор с хорошими условиями для газообмена.

Четвертый метод – микрокапсулирование. Иммобилизуется уже целиком исходный раствор, содержащий фермент, а не отдельные молекулы фермента. Для получения микрокапсул используют природные и синтетические полимеры: карбоксиметилцеллюлоза, желатин, стерол, полиуретаны. Преимущество микрокапсулирования – большая площадь поверхности, приходящаяся на единицу активности иммобилизованного фермента.

Какие же виды биообъектов можно использовать в иммобилизованном состоянии с точки зрения биотехнологии? Значит первое, можно использовать индивидуальный фермент в высокоочищенном состоянии - такой фермент, как вы понимаете, катализирует одну, но крайне важную для производства реакцию. Второй биообъект - это фермент, находящийся в клетке. Он делает ту же реакцию, но при этом у вас экономия сил и средств. Третий биообъект для иммобилизации - это фермент в пермеобилизированной (от англ. permeability - проницаемость) клетке, т.е. с повышенной мембранной проницаемостью.

Далее, биообъекты, которые осуществляют полный синтез целевого продукта. Это, как вы понимаете, иммобилизация целых клеток. Полный синтез здесь осуществляет целая клетка. Следующий вид биообъекта (пятый) - это система, открытая для усложнения. Что это значит? Собственно, иммобилизация биообъекта на носителе позволяет в одной емкости использовать несколько биообъектов.

А можно ли иммобилизовать клетки растительные и клетки животные? Ковалентная связь, как вы знаете, подразумевает использование функциональных групп клеточной стенки. Можно ли иммобилизовать растительные клетки, которые также используются в виде суспензионных культур для решения ряда проблем. Можно, потому что у растительных клеток стенка жесткая. Она состоит из целлюлозы. То есть можно использовать ковалентную связь и метод включения в гель. Естественно, изолированные растительные ферменты можно использовать точно также как и ферменты микробные - проблем нет, но в данном случае мы говорим о целой растительной клетке. Далее, - животные клетки. Чем наши с вами клетки отделены друг от друга? Мембранами. Оболочка этих клеток мягкая – у них нет ни пептидогликана как у бактерий, ни целлюлозы как у растений. Поэтому довольно сложно работать с животными клетками (их иммобилизовать), так как по идее, они при этом лизируются. Тем не менее, есть определенный способ иммобилизации животных клеток. Для этого используют гликопротеиды сыворотки крови. Вот на эту прослойку гликопротеидов садятся клетки животные.

 

 

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ПЕРВЫЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.М.СЕЧЕНОВА

 

 

ОРЕХОВ С.Н.

 

БИОТЕХНОЛОГИЯ

 

Курс лекций

 

Для специальности 33.05.01 Фармация, очной формы обучения. Квалификация Провизор.

 

Трудоемкость дисциплины 6 зачетных единиц

 

 

Кафедра биотехнологии Института фармации и трансляционной медицины

 

 

Москва – 2016 г.

 

 

Лекция №1