تولید آنتی بیوتیک پنی سیلین به روش بیوتکنولوژی

صفحه 1:
۳5 تولید آنتی بیوتیک پنی سیلین و به روش بیوتکنولوژی 

صفحه 2:
فهرست مطالب(در این ارائه به موارد زير خواهیم پرداخت) الث مد مد مد ‎pare ev‏ تعریف دسته بندی انواع پنی سیلین مکانیسم اثر ساختمان پنی سیلین موارد استفاده میکروارگانیسم های تولید کننده آنتی بیوتیک (تولید پنی سیلین ) مراحل انتخاب و جداسازی و تخلیص آنتی بیوتیک ها تولید آنتی بیوتیک در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی بهینه سازی مسیر ژنتیکی تولید پنی سیلین | منابع 

صفحه 3:
تعریف آنتی بیوتیک ها مواد شیمیایی هستند که می توانند رشد میکروارگانیسم های عضر را مهاربو حتي از ‎inne an‏ آلها إ ميكزوازكانيسم:هائ خاص.يا ساير سيستم هاى زنده مشتق شده لند و در رشد خود ادامه مى دهد. اولين استفاده شناخته شده از آنتی بیوتیک ها توسط چینی ها بیش از ۲۵۰۰ سال پیش بود. امروزه بیش از ۱۰۰۰۰ ماده آنتی بیوتیکی گزارش شده است. تولید پنی سیلین به صورت تجاری برای درمان عفونت های مختلف ناشی از باکتری های هوازی كزم هثبت انجام:مى شود. رينبى:سيلين يك أنتى بيوقيك بااطيف ناريك يا:موثر در برابر بسیاری از باکتری های گرم مثبت به ویئه گونه های استرپتوکوک و استافیل وکوک است. 

صفحه 4:
۰ سیر تدریجی تکامل صنعت تخمیر را می‌توان به ۵ مرحله تقسیم بندی کرد : | مرحله یک لد تا قبل از قرن ۲۰ — 0 1 bY ‏ثابت شدن نقش میکروارگانیسم‌ها در فرایندهای تخمیری توسط پاستور‎ ابداع روش‌های جداسازی و تکثیر مخمرها برای کشت خالص مرحله دو ل ل روزن يعوو د v توسعه فرایند تخمیر استن-بوتانل طی جنگ جهانی اول توسط ویزمن ۷ ایجاد اولین فرایند واقعی تخمیر در شرایط سترون با حداقل آلودگی 7 توسعهافرمتتوزها برآق تعمیر طتیعتی ‏ تحضولا حببان به؛[لودگی 

صفحه 5:
تولید آنتیبیوتیک در شرایط غوطه‌ور و سترون طی جنگ جهانی دوم ایجاد تجهیزات واحد پایلوت و آزمایش فنون و فرایندهای جدید ۲ توسعه فرمنتورهای دارای همزن مکانیکی ۰ حساس به آلودگی ‎yea.‏ ترریم ۲۱۲ آسپب بذین‌بودي 9 نیاز به هوادهی (سترون) * محيط كشت لزج در حجم زياد انتخاب سویه پرتوان در تولید 

صفحه 6:
۲ تولید توده زیست میکروبی به عنوان منبعی برای پروتنین خوراک دام" و بدون نیاز به همزن مکانیکی ۲ ابداع روش را اوم میکروارگانیسم‌ها در فرایند تخمیر 0 8) بل بل Batch Fed-batch Perfusion 

صفحه 7:
محصولات کم حجم اما ۲ استفاده از مهندسی ژنتیک برای دست‌ورزی میکروارگانیسم‌های ‎gum‏ Plasmid ‎Sten‏ موه ‎acs‏ ‏وه ام ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 8:
تاربخچه ينى سيلين در سال ۰۱۹۲۹ بوسیله "فلمینگ" کشف شد و در سال ۱۹۴۱ برای اولین بار بطور صنعتی تولید گردید. کپک فلمینگ که یک پنی سبلیوم - نوتاتوم می‌باشد. فقط چند واحد پنی سیلین در میلی‌لیتر محیط کشت تولید می‌گردد. پنی سیلین بوسیله گونه‌های مختلفی از پنی سیلیوم و آسپرژیلوس (جزء فارچها) تولید می‌شود. کشت پنی سیلیوم بمنظور تولید پنی سیلین ۰ نخست در سطر محیطهای کشت انجام می‌شد. ولی اکنون در درون یا عمق محیطهای کشت صورت می‌گیرد. تحقیقات بمنظور تهیه رویه‌های مولد مقادیر بیشتری پنی سیلین و استفاده از عوامل جهش دهنده و... , در سال ۱۹۴۶ به تهیه سویه 0176) از پنی سیلیوم - کریزوژنم انجامید. این سویه , سیلین تولید می‌کند. در ضمن . ماده زرد رنگ کریزوژنین نیز تولید نمی‌نمایده چرا که بودن اين ترکیبات در سويههاى جهش نيافته قبلى . خالص کردن پنی سیلین را دشوار میکرد بعد از پیدا کردن سویه نام برده . تحقیقات بمنظور اصلاح بیشتر سویه مذکور ادامه یافت. هم‌اکنون ۰ سویه اصلاح شده مورد استفاده در صنعت . حدود ۴۰۰۰ واحد پنی سیلین در میلی لیتر محیط کشت تولید زیادی پنی می‌کند. خاصیت تولید پنی سیلین بوسيله اين سویه‌ها ناپایدار است. از اين رو ء حفظ اين خاصيت در آنها أمسئله مهمى است. Pe Thanks to PENICILLIN He Wil Come Home| 

صفحه 9:
مور ‎SS‏ خبرير هر 1 ۰ ۰ 6 ساختمان پنی سیلین ‎Son,‏ ‏مطالعه ترکیب شیمیایی پنی سیلین نشان داده است که پنج نوع پنی سيلين ‎Beta-Lactam | Thiazolidine‏ ‎Ring Ring‏ بوسیله گونه‌ها و سویه‌های مختلف پنی سیلیوم تولید می‌شوند. همانطور که در ‎en‏ شکل مشخص شده پنی سیلین یک ترکیب ساده نمی باشد بلکه مجموعه ای از ترکیبات به هم مرتبط می باشد که همه آنها از یک ساختار حلقوی به نام بتا لاکتام تشکیل شده اند. پنی سیلین تری پپتیدی است که از سه اسید آمینه ال والین - ال سیستئین و ال آلفا آمینو آدیپیک اسید تشکیل شده است. اسید آمینه های والین و سیستئین در ترکیب با هم حلقه بتالاکتام را تشکیل می دهند . سومین آمینواسید این تری پیتید بوسیله یک گروه آسیل جایگزین شده و ماهیت گروه آسیل باعث بوجود آمدن گونه های مختلفی از پنی سیلین می شود. سه ساختار در پنی سیلین قابل مشاهده است ۱- حلقه بتالاکتام ۴- ‎cys VAL‏ تیازولیدین ۳- گروه آسیل. اتصال حلقه بتالاکتام و تیازولیدین ساختار پنام را ساختار پنی‌سیلین و اسید آمینه های تشکیل دهنده آن لیجاد می کند. 

صفحه 10:
ه از ين ن ۵ دارد: پنی سیلین بیوسنتز شده که طبیعی بوده و از کپک طی فرآیند تخمیر بدست می آید. فرم دیگر نیمه سنتزی_می باشد که همگی از مشتقات نیمه سنتزی پنی سیلین می باشد مانند: آمپی سیلین ۷ اگزاسیلین و.. این ترکیبات دارای ساختار پایه ای پنی سیلین بوده اما توسط فرآیند های شیمیایی گروه آسیل آن جدا شده و ترکیب ۶ آمینو پنی سیلائیک اسید ایجاد می شود. در ادامه با اضافه شدن گروههای یلین» پنی آسیلی مختلف به آن. پنی سیلین با خصوصیت جدید ایجاد می شود. از جمله این خصوصیات مقاومت به اسیدهای معده می باشد که در ابنصورت می توان آنها را به صورت خوراکی مصرف نمود. از دیگر خصوصیات آنها مى توان به مقاوم بودن در برابر سایر باکتری هلیی که دارای آنزيم پنی سیلیناز هستند نام برد. پنی سیلین 3) یا بنزیل پنی سیلین بیشترین مورد استفاده را دارد که بصورت تزریقی استفاده ميشود. اكر اين نوع پنی سیلین به صورت خوراکی مصرف گردد توسط محیط اسیدی معده نابود شده و به جریان خون منتقل نخواهد شد. 

صفحه 11:
پنی‌سیلین‌ها نخستین گروه از دسته آنتی‌بیوتیک‌های بتالاکتام هستند .عملکرد بتالاکتام‌ها به‌طور خلاصه به این صورت است: ی به پروتئین‌هایی در دیواره سلولی باکتری به نام پروتئین متصل شونده به پنی‌سیلین ۲باعث مهار ترانس پیتیدازها می‌شهند در نتیجه ترانس‌پپتیداسیون که به معنی ایجاد اتصال متقاطع در ساخت پپتید و گلیکانهای دیواره سلولی باکتری است مختل می‌شود. ۳در نهایت آنزیم‌های اتولیتیک که هیدرولازهای مورین نام دارند» (مورین مترداف پپتیدو گلیکان می‌باشد) و در باکتری‌هایی که در معرض پنی سیلین قرار گرفته‌اند فقال شده و موجب تخریب پپتیدو گلیکان می‌شوند. نتیجه این فرایند تخریب دیواره باكترى و از بين رفتن سلول باکتری است. 

صفحه 12:
متابولیت های اولیه و انوبه ‎het ete en ok ee‏ ان تولید می شوند. بسیاری از یکروبی با ارزش اقتصادی متابولیت های ثانویه نند. مانند همه آنتی بیوتیک ‎lok She‏ ثانويه است. بنابرلین فقط در فاز ثلبت تولید می شود. در دو تصویر زیر به موقعیت خطوط قرمز و سبز و آبی نسبت به هم توجه کنید . در نمودار سمت چپ همزمان با افزليش تعداد سلول ها که به رنگ قرمز نشان داده شده است ۰ الكل به عنوان یک متابولیت اولیه تولید ميشود و موازی با هم افزایش پیدا میکنند . در نمودار سمت راست بعد از اتمام منبع کربن و و کاهش تعداد سلول پنی سیلین شروع به تولید و ‏/ افزایش می باد . ‎ ‎Penicillin or sugar or cell number ‎Alcohol or sugar or cell number ‎ ‎Time ‏اس‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 13:
فواید و کاربردهای پنی سیلین پنی سیلین برای درمان بسیاری از بیماری‌ها و عفونت‌های ناشی از عفونت باکتربایی از جمله موارد زير استفاده می‌شود: ‎.١‏ عفونت‌های تنفسی مانند التهاب لوزه و ذات الریه. عفونت‌های دستگاه ادراری و عفونت گوش مانند اوتیت میانی» تب روماتیسمی و تب مخملک. عفونت‌های پوستی و آبسه دندان» سوزاک و سفلیس. پنی سیلین همچنین به جلوگیری از عفونت با بیماری‌های مرتبط با سیستم ایمنی ضعیف کمک می‌کند. ‏۲ حدود ۳۸ درصد از پنی سیلین های تولید شده به صورت تجاری به عنوان داروی انسانی» ۱۲ درصد در دامپزشکی و ۵۰ درصد به عنوان مواد اولیه برای تولید پنی سیلین های نیمه مصنوعی ‏77 استفاده می شود. ‎ ‎ 

صفحه 14:
میکروارگانیسم‌های تولید کننده آنتی بیوتیک: ‎LASS‏ اکتینومیستها و باسیلوس‌ها میکروارگلیسم‌های تولید کننده آثتی بیوتیک می‌باشند. که در این میان سهم بيشتر در رابطه با اکتینومیستها است. بیش از ۸۰ درصد آنتی بیوتیک‌های آمروزی به وسیله استرپتومیسی که توعی اکتینومیست می‌باشد تولید می‌شوند. ‏میکروارگانیسم‌های تولید کننده آنتی بیوتیک ‏د ۲ ‎x‏ ينى سيليوم >) بنى سيلين ‎ ‎ ‎ ‏باسیلوس سرنوس چ- باسیلوس اکتیلومیست‌ها کیک تلاز ان ‎i‏ سقالوسيوريوم > سفلوسيورين بقتطزی بسمایی ۰ برس پل‌بیقبا الرامفنیکل باسيتراسين پلی ‎aa.‏ استرپتومیس‌ها ‏ -آمینوگلیکوزیدها ماكروليدها ‎ ‎ 

صفحه 15:
تولید صنعتی پنی سیلین فرآیند تولید پنی سیلین:تولید پنی سیلین قبلاً با فر آیند سطحی به دست می آمد مانند:تخمیر حالت جامد 55۴ و تخمیر مایع سطحی 15۴ . در حال حاضر تولید تجاری توسط فر آیند 93*610 60؟_انجام می شود. اکثر آنتی بیوتیک ها از همین روش برای تولید تجاری پیروی می کنند. عمدتاً تفاوت در فر آیند تولید در سه عامل زیر نهفته است: * میکروارگانیسم های مورد استفاده * ترکیب محیط های کشت *_ روشی که در استخراج استفاده می شود. Liquid state fermentation (LSF) (Submerge culture ) Solid state fermentation( SSF) 

صفحه 16:
تیک پنی سیلین ترکیباتی که محیط کشت تخمیر را می سازند. مواد اولیه مورد نیاز برای تولید آنتی بیوتیک هستند. این براث یک محلول آبی است که از تمام مواد لازم برای تکثیر میکروارگانیسم ها تشکیل شده است. به طور معمول. حاوی یک منبع کربن مانند ملاس یا کنجاله سویا یا نشاسته که هر دو از قندهای لاکتوز و گلوکز تشکیل شده اند.. نیترون یکی دیگر از ترکیبات ضروری در چرخه های متابولیک موجودات است. به همین دلیل معمولا از نمک آمونیاکی استفاده می شود. شیرلبه ذرت خيس شده ۱1010۳ 5660 20۲)که محصول جانبی کارخانجات تولید نشاسته می باشد نیز به عنوان منبع نیتروین و کربن برای تولید پنی سیلین استفاده ميشود. علاوه بر این عناصر کمیاب مورد نیاز برای رشد ناسب ارگانیسم های تولید کننده آنتی بیوتیک نیز گنجانده شده است. اينها اجزایی مانند فسفره گوگرد. منیزیم» روی؛ آهن و مس هستند که از طریق نمک های محلول در آب وارد می شوند. برای جلوگیری از ایجاد کف در حین تخمیر. از مواد ضد کف مانند روغن گوشت خوک. اکتادکانول و سیلیکون استفاده می شود. برخی از میکروارگانیسمهای مشخص مانند پنی سیلیوم کرایسوزنوم که آنتی بیوتیک یا سایر متابولیت های ثانویه را تولید می کنند نیازمند پیش سازهایی مانند بازهای پورین و پریمیدین و فنیل استیک اسید برای تولید بنى سيلين تايا ف استیک اسید برای تولید پنی يلين ۷ با از محیط حاوی تخم پنبه دانه استفاده ميشود دارای ترکیباتی از ‎,COOH 8‏ ۷ 2۱103لاو.. هستند.[۱۱[56۱۲۳۵0 ۷۵۲ و همکاران در سال ۱۹۹۸ مشخص نموهند که 1۶۵ کرین برای پایداری سلول متابولیزه می شود. ۸۳۵ - 1۲۰ آن برای رشد و ۱۲ - ۱۰ آن برای تولید پنی سیلین مصرف می شود. مواد خام مورد نیاز برای تولید میکروبی آنتی 

صفحه 17:
يهيهي ‎Glucose‏ این نمودار کینتیک و سرعت تولید پنی سیلین ( منحنی سبز) را در مقایسه ۲ : feeding ‏با میزان رشد سلولی ( منحنی قرمز ) و میزان مصرف منبع کربن (در اینجا‎ Nitrogen |———4 ‏لاکتوز ) و منبع نیتروین (در اینجا آمونیوم ) نشان میدهد . محور افقی زمان‎ too} feeding تخمیر و محور عمودی ۰ سطح مواد داخل تالک را نشان میدهد . 5 90 وید | در مرحله تولید. یک محیط غتی از رشد تا ۲۴ ساعت پشتیبانی می کند. ‎BS Penicillin‏ | ماده مغذی (گلوکز) کاهش می یلبد و رشد بعدی با افزودن گلوکز کنترل می ‎wp [2S 7‏ بستر به دقت كنترل مى شود تا اطمينان حاصل شود كه به غلظتى نمى ‎60 ‏رسد كه بيوسنتز ينى سيلين را سركوب كند. همانطور كه تخمير ادامه مى ‎ ‎Biomass (g/liter), carbohydrate, ‎ ‎ple aul 5‏ مواد مغذی (منبع نیترون, منبع گوگرد. پیش ساز پنی سیلین) 0 + 3 | کاهش می یابد و منایع اضافی فراهم می شود. ‎ele‏ 30 5 محیط تولید ممکن است حاوی گلوکز, لاکتوز یا کورن استیپ لیکوییر(یک سس 20 ‎E‏ محصول زلئد مزرعه از آسیاب مرطوب ذرت) به عنوان منبع کربن همراه با ‎ea‏ ۲ 10 های معدنی باشد. افزودن پیش سازهای پنی سیلین (به عنوان مثال. 3 اسید فنیل استیک) عملکرد را بهبود می بخشد: اما لین مواد سمی هستند» و 100120140 80 60 40 20 این دلیل ترجیح تخمیر به صورت بچ ( بسته )است (زیرا متابولیت بالقوه ‎toe ۲ nae poe ۴ tation tit ۳‏ 0 یمس | سمى مى تواد در غلظتى كمتر از سطح سمى تغذيه شود). ‎ ‎ ‎(©2006 Pearion Prentice Hall Ine. ‎ ‎ ‎ 

صفحه 18:
فر آیند تولید اگرچه بیشتر آنتی بیوتیک ها در طبیعت وجود دارند. اما معمولاً 38 مقامير لازم براى توليك در مقیاس بزرگ در دسترس نيستند. به همین دلیل, فرآيند تخميرآنتى بيوتيك ايجاد شد كه شامل تقويت رشد كشتء. غریالگری میکروارگانیسم های تولید کننده آنتی بیوتیک و جداسازی یک میکروارگانیسم مورد نظر تولید کننده پنی سیلین است. مهم است که شرایط استریل در طول فرآیند تولید حفظ شود زیرا آلودگی توسط میکروب های خارجی تخمیر را از بین می برد. 

صفحه 19:
۱-تولید صنعتی آنتی بیوتیک ها با غربالگری میکروارگانیسم های تولید کننده آنتی بیوتیک آغاز می شود ۱- در ابتدا باید گرادیانی از غلظت میکروب‌ها ایجاد کرد. به اين منظور از روش‌هایی مانند رقت‌سازی پیاپی ‎userial dilution‏ سانتریفیوژ استفاده شود. به منظور جداسازی میکروارگانیسم‌ها در موادی که محتوای میکرویی بالایی دارند (همچون فاضلاب. خاک یا مدفوع): رقت‌سازی پیاپی کمک زیادی در جداسازی میکروارگانیسم مورد نظر می‌کند. مایع رقیق کننده میتواند توئین با رقت بسیار کم باشد. توئین کمک میکند که میکروارگانیسم ها از ذرات خاک جدا شوند ۲- سپس از هر کدام از نمونه رقیق شده یک میلی لیتر بر میداریم و به روش ۳186 ۳0117 در پلیت حاوی محیط کشت پخش میکنیم . ۳- پلیت ها را در دمای مناسب انکوبه میکنیم .بعد از دوره انکوباسیون. کلنی ها بالا می آیند . پلیت مناسب بین ۵۰ تا ۶۰ کلنی دارد . تعداد کلنی ها نباید خیلی زیاد و خیلی کم باشد . معمولا کلنی های تولید کننده آنتی بیوتیک رنگی هستند . ۴-باید مشاهده کنیم که هر کدام از کلنی ها که اطراف آن حاله لی از عدم رشد باکتری های دیگر مشاهده شود بدین معنی است که آن کلنی اه ‎wt DN‏ لمع ‎gt? ig ee. ٠‏ \ dilution ona plate \ ef selective medio Sterile glass spreader 4 Incubate Colonies of Penecillium Species 1 سا[ Nonproducing Incubate ‘organisms Zones of growth inhibition Producing organisms ی 

صفحه 20:
۴- کلنی که حدس زده میشود آنتی بیوتیک تولید میکند از محیط کشت قبلی برداشته و در یک طرف محیط کشت جدید به طور خالص کشت میدهیم ‎producer across one side of‏ ‎plate 2‏ و انکوبه میکنیم ‎Incubate to permit 5‏ ۵- در مدت انکوباسیون کلنی تولید کننده آنتی بیوتیک رشد کرده و به روش = ‏انتغار أتثى بيؤتيك در محيط اترشح:میکند وب ‏۶- چند سویه مختلف که به آنتی بیوتیک های مختلفی حساسیت نشان ‎Penecillium‏ ‏میدهند انتخاب میکنیم و به طور متقاطع با سویه قبلی کشت میدهیم و انکوبه ‏میکنیم . 237 ‏۷- بعد از رشد باکتری ها در بعضی از آن ها ‎exo inhibition zone‏ ‎“Incubate to permit ۳ ‎172 testorganismstogrow ‏میشود‎ ‎Zone where ‏۸- اینکه کدام باکتری به آنتی بیوتیک ترشحی حساسیت نشان داده است ‎Sccurred‏ ‏تعیین کننده نوع آنتی بیوتیک ماست . ‎runners i‏ ‎٩‏ چنانچه آنتی بیوتیک پنی سلین تشخیص داده شد . گونه ترشح کننده آن 5 ی ‎Figure 30.7» Brock Biology of Miceorganiss 11/6 ‏احتمالا سویه از کپک پنیسیلیوم است . ‎rence Han‏ موی ۰ -آن را جداسازی کرده و در یک محیط کشت 518۳ کشت میدهیم . ‎ 

صفحه 21:
۲- تهیه مایع تلقیح ‎:inoculation‏ بعد از مرحله 1۱50181107 از کشت خللص سویه پنی سیلیوم استوک تهیه کرده و آن را به عنوان یک هاگ لیوفیلیزه در فریزر حفظ نگهداری میکنیم . زملنی که میخواهیم از سویه پنی سیلیوم برای تخمیر استفاده کنیم . ابتدا آن را در یک فلاسک ۲۵۰ تا ۰ به مدت هفت روز در دمای ۲۴ درجه سانتی گراد با محلول مغذی سبوس گندم کشت دهید. در لین مرحله رشد فزاینده هدف مورد نظر است. به همین دلیل محیط کشت موجود در فلاسک باید حاوی مقامیر زیادی از متلبع کربن و نیتروین که به سادگی قلبل استفاده هستند. پس از لین مرحله. می‌توانیم یک سویه با عملکرد بالا بدست آوریم. فلاسک بر روی یک شیکر در انکوباتور قرار داده ميشود . 8 Q j A culture is started by placing the ‏ب‎ / ٩ sample of the organism into a shake | ‏ا‎ Rak with growh-promoting nutrients Annbsohe producing organisn 

صفحه 22:
۳- انتقال تلقیح به مخازن بذر سپس کشت داخل فلاسک . برای رشد بیشتر همراه با غذا و سایر مواد مغذی لازم به صورت یک سوسپانسیون ایجاد می کند به مخازن بذر منتقل شود. مخازن بذر مخازن فولادی هستند که برای ایجاد محیطی ایده ل برای رشد میکروارگانیسم ها طراحی شده اند. آنها مملو از همه چیزهلیی هستند که یک میکروارگانیسم خاص برای زنده ماندن و رشد به آن نیاز دارد: از جمله آب گرم و غذاهای گربومیدراتی مانند لاگتوز یا قددهای گلوکز. علاوه بر ین: آنها حاوی ساير منلبع کربن ضروری مانند اسید استیک, الکل ها یا هیدروکرین ها و منلبع نیتروژن مانند نمک های آمونیاک هستند. فاکتورهای رشد مانند ویتامین ها اسیدهای آمینه و مواد مغذی جزئی ترکیب محتویات مخزن بذر را کامل می کنند. مخازن بذر مجهز به میکسرهایی هستند که محیط رشد را در حال حرکت نگه می دارند و یک پمپ برای تحویل هوای استریل شده و فیلتر شده . این مرحله به طور کلی به عنوان "مرحله رشد کپک" شناخته می شود. پس از حدود ۲۸-۲۴ ساعت. مواد موجود در مخازن بذر به مخازن تخمیر اولیه منتقل می شود. Seed York The seed tank i equipped veh mixers 0 keep the growth medium active, ond pan 1 deliver storied oir 

صفحه 23:
‎-F‏ تخمیر مخزن تخمیر در اصل نسخه بزرگتری از مخزن بذر فولادی است که می تولند حدود ۳۰۰۰۰ گالن را در خود جای دهد. با همان محیط رشد آنتی بیوتیک موجود در مخزن بذر پر شده است و همچنین محیطی را برای رشد فراهم می کند. در اینجا میکروارگانیسم ها اجازه رشد و تکثیر پیدا می کنند. در طی لین فرآیند, آنها مقادیر زیادی آنتی بیوتیک مورد نظر را دفع می کنند. مخازن خنک می شوند تا دما را بین ۸۱-۷۳ درجه فارنهایت (۲۷.۲-۲۳ درجه سانتیگراد) حفظ کنند. دائماً هم زده می شود و جریان مداومی از هوای استریل شده به داخل آن پمپ می شود. به همین دلیل به صورت دوره ای مواد ضد كف اضافه می شود. از آنجایی که کنترل 0۲۱ برای رشد مطلوب حیلتی است. اسیدها یا بازها در صورت لزوم به مخزن اضافه می ‏شوند. فرآیند تخمیر برای تولید پنی سیلین به یک هفته نیاز دارد. ‎ ‎ ‏سه مسي 3 شون ‎Pens‏ لع دوس ا اس ‎ ‎a During hermano, the microorganisms ‎| continue to grow and excrete lige quanther lhe desired antibote ‎FERMENTATION ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 24:
فرمانتورها مهمترین قسمت در هر فرآیند تخمیری نوع و ساختار فرمانتور مورد استفاده در تخمیر میباشد. به طور کلی هدف یک فرمانتور فراهم آوردن محیط همگن و کنترل شده برای انجام عمل تخمیر می باشد بطوریکه ایمن و دارای عملکرد مناسب بوده و اهداف مورد نظر طی تخمیر را برآورده سازد. هنگامی که یک فرمانتور رای هدف معينى طراحى مى شود بارامترهليى وجود دارند كه كارليى فرآيند فرمانتورها را تحت تاثير قرار داده و بليد در نظر كرفته شوند. لين بارامترها عبارتند از 1- سایز ۲- ساختار ۳- نحوه فعالیت ۴- شرایط داخل فرمانتور صرفنظر از لين كه جكونه به بارامترهاى ذكر شده در بالا مى توان دست يافت برخى از موارد هستند كه جزء احتياجات ضرورى هر فرمانتورى خواهد بود (از لحاظ عملكردى و اقتصادى) تا فرمانتور به خوبى عمل كند. برخى از لين موارد كه رليج هستند بدين شرح مى باشند: انتقال جرم كاز و مليع - انتقال حرارت مناسب - جلوكيرى از تجمع يافتن سلولها بدون تخريب ميكرواركانيسم ها - ايجاد جريان مناسبى از ماده موجود در فرمانتور و اختلاط مناسب براى جلوكيرى از ايجاد فضاهای مرده. انتقال جرم در داخل فرمانتور زملنى كه هدف رشد ميكرواركانيسم هاى هوازى است بسيار مهم و تثیر گذار است. وقتی که اکسیژن به صورت حباب داخل تانک فرمانتورتزریق می شود. غلظت بالايى از اكسيزن در حباب هوا وجود داشته در حاليكه ساير قسمتهاى فرمانتور ذاراى غلظتهاى بايينى از اكسيزن است. بنابراين ضروريست كه انتقال اكسيزن از مرز مليع - كاز بخوبى صورت بذيرد. انتقال حرارت نيز داراى اهميت است جراكه لين فرايند كرماده يوده و لازم است فرمانتور در دمای ثابتی عمل نماید.برای این منظور از محفظه های خنک کننده ای استفاده میشود که اطراف تانک فرمانتورتعبیه شده و لب خنک در داخل اين محفظه ها در گردش بوده و دمای قرمانتور را پیین نگه می دارد 

صفحه 25:
۵- جداسازی و پالایش پس از حداکثر یک هفته . حداکثر مقدار آنتی بیوتیک تولید می شود و فرآیند جداسازی می تواند آغاز شود. بسته به آنتی بیوتیک خاص تولید شده. براث تخمیر با روش های مختلف تصفیه پردازش می شود. به عنوان مثال, ‎ly‏ ترکیبات آنتی بیوتیکی که محلول در آب هستند. ممکن است از روش تبادل یونی براى خللص سازى استفاده شود. در لين روش ابتدا اين تركيب از مواد آلى زائد موجود در براث جدا شده و سبس از طريق تجهيزلتى ارسال می شود که سایر ترکیبات محلول در لب را از ترکیب مورد نظر جدا می کند. برای جداسازی یک آنتی بیوتیک محلول در روفن مانندپنی سیلین, از روش استخراج با حلال استفاده می شود. در اين روش براث با حلال های آلی مانند بوتیل استات یا متیل ایزوبوتیل کتون تصفیه می شود که می تولند به طور خاص آنتی بیوتیک را حل کند. سپس آنتی بيوتيك حل شده با استفاده از ابزارهای شیمیایی آلی مختلف بازیلبی می شود. در پایان لین مرحله, تولید كننده معمولاً با یک فرم پودر خللص شده از آنتى بيوتيك باقى مى ملند كه مى تولند بيشتر به انواع مختلف محصول تصفيه شود كه در ادامه هر كدام از مراحل يالايش تحت عنوان فرآيند يايين دستى به تفضيل بيان میشود . 

صفحه 26:
فرآیند پایین دستی بازیابی پنی سیلین للف- فیلتر نمودن براث: با آنالیز نمودن براث بدست آمده از فرآیند تخمیر مشخص می گردد که ماده مورد نظر که قرار است جدا گردد در غلظت پایینی بوده و در محیطی قرار داشته که محتوی میکروارگانیسمهای غیر فعال. اجزای سلولی» ترکیبات محلول و نامحلول محیط کشت و سایز محصولات بدست آمده از طریق متابولیسم می باشد: در لین مرحله هدف اصلی خارج نمودن اجزای بزرگ جامد و سلولهای میکروبی با استفاده فیلتراسیون از بهترین و منعطف ترین روش ها برای جداسازی اجزای غیر محلول از براث می باشد. در فیلتراسیون میکروارگانیسمها به صورت شن یا لجن داخل کیک جمع ادی در فیلتراسیون تاثیر می گذارند که عبارتند از ویسکوزیته و شونده, نسبت اجزای جامد به مایع. اندازه ذرات. حجم تولید. الزامات شرایط اسپتیک و ضرورت استفاده از شرایط خلایا تحت فشار بستگی دارد. ‎Rotary vacuum filter‏ از رایج ترین ابزاریست که به منظور بازیلبی پنی سیلین مورد استفانهاقرار می گیره,و:می توان از آن به صورشا:پیوسته استفاده نمود: ب- خنک کردن محلول فیلتر شده: بعد از فیلتر نمودن اولیه. محلولی که غنی از پنی سیلین است را تا*۵ :) خنک می کنند. بدلیل اينکه پنی سیلین 2) به مدت ۱۵ دقیقه در ۲ ۵۲۷ و *2۲۰) فعال باقی می ملند خنک کردن باعث میشود که در مراحل بعدی از تخریب پنی سیلین جلوگیری گردد. Rotary vacuum filter :¥ Js 

صفحه 27:
ج- فیلتراسیون مجدد: این فرآیند نیز توسط 166۲ ۷۵۱۷۷۲ ۵/۵۲۷ انجام می گیرد. بايد در نظر داشت كه هرقدر فيلتراسيون ادامه يلبد و سرعت لن افزايش يابد حجم فیلتر کیک لیجاد شده بیشتر شده و جداسازی رابا مشکل مواجه می کند. برای اين منظور از کمک فیلتر ها استفاده می شود. لین کمک فیلترها مقاومت فیلتر کیک را افزایش داده و از فشردگی ن می کاهد. از مهمترین کمک فیلتر ها پرلیت یا خاک دیاتومه را می توان نام برد. ۱ د- استخراج پنی سیلین‌با حلال: به منظور بازیلبی پنی سیلین, از فرآیند جداسازی ملیع ملیع غیرهمسو استفاده می شود. فرآیند جداسازی ملیع ملیع به دلیل انجام در دمای ایین؛ بالا بودن خصوصیت انتخلبی و کم هزینه بودن ذ قرایندهلیی از قبیل تقطیر تبخیر و مکانیسم های غشلیی برای استخراج پنی سیلین بسیار مناسب خواهد بود. محلول لستخراج کننده بلید ظرفیت بالایی داشته باشد تا اینکه بتواند مقادیر زیادی از پنی سیلین را در خود نگهدارد. سمیت پایینی داشته:باشد: به راحتی در دسترس بوده و قیمت مناسبی داشته باشد: پنی از فاز مایع توسط حلال بوتیل یا آمیل استات استخراج می گردد. برای این منظور از استخراج کننده در تولید آنتی بیوتیک کاربرد فراوانی دارد. لین دستگاه بخصوص زملنی مفید خواهد بود که دانسیته دو محلول نزدیک به هم باشند. دستگاه 00 از یک درام سیلندری افقی تشکیل شده که در ۲۰۰۰-۵۰۰۰ دور در دقیقه چرخش می کند. مایمی که دارای دانسیته بالاتری است (براث بدست آمده از تخمیر که حاوی پنی سیلین است) از سمت محور وارد دستگاه شده و مایعی که دارای دانسیته پایینی است (آمیل استات) از سمت دیگر وارد ميشود. هنگامی که درام شروع به چرخش میکند بدلیل وجود اختلاف دانسیته و دور بالای محور. پنی سیلین موجود در براث وارد محلول آمیل استات شده و خارج ميشود ۰ استفاده می شود. این استخراج | 0000-١ شکل ۸: برشى از سيستم ‎POD‏ 

صفحه 28:
فنا ‎ey‏ محلول ريست آمذه كةاغتى إزبيت سيليق :اسك بة لور عارح ساخحتق پیگمانها و ناخالصیها با ۵/-۰/۲۵/ کربن فعال تیمار می شوند. کربن فعال ماده ای بی شکل است که مولکول ها را از فاز مایع بوسیله ساختار روزنه ای توسعه يافته خود جذب می کند. ستونهای حاوی کربن فعال 

صفحه 29:
و - کربستالیزاسیون: پنی سیلین 3) کریستال بی بو بی رنگ یا سفید می باشد. کریستالیزاسیون یک مرحل يقل نمودن مى باث که منجر به تولی ‎J‏ یار خللص می گردد. کرد نالیزاسیون زمانی اتفاق می افتد که ماده مورد نظر از فاز مایع به فاز جامد تغییر فاز دهد. برای آغاز فرآیند باید محلول فوق اشباع وجود داشته باشد. فوق اشباع بودن زمانی اتفاق می افتد که در یک محلول غلظت مواد محلول بسیار بالا بائد. می توان به وسیله سرد کردن؛ تبخیر حلال یا واکنش های شیمیلیی به حالت فوق اشباعی رسید. حلالیت پنی سیلین در محلول با کاهش دما کم می شود بنابرلین وقتی محلول سرد می شود حالت اشباع بودن لن افزایش پیدا سی کنذ تا زمانی که به. حالت فوق اشباعن رسیده و کریستالیزاسیون شروع می شود. با رسیدن به حللت فوق اشباعی به منظور دست یافتن به کریستالهای یکدست و یکنواخت از مکانیسم هسته افشانی استفاده ميشود. افشانی شامل افزودن کریستال های ریز به محلول فوق اشباع که در وضعیت متا قرار دارد می باشد که این امر منجر به واکنش بین کریستالهای موجود و کریستالهایی که با دیواره کریستالیزاتور در تماس هستند می شود. کریستالها تا زملنی که غلظت محلول به تعادل پرسد رشد می کنند. کریستالیزاسیون 88161۱ بیشترین کاربرد در صنعت برای تولید پنی سیلین 3) دارد. ک- شستشوی کربستال: کریستال های پنی سیلین 3) بدست آمده خللص بوده اما از لحاظ جذب و خصوصیات موئینگی هنوز کامل نیستند. ازینرو کریستالها بلید در مایعی که در ن نامحلولند شسته شده و خشک گردند. برای اين منظور از ال پروپانول و ان بوتانول استفاده ميشود. ل- خشک نمودن کریستال ها: خشک کردن می تولند بسیاری از ترکیبات حساس به حرارت مانند پنی سیلین را پایدار سازد. خشک کردن پنی سیلین باید با دقت صورت بگیرد تا خصوصیت شیمیایی و بیوشیمیلیی ن حفظ گردد و مطمنن شد که پس از خشک کردن به بیشترین میزان فعالیت خود برسد. ليوفيليزه دن. خشك كردن توسط خشك كن ياششى و خشك كردن بستر سيال تحت خلا از روشهايى است كه مى توان بكار برد. 

صفحه 30:
۶- بسته بندی محصولات آنتی بیوتیکی می توانند اشکال مختلفی داشته باشند. آنها را مى توان در محلول های کیسه یا سرنگ داخل وریدی. به شکل قرص یا کپسول ژل فروخت. یا ممکن است به صورت پودر فروخته شود که در پمادهای موضعی كتجانبه شده ابت :«يستهببه شكل نهليق آنتى بيوتيكته مراحل مختلف بالايئن ممكن است يس از جداسازى اوليه انجام شود. براى كيسه هاى داخل وريدىء آنتی بیوتیک کریستالی را می توان در یک محلول حل کرد. در کیسه قرار داد و پس مهر و موم می شود. برای کپسول های ژُل, آنتی بیوتیک پودر شده به صورت فیزیکی در نیمه پایینی کپسول پر می شود و سپس نیمه بالایی به صورت مکانیکی در جای خود قرار می گیرد. هنگامی که در پمادهای موضعی استفافه می شوج ‎oil‏ بيوتيك يا يماد مخلوط ی ود سپس محصول آنتی بیوتیک به ایستگاه های بسته بندی نهایی منتقل می شود. در اینجا محصولات روی هم چیده می شهند و در جعبه ها قرار می گيرند. آنها در کامیون ها بارگیری می شهند و به توزیع کنندگان مختلف بیمارستان ها و داروخلنه ها می شوند. کل فرآیند تخمیر, بازیلبی و پردازش می تواند بين پنج تا هشت روز طول بکشد. jn 1 =] a Gi 

صفحه 31:
۷- کنترل کیفیت ل کیفیت در تولید آنتی بیوتیک ها از اهمیت بالایی برخوردار است. از آنجایی که فرآیند تخمیر را شامل می شود باید اقدامات لازم را انجام داد تا اطمینان حاصل شود که در هیچ نقطه ای از تولید هیچ گونه آلودگی ایجاد نمی شود. برای این منظورء محیط و تمام تجهیزات پردازش کاملا با بخار استریل می شوند. در طول ساخت. کیفیت تمام ترکیبات به طور منظم بررسی می شود. بررسی مکرر وضعیت کشت میکروارگانیسم در طی تخمیر از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اینها با استفاده از تکنیک های مختلف کروماتوگرافی انجام می شوند. همچنین خواص فیزیکی و شیمیایی مختلذ ل نهایی مانند 01۷]. نقطه ذوب و میزان رطوبت بررسی می شود. در ايالات متحده. تولید آنتی بیوتیک به شدت توسط سازمان غذا و دارو /2]"تنظیم می شود. بسته به کاربرد و نوع آنتی بیوتیک. آزمایش کم و بیش باید انجام شود. به عنوان مثال. ۴۲0۸ ایجاب می کند که برای برخی از ‎i‏ تیک هاء هر دسته باید توسط آنها از نظر اثربخشی و خلوص بررسی شود. فقط پس از تایید دسته می توان آن را برای مصرف عمومی فروخت. 

صفحه 32:
تصویری شماتیک از پروسه تولید پنی سیلین 1 [| 1* extractor ‘Shaker Transfer flask vessel tank tank fant culture 3 ‘extractor 2" extractor Penicillin recovery Crystalline potassium Ceramic filter https://biologyreader.com/production-of-penicillin.htm! 

صفحه 33:
بهینه سازی مسیر ژنتیکی تولید پنی سیلین روش های مختلفی برای بهینه سازی مسیر های متابولیکی تولید پنی سیلین کشف و به کار گرفته شده است . که یکی از آن ها افزايش تولید پنی سیلین در سویه های تولید پنی سیلیوم کریزوژنوم از طریق بیان بیش از حد متعادل ایزوپنی سیلین لا| آسیل ترانسفراز است . این سویه ها حاوی نسخه های متعددی از کلاستر بیوسنتز پنی سيلين هستند كه.سه آنزيم كليدى را كد مى كلذ: (ACVS); ‏سیستینیل-د-والین‎ .١ ۲ ایزوپنی سیلین لا سنتاز(۱۳15) ۳ ایزوپنی سیلین لا آسیل ترانسفراز( 18۲ دانشمندان نشان دادند که تولید پنی‌سیلین در سویه‌های پرمحصول را می‌توان با بیان بیش از حد 1۵۸۲ بهبود بخشید در حالی که در سطوح بسیار بالای ۰11۲ پیش‌ساز ۶-آمینوپنیسیلیک اسید ‎/٩۳/-۶‏ تجمع می‌یابد. تولید بیش از حد ان" فقط به میزان اندکی تولید پنی سیلین را تحریک می كند. اين داده ها نشان مى دهد که در سویه های پرمحصول 1۸۹۲ عامل محدود کننده است و این محدودیت را می توان با تولید بیش از حد متعادل اين آنزیم کاهش داد. 

صفحه 34:
منابع و مآخذ : Ding Z, Lu H, Cheng J, Chen Y(2012), Comparative Metabolomic Study of -) Penicillium chrysogenum During Pilot and Industrial Penicillin Fermentations, Appl Biochem Biotechnol, 68:1223-1238 2- Elander RT (2003) Industrial production of B-lactam antibiotics, Appl Microbiol Biotechnol, 61:385-392. 3- Waites MJ, Morgan NL, Rockey JS, Higton G (2001) Industrial microbiology: an introduction. Blackwell, Oxford, UK. 4- van der Beek CP, Roels JA. Penicillin production: biotechnology at its best. Antonie Van Leeuwenhoek. 1984;50(5-6):625-39. doi: 10.1007/BF02386230. PMID: 6442122. 5-Weber, Stefan S et al. “Increased penicillin production in Penicillium chrysogenum production strains via balanced overexpression of isopenicillin N acyltransferase.” Applied and environmental microbiology vol. 78,19 (2012): 7107-13. doi:10.1128/AEM.01529-12 

صفحه 35:
= ‏ی‎ ‏ا‎ ‎So Much! ٠١ 7