Готовые работы
Контрольная Скрининг продуцентов биологически активных веществ , Вариант 4. КрасГМУ, Биотехнология . Купить за 2 000.00 руб в Красноярске.

2 000.00 руб

Контрольная

Скрининг продуцентов биологически активных веществ , Вариант 4. КрасГМУ


Дата сдачи: Ноябрь 2012

Оглавление
Тема «Скрининг продуцентов биологически активных веществ (анти6иотики, ингибиторы ферментов, иммунодепрессанты и др.) из почвенных микроорганизмов» 3
Задача №1 3
Задача №2 6
Тема «Регуляция биосинтеза БАВ в условиях производства. Ферментаторы (ферментеры)» 7
Задача №3 7
Задача № 4 12
Задача № 5 16
Задача №6 18
Тема «Ферменты медицинского назначения» 20
Задача №7 20
Задача №8 22
Тема «Рекомбинантные белки. Полупромышленная установка получения генно-инженерного инсулина». 25
Задача №9 25
Задача №10 28
Задача №11 30
Тема «Получение лекарственных веществ на основе растительных культур тканей» 32
Задача №12 32
Тема «Получение витаминов и коферментов биотехнологическими методами» 34
Задача №13 34
Задача №14 36
Тема «Получение аминокислот биотехнологическими методами». 38
Задача №15 38
Тема «Нормофлоры (пробиотики, микробиотики, эубиотики)». 42
Задача №16 42
Задача № 3. 42
Задача №17 45
Тема «Микробиологическая трансформация стероидов» 47
Задача №18 47
Тема «Получение моноклональных антител. Иммуноферментный анализ» 49
Задача №19 49
Задача №20 51
Список литературы 54

Тема «Скрининг продуцентов биологически активных веществ (анти6иотики, ингибиторы ферментов, иммунодепрессанты и др.) из почвенных микроорганизмов»

Задача №1
Эритромицин, являющийся "золотым стандартом" среди антибиотиков класса макролидов, обладает высокой активностью прежде всего против грамположительных кокков, таких как -гемолитический стрептококк группы A (S.pyogenes), пневмококк (S.pneumoniae), золотистый стафилококк (S.aureus), исключая метициллинорезистентные штаммы последнего. Кроме того, он хорошо действует на возбудителя коклюша (B.pertussis), дифтерийную палочку (C.diphtheriae), моракселлу (M.catarrhalis), легионеллы (Legionella spp.), кампилобактеры (Campylobacter spp.), листерии (Listeria spp.), хламидии (C.trachomatis, C.pneumoniae), микоплазмы (M.pneumoniae), уреаплазмы (U.urealyticum).
Эритромицин умеренно активен против гемофильной палочки (H.influenzae), боррелий (B.burgdorferi) и некоторых бактероидов, включая B.fragilis. В то же время он практически не действует на грамотрицательные бактерии семейства Enterobacteriaceae, Pseudomonas spp. и Acinetobacter spp., поскольку не проникает через оболочку клеток данных микроорганизмов.
1. Механизм и характер антимикробного действия макролидов.
2. Каков характер антимикробного действия макролидов
3. Для каких еще групп антибиотиков характерно также связывание с 50S-субъединицами рибосом микроорганизма? Возможно ли их совместное назначение?
4. Какие методы определения чувствительности микроорганизмов к макролидам Вы знаете?

Задача №2
В процессе биосинтеза антибиотика из группы аминогликозидов при культивировании продуцента состав питательной среды включал соевую муку, кукурузный экстракт, повышающий эффективность ферментации и соли. Подача газового потока, источники фосфатов и азота соответствовали требованиям. При добавлении в среду некоторого количества глюкозы биосинтез был ослаблен.
1. В результате чего добавление в среду глюкозы снизило эффективность биосинтеза антибиотика? Какое название носит данный эффект, его сущность?
2. Какие общие закономерности необходимо учитывать при культивировании большинства продуцентов вторичных метаболитов?
3. Какие углеводороды наиболее благоприятны для биосинтеза антибиотиков?

Тема «Регуляция биосинтеза БАВ в условиях производства. Ферментаторы (ферментеры)»
Задача №3
В общем виде система биотехнологического производства продуктов микробного синтеза представлена на схеме: 

clip_image002.gif

1. Сколько стадий биотехнологического производства Вы знаете? Назовите их и охарактеризуйте происходящие в них процессы.
2. Расскажите о технологии приготовления питательных сред для микробиологического синтеза вещества. Что входит в состав питательной среды? Особенности введения в среду источников углерода.
3. Асептика при приготовлении питательной среды в процессе микробиологического синтез. Стерилизация газовых и жидкостных потоков. Требования к химическим антисептикам.
4. Требует ли стерилизации среда, в которой субстратами служат метанол, этанол или концентрированная уксусная кислота? Почему? Как достигается соблюдение асептики в данном случае?
5. Поддержание чистой культуры и получение засевной дозы. Отделение чистой культуры. Особенности при периодическом процессе культивирования и при непрерывном.

Задача № 4
Продукты микробного синтеза поступают из биореактора в виде водных суспензий или растворов, при этом характерно невысокое содержание основного компонента и наличие многих примесных веществ. В большинстве промышленных производств на первом этапе переработки культуральной жидкости производят отделение массы продуцента от жидкой фазы – сепарацию.
1. Как технологические приемы, используемые для отделения клеток от среды, зависят от природы продуцента? Поясните на примере сравнении выделения продуцента у сахаромицетов и дрожжей рода Candida.
2. Роль фильтрации и центрифугирования при отделении твердой фазы.
3. Какие способы обработки культуральной жидкости вам известны?
4. Как называют способ выделения и очистки продуктов, находящихся внутри клеток продуцента?
5. Какие способы освобождение от растворимых веществ вам известны?
6. Перечислите известные вам методы тонкой очистки и разделения препаратов.

Задача № 5
Стадия ферментации - центральная среди этапов промышленного производства. Под ферментацией понимают всю совокупность последовательных операций от внесения в заранее приготовленную и термостатированную среду инокулята до завершения процессов роста, биосинтеза или биотрансформации.
1. Какие два вида ферментации вам известны?
2. С помощью какого оборудования осуществляется ферментация? Его основные элементы, схематическое изображение.
3. Как технологическое оформление процессов промышленной биотехнологии зависти от отношения микроорганизма-продуцента к кислороду? Три группы биореакторов.
4. Способы управления процессом ферментации.

Задача №6
Установите правильную последовательность стадий и операций технологического процесса, представленных на схеме, заполните недостающие операции стадии «Выделение целевого продукта». Предложите методы и аппаратурное оснащение операции «Дезинтеграция клеток».
1. Подготовка и стерилизация газового потока
2. Подготовка и стерилизация оборудования и коммуникаций
3. Подготовка и стерилизация субстрата
4. Разделение культуральной суспензии
5. Обработка культуральной суспензии
6. анализ целевого продукта
7. Дезинтеграция клеток
8. выделение индивидуального вещества
9. Культивирование биообъекта
10. подготовка биообъекта
11. Сушка целевого продукта
12. Фасовка, упаковка, маркировка лекарственной субстанции
13. Выделение целевого продукта
14. биологическая очистка отходов

Тема «Ферменты медицинского назначения»
Задача №7
Ферменты — биологические катализаторы биохимических реакций в живых клетках.
1. Назовите основные свойства ферментов, сравните со свойствами небиологических катализаторов.
2. Активный и аллостерический центр фермента.
3. Биообъекты-биокатализаторы.
4. Классификация ферментов и катализируемых реакций.

Задача №8
Ферменты - вещества белковой природы и поэтому неустойчивы при хранении. Кроме того, ферменты не могут быть использованы многократно из-за трудностей в отделении их от реагентов и продуктов реакции. В 1916 году Дж.Нельсон и Е.Гриффин адсорбировали на угле инвертазу и показали, что она сохраняет в таком виде каталитическую активность.
1. Изобретение какого процесса воздействия на ферменты с целью повышения их устойчивости и возможности многократного применения произошло в 1916г?
2. Преимущества иммобилизованных ферментов перед нативными.
3. Основные к требования носителям для получения иммобилизованных ферментов.
4. Классификация носителей для получения иммобилизованных ферментов.
5. Перечислите наиболее распространенные носители из класса углеводов, известные вам.
6. Применяют ли в качестве носителя для иммобилизации ферментов агар?
7. Назовите основные достоинства и недостатки белков в качестве носителей для иммобилизации ферментов, наиболее часто применяемые с этой целью белки.

Тема «Рекомбинантные белки. Полупромышленная установка получения генно-инженерного инсулина».
Задача №9
Генная инженерия появилась благодаря работам многих исследователей в разных отраслях биохимии и молекулярной генетики. Генная инженерия- совокупность методов, позволяющих в пробирке переносить генетическую информацию из одного организма в другой. Перенос генов даёт возможность преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим. ЦЕЛЬ - получение клеток, в промышленных масштабах нарабатывать некоторые белки.
1. Что представляют из себя плазмиды, их роль в генной инженерии.
2. Для чего бактериальные клетки вырабатывают рестриктазы?
3. Сущность процесса клонирования для получения рекомбинантной ДНК с применением плазмид и рестриктаз.
4. Основные продуценты, используемые в построении рекомбинантных белков.
5. Понятие вектора в генной инженерии.

Задача №10
Важное значение среди гормонов поджелудочной железы играет инсулин. В настоящий момент расширяются возможности создания рекомбинантного инсулина.
1. Биологические функции инсулина в организме человека.
2. Строение инсулина.
3. Биосинтез молекулы инсулина в организме человека из проинсулина.
4. Какие недостатки производства и при¬менения инсулинов из животного сырья вы знаете?

Тема «Схема получения инсулина. Обеспечение безопасности окружающей среды (воздух, стоки и т.д.)»
Задача №11
Исторически первым способом получения инсулина для терапевтических целей является выделение аналогов этого гормона из природных источников (островков поджелудочной железы крупного рогатого скота и свиней). В 20-х годах прошлого века было установлено, что бычий и свиной инсулины (которые являются наиболее близкими к инсулину человека по своему строению и аминокислотной последовательности) проявляют в организме человека активность, сравнимую с инсулином человека.
1. Получение инсулина из тканей свиней является методом синтетическим или полусинтетическим?
2. Опишите метод получения инсулина из тканей свиней.
3. Преимущества человеческого генно-инженерного инсулина человека по сравнению с произведенным из тканей животного.
4. Как по международному стандарту определяют активность инсулина?

Тема «Получение лекарственных веществ на основе растительных культур тканей»
Задача №12
Суспензионные культуры - отдельные клетки или группы клеток, выращиваемые во взвешенном состоянии в жидкой среде. Представляют собой относительно гомогенную популяцию клеток, которую легко подвергнуть воздействию химических веществ. Суспензионные культуры широко используются в качестве модельных систем для изучения путей вторичного метаболизма, индукции ферментов и экспрессии генов, деградации чужеродных соединений, цитологических исследований и др.
1. Получение суспензионной культуры из каллусной ткани.
2. Фазы роста суспензионной культуры.
3. Какие два вида систем культивирования при глубинном культивировании растительных клеток применяют?
4. Накопление вторичных метаболитов возрастает в фазе замедленного роста клеточной популяции, а в стационарной фазе ...?
5. Как влияют на синтез вторичных метаболитов стрессовые условия, воздействующие на клетки в конце экспоненциальной фазы?
6. Использование суспензионных культур в промышленности. Примеры растений, применяемых в медицине для создания лекарственных препаратов.

Тема «Получение витаминов и коферментов биотехнологическими методами».
Задача №13
Данный витамин является активным гемопоэтическим фактором млекопитающих и ростовым фактором многих микроорганизмов, состоит из двух циклических структур и линейного участка. В молекуле данного витамина металл кобальт связан с первым макроциклом (корриновое ядро). Вторая кольцевая структура - 5,6-диметилбензимидазол (5,6-ДМБ), связанная с первой кольцевой структурой гетерогенной боковой цепью, состоящей из изопропанола, связанного с основанием 5.6- ДМБ М-гликозидной связью.
1. О каком витамине идет речь?
2. Используются ли в производстве данного витамина дрожжи и мицелярные грибы?
3. Какие продуценты данного витамина вам известны?
1) Метод совершенствования биооъекта и метод отбора сверхпродуцента для получения данного витамина с помощью Propionibacterium freudenreichii и Propionibacterium shermanii
2) Методы экстракции и очистки целевого продукта при получении данного витамина с помощью Propionibacterium freudenreichii и Propionibacterium shermanii

Задача №14
Процесс промышленного производства данного витамина осуществляется в виде нескольких стадий, лишь одна из которых является биотехнологической, остальные - химические превращения. По химическим свойствам данный витамин является L-кислотой. Исходным веществом для промышленного производства служит крахмал.
a. Что за витамин производится подобным способом? Название метода промышленного производства.
b. Перечислите стадии производства, отметьте среди них биотехнологическую.
c. Продуценты биотехнологической стадии, их особенности.
d. Что вам известно о синтезе предшественника данного витамина - гидрат диацетон-2-кето-L-гулоновой кислоты- какой микроорганизм может использоваться для синтеза данного вещества-предшественника, метод его совершенствования?

Тема «Получение аминокислот биотехнологическими методами».
Задача №15
В клетках микроорганизмов рода Согуnebacterium и Brevibacterium в процессе микробиологического синтеза из аспарагиновой кислоты в синтезируется три аминокислоты, в том числе лизин, имеющий промышленное значение.
1. Биообъект для данного процесса.
2. Какие еще аминокислоты образуются в клетках микроорганизмов рода Согуnebacterium и Brevibacterium из аспарагиновой кислоты наряду с лизином?
3. Какой фермент открывает данный метаболический путь, особенности данного фермента. Понятие «совместное ингибирование».
4. Метод совершенствования биообъекта, применяемый при синтезе лизина. Понятия мутанты первого и второго типов, их предназначение и использование их особенностей.
5. Схематически изобразите процесс микробиологического синтеза лизина с указанием ферментов.

Тема «Нормофлоры (пробиотики, микробиотики, эубиотики)».
Задача №16
Предложите посетителю аптеки лекарственные препараты на основе пробиотиков, прием которых можно совмещать с приемом пероральных препаратов антибиотиков

Задача № 3.
Даны следующие лекарственные препараты:
а-Ацилакт сухой
б-Бактисубтил
в-Бификол сухой
г-Бифилиз сухой
д-Колибактернн сухой
е-Линекс
ж-Нормофлор
з-Нутролин В
и-Пробифор
к-Хилак-форте
1. Выделите среди перечисленных препаратов содержащие лактобактерии.
2. Выделите среди перечисленных препаратов содержащие бифидобактерии.
3. делите среди перечисленных препаратов содержащие кишечную палочку.
2. торы, вызывающие развитие дисбактериоза.
5. дставители резидентной микрофлоры ЖКТ человека. Кто преобладает?
2. Принципы пробиотикотерапии. Опеределение.
3. Что представляет препарат Хилак-форте? Является ли он пробиотиком?

Задача №17
Большинство препаратов пробиотиков представляют собой биомассу микроорганизмов.
4. Какие этапы включает процесс получения продуцента для препаратов нормофлоры?
5. Продуцент при получении колибактерина.
6. Каким образом продуцент — кишечную палочку, восстанавливают из состояния анабиоза?
7. Перечислите оптимальные условия для культиви¬рования кишечной палочки с целью накопления биомассы.
8. Контроль препарата колибактерина.

Тема «Микробиологическая трансформация стероидов»
Задача №18
Стероидные гормоны (кортикостероиды, прогестогены, половые гормоны) участвуют во многих жизненно важных функциях организма. В основе получения стероидных гормонов лежат методы биотрансформации (биоконверсии).
1. Сущность процесса биотрансформации.
2. Каким образом осуществляется синтез молекулы стероида в процессе биоконверсии?
3. Основные процессы микробиологической трансформации.
4. Преимущества биотехнологических методов производства стероидов перед методами химического синтеза.
5. Что используется в качестве исходного сырья для производства стероидных препаратов в биотехнологическом производстве?
6. Какой тип ферментации применяют при биотрансформации стероидов?
7. Трансформация может осуществляться как растущей на среде культурой, так и отмытыми от питательной среды клетками микроорганизма. Какой из вариантов предпочтительнее, есть ли исключения?

Тема «Получение моноклональных антител. Иммуноферментный анализ» 
Задача №19
Иммунная система, совместно с нервной, эндокринной, сердечно - сосудистой и другими системами, обеспечивает постоянство внутренней среды организма, или гомеостаз.
1. Активирующие агенты иммунной системы (определение).
2. Какие компоненты иммунной системы Вы знаете?
3. К какому из компонентов иммунной системы относится иммуноглобулины? Какие клетки в организме вырабатывают иммуноглобулины? Классы иммуноглобулинов.
4. Что представляет генетический компонент иммунной системы? Принцип его функционирования.
5. Первичная иммунная недостаточность, определение. Способы терапии.
6. Вторичная иммунная недостаточность, определение, причины.

Задача №20
Многие исследователи пытались отыскать способы получения антител с узкой специфичностью.
1. Какие этапы включает процедура получения моноклональных антител?
2. Назначение процесса иммунизации животных при получении моноклональных антител
1. Какие клетки используют для гибридизации in vivo при производстве моноклонольных антител?
2. Иммунизация in vitro при производстве моноклональных антител, преимущества.
3. Клонирование гибридомных клеток, известные вам методы клонирования.
4. Принцип работы теста для ранней диагностики беременности с помощью моноклональных антител.

Список литературы

1. Бекер М. Е. Введение в биотехнологию. Пер. с латышского. – М.: Изд. «Пищевая промышленность», 1978 г – 231 с.
2. Биотехнология: Учебное пособие/ Ю.О. Сазыкин, С.Н. Орехов, И.И. Чакалева// Под ред. А.В. Катлинского. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 256 с.
3. Валиханова Г.Ж. Культура клеток растений как объект биотехнологии: Курс лекций. - Казахстан: Казахский Национальный Университет имени аль-Фараби, 2002.
4. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение.// Пер. с англ. - М.: Мир, 2002. - 589 с.
5. Евтушенков А.Н., Фомичев Ю.К. Введение в биотехнологию: Курс лекций. - Минск: БГУ, 2002. - 104 с.
6. Прищеп Т.П., Чучалин B.C., Зайков К.Л., Михалева Л.К., Белова Л.С. Основы фармацевтической биотехнологии: Учебное пособие / Т.П. Прищеп, B.C. Чучалин, К.Л. Зайков, Л.К. Михалева, Л.С. Белова. — Ростов н/Д.: Феникс; Томск: Издательство НТЛ, 2006. — 256 с.

Задать вопрос по работе