Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối

ĐẶT VẤN ĐỀ
Việc khám phá và phát triển các kháng sinh đã tạo ra các thế lực vũ khí hữu hiệu
giúp con người chống lại vi khuẩn. Phạm vi điều trị của kháng sinh hiện nay không chỉ
dừng lại ở các bệnh nhiễm khuẩn, mà kháng sinh còn được dùng ngày một nhiều để
điều trị ung thư.
Tuy nhiên, việc nghiên cứu phát triển kháng sinh mới đang có xu hướng giảm
theo thời gian. Trong khi đó, mô hình các bệnh nhiễm khuẩn ngày càng đa dạng, việc
sử dụng kháng sinh ngày một tràn lan, tình hình kháng kháng sinh ngày càng gia tăng
và đang là mối lo ngại toàn cầu.
Hiện trạng đó đang là tiếng chuông cảnh báo, con người sẽ thua trong cuộc
chiến chống vi khuẩn. Vì vậy, đẩy mạnh nghiên cứu, sản xuất các kháng sinh có hiệu
quả điều trị cao, độc tính thấp và ít bị kháng thuốc là một yêu cầu tất yếu và cấp thiết
trong công cuộc bảo vệ và chăm sóc sức khỏe người dân.
Trong tất cả các kháng sinh được biết đến hiện nay thì có khoảng 55% có nguồn
gốc từ xạ khuẩn và 60% trong số đó thuộc chi Streptomyces. Đó là cơ sở để các nhà
khoa học nước ta hiện nay tập trung nghiên cứu vào chi xạ khuẩn này.
Chính vì vậy, em chọn đề tài: “Góp phần nghiên cứu lên men tổng hợp kháng
sinh từ Streptomyces 119.112” làm khóa luận tốt nghiệp. Chủng Streptomyces 119.112
do Bộ môn Vi sinh – Sinh học trường đại học Dược Hà Nội phân lập và cung cấp. Khóa
luận mong muốn đạt được các mục tiêu sau đây:
- Nâng cao hiệu suất sinh tổng hợp kháng sinh từ chủng Streptomyces
119.112bằng sàng lọc ngẫu nhiên và đột biến cải tạo giống.
- Lựa chọn môi trường và biến chủng thích hợp cho quá trình lên men.
- Chiết tách và tinh chế kháng sinh thu được.
- Từng bước xác định đánh giá tính chất vật lý và cấu trúc hóa học của kháng
sinh do chủng Streptomyces 119.112.
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Đại cương về kháng sinh
1.1.1. Định nghĩa kháng sinh
Kháng sinh là những sản phẩm đặc biệt nhận được từ vi sinh vật hay các nguồn
tự nhiên khác có hoạt tính sinh học cao, có tác dụng kìm hãm hay tiêu diệt một cách
chọn lọc lên một nhóm vi sinh vật xác định (vi khuẩn, nấm, nguyên sinh động vật, …)
hay tế bào ung thư ở nồng độ thấp. [9], [15]
Cần phân biệt một số chất cũng do vi sinh vật tạo ra nhưng không được gọi là
kháng sinh (rượu ethylic, các acid hữu cơ, …) vì chúng tác dụng lên vi sinh vật khác
không mang tính chọn lọc và ở nồng độ cao.[9], [15]
1.1.2. Phân loại kháng sinh
Có nhiều cách phân loại kháng sinh: theo nguồn gốc, theo tính nhạy cảm của vi
khuẩn với kháng sinh, theo cơ chế tác dụng, theo cấu trúc hóa học… Phân loại kháng
sinh theo cấu trúc hóa học là khoa học nhất vì nó giúp cho người nghiên cứu nhanh
chóng định hướng được các đặc điểm của chất kháng sinh mới phát hiện khi biết được
cấu trúc hóa học của nó, tránh lãng phí thời gian để nghiên cứu về các đặc điểm khác.
[9], [16]
Phân loại kháng sinh theo cấu trúc hóa học thường chia ra các nhóm chất sau
đây:
 Các kháng sinh có cấu trúc β-lactam (penicillin, cephalosporin)
 Các kháng sinh chứa nhân thơm (chloramphenicol)
 Các kháng sinh có cấu trúc aminoglycosid (streptomycin, gentamicin)
 Các kháng sinh có cấu trúc 4 vòng (tetracyclin)
 Các kháng sinh polypeptid (polymyxin, bacitracin)
 Các kháng sinh macrolid (erythromycin, spiramycin)
 Các kháng sinh polyen (nystatin, amphotericin B)
 Các kháng sinh nhóm antracyclin chống ung thư (daunorubicin)
 Các kháng sinh nhóm actinomycin chống ung thư (dactinomycin D).
1.1.3. Cơ chế tác dụng của kháng sinh
Cơ chế tác dụng lên vi sinh vật gây bệnh của mỗi chất kháng sinh thường mang
đặc điểm riêng, tùy thuộc vào bản chất của kháng sinh đó.[16]
Hình 1 giới thiệu sơ đồ cơ chế tác dụng của các họ kháng sinh chính.
Hình 1: Sơ đồ cơ chế tác dụng của các họ kháng sinh chính
 Ức chế quá trình tổng hợp vách TB vi khuẩn: -lactam, nhóm Glycopeptid.
 Tác động lên tổng hợp protein của vi khuẩn: tetracycline, aminoglycosid (lên
tiểu đơn vị 30S), cloramphenicol, macrolid, lincosamid (50S).
 Ức chế quá trình tổng hợp acid nhân: nhóm quinolon, rifampicin.
 Thay đổi tính thấm của màng: polymicin (colistin).
 Kháng chuyển hóa: acid folic, sulfamid, trimethoprim.
1.2. Đại cương về xạ khuẩn
Xạ khuẩn (Actinomycetes) thuộc nhóm vi khuẩn thật (Eubacteria) phân bố rộng rãi
trong tự nhiên, là các vi khuẩn Gram dương, phát triển dạng sợi phân nhánh có tỷ lệ
G+C>55%. Trong mỗi gam đất nói chung thường có chứa hàng triệu xạ khuẩn. Đại đa
số các xạ khuẩn là các vi sinh vật hiếu khí, hoại sinh, có cấu tạo sợi dạng phân nhánh.
Do có thể sinh tổng hợp được nhiều sản phẩm trao đổi chất quan trọng nên các xạ
khuẩn được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu rất nhiều.[5], [6], [10], [15]
Trong số hơn 16,000 kháng sinh hiện đã được biết trên thế giới thì khảng 55% là do
xạ khuẩn tạo ra. Xạ khuẩn còn được sử dụng để sản xuất nhiều loại enzyme (amylase,
celllulase, protease…), cũng như các hợp chất khác.
Một số đặc điểm của xạ khuẩn:
 Đường kính khuẩn ty xấp xỉ khoảng 0,2-0,1 m đến 2-3 .
 Màu sắc khuẩn ty rất phong phú: trắng, vàng, đỏ, lục, tím…
 Thành tế bào xạ khuẩn dày khoảng 7,5-10nm, không có cellulose, kitin.
 Đa số khuẩn ty không có vách ngăn.
 Phân chia tế bào theo kiểu phân bào vô tính.
 Bắt màu nhóm vi khuẩn Gr(+) khi nhuộm Gram.
1.2.1. Đặc điểm hình thái của xạ khuẩn:
Xạ khuẩn thuộc nhóm các vi khuẩn thật nhưng phát triển thành dạng sợi, hệ sợi của
xạ khuẩn chia thành khuẩn ty cơ chất và khuẩn ty khí sinh. Khuẩn lạc xạ khuẩn khá đặc
biệt: không trơn ướt như vi khuẩn, nấm men mà thường có dạng thô ráp, dạng phấn,
không trong suốt, có các nếp gấp tỏa ra theo hình phóng xạ. [5], [6], [10], [15]
Hình 2: Sơ bộ phân loại xạ khuẩn
1.2.2. Đặc điểm xạ khuẩn chi Streptomyces
Các loại xạ khuẩn thuộc Streptomyces có khả năng tạo ra nhiều kháng sinh có
cấu trúc phức tạp. Trong tổng số các kháng sinh đã được tìm thấy do xạ khuẩn tổng hợp
thì có tới 60% là từ Streptomyces. [15]
 Đặc điểm hình thái: hệ sợi của xạ khuẩn gồm có khuẩn ty cơ chất và khuẩn ty
khí sinh:
• Khuẩn ty cơ chất: mọc sâu vào môi trường nuôi cấy, không phân cắt trong suốt
quá trình phát triển, bề mặt nhẵn hay sần sùi, có thể tiết ra môi trường một số loại sắc
tố, có sắc tố tan trong nước, có sắc tố chỉ tan trong dung môi hữu cơ.
• Khuẩn ty khí sinh: do khuẩn ty cơ chất phát triển dài ra trong không khí. Sau
một thời gian phát triển trên đỉnh khuẩn ty khí sinh sẽ xuất hiện các chuỗi bào từ.
• Chuỗi bào tử (sợi bào tử) có rất nhiều hình dạng khác nhau: thẳng, sóng, móc
câu, xoắn… Chuỗi bào tử phân cắt tạo thành các bào tử trần, là cơ quan sinh sản chủ
Streptoverticulum Streptomyces Themostreptomyces …
yếu của xạ khuẩn. Bề mặt bào tử có thể có dạng trơn nhẵn (sm), xù xì da cóc (wa), có
gai (sp) hay có tóc (ha).
Hình 3: Các khuẩn ty ở xạ khuẩn
 Đặc điểm sinh lý: Streptomyces là sinh vật dị dưỡng, có tính oxi hóa cao. Để
phát triển, chúng phân giải các hydratcarbon làm nguồn cung cấp vật chất và năng
lượng, đồng thời thủy phân các hợp chất như gelatin, casein, tinh bột, khử nitrat thành
nitrit. Streptomyces là loại xạ khuẩn hô hấp hiếu khí. Nhiệt độ tối ưu của chúng là 25-
30°C, pH tối ưu thường là 6,8-7,5.
 Khả năng tạo sắc tố: Sắc tố tạo thành từ Streptomyces được chia làm 4 loại: sắc
tố hòa tan, sắc tố của khuẩn ty cơ chất, sắc tố của khuẩn ty khí sinh,sắc tố melanoid.
1.3. Sơ đồ tổng quát sinh tổng hợp kháng sinh

r56S75gvXYyCAQP

---