- •О. Ю. Сартакова
- •Учебное пособие
- •Содержание
- •1 Основы микробиологии ................................................... 7
- •2 Основы биотехнологии ................................................... 42
- •3 Типовая схема и основные стадии
- •4 Основные понятия биокатализа и53
- •5 Ферментация....................................................................... 65
- •6 Области применения биотехнологии........................... 69
- •Введение
- •1 Основы микробиологии
- •1.1 Общие сведения о микроорганизмах
- •1.2 Распространение микроорганизмов в природе
- •1.3 Морфологическая характеристика отдельных групп микроорганизмов
- •1.3.1 Структура эукариотической клетки
- •Ской мембраны
- •1.3.2 Структура прокариотической клетки
- •1.3.3 Ультрамикробы
- •1.3.4 Бактерии
- •1.3.4.1 Спорообразование у бактерий
- •1.3.4.2 Движение бактерий
- •1.3.4.3 Размножение бактерий
- •1.3.4.4 Питание бактерий
- •1.3.4.5 Типы питания
- •1.3.4.6 Систематика бактерий
- •1.3.5 Актиномицеты
- •1.3.6 Грибы
- •1.3.7 Водоросли
- •1.3.8 Простейшие
- •1.3.9 Коловратки
- •2 Основы биотехнологии
- •2.1 Объекты биотехнологии
- •2.2 Прошлое и настоящее биотехнологии
- •2.3 Перспективы развития биотехнологии
- •2.4 Основные виды биотехнологической деятельности микроорганизмов
- •2.5 Преимущества биотехнологических процессов
- •3 Типовая схема и основные стадии биотехнологических производств
- •4 Основные понятия биокатализа и биотрансформации
- •4.1 Основные группы биотрансформаций
- •4.2 Основные виды реакций биокатализа
- •4.3 Классификация ферментов
- •4.4 Преимущества и недостатки биокаталитических процессов
- •4.5 Основные понятия иммобилизации ферментов
- •4.6 Методы иммобилизации ферментов
- •Го связывания с носителем
- •«Сшивки»
- •4.7 Оценка качества иммобилизованных ферментов и метода иммобилизации
- •4.8 Примеры использования ферментов
- •5 Ферментация
- •5.1 Классификация процессов ферментации
- •Ферментация бывает:
- •5.2 Основные параметры периодической ферментации
- •5.3 Понятие скорости роста
- •5.4 Фазы периодической ферментации
- •5.5 Преимущества и недостатки периодической ферментации
- •6 Области применения биотехнологии
- •6.1 Биотехнологические процессы в решении экологических задач
- •6.2 Примеры блок-схем микробиологической очистки стоков
- •6.3 Биохимические методы очистки воды
- •6.3.1 Микробная ассоциация и технологические условия ме-
- •6.3.2 Очистка воды в аэротенках
- •6.3.3 Очистка воды в биофильтрах
- •6.3.4 Комбинированные сооружения аэробной биохимической очистки воды
- •6.3.5 Процессы нитрификации и денитрификации
- •6.3.6 Методы обработки осадка
- •6.3.7 Аэробная стабилизация осадка
- •6.3.8 Метановое брожение (биометаногенез)
- •6.3.8.1 Этапы метанового брожения
- •Биогаз (сн4, co2 )
- •6.3.8.2 Химизм процесса метанового брожения
- •6.3.8.3 Микробная ассоциация биометаногенеза
- •6.3.8.4 Сырье биометаногенеза
- •6.3.8.5 Технологические режимы и аппаратурное оформление процесса метанового брожения
- •6.4 Биоценозы как индикаторы сапробности водоемов
- •6.5 Применение биотехнологии в медицине
- •6.5.1Антибиотики
- •6.5.2. Гормоны
- •6.5.3 Вакцины, иммунные сыворотки и иммуноглобулины
- •6.5.4 Ферменты
- •6.5.5 Биодатчики в медицине
- •6.6 Применение биотехнологии в энергетике
- •6.6.1 Законы биоэнергетики
- •6.6.2 Биологические мембраны, как преобразователи энергии
- •6.6.3 Характеристика растительного сырья как источника энергии
- •6.6.4 Альтернативные источники энергии и их получение
- •6.7 Производство пищевых продуктов и напитков
- •6.7.1 Биотехнологические процессы в хлебопекарном производстве
- •6.7.2 Биотехнология приготовления пива
- •6.7.3 Производство вина и спиртсодержащих продуктов
- •6.7.4 Биотехнология приготовления кисломолочных продуктов и сметаны
- •6.7.5 Биотехнологические процессы в сыроделии
- •6.7.6 Биотехнология приготовления маргарина
- •6.8 Химическая промышленность и биотехнология
- •6.9 Сельское хозяйство и биотехнология
- •6.10 Биогеотехнология
- •6.10.1Биогидрометаллургия
- •6.10.2 Выщелачивание куч и отвалов
- •6.10.3 Бактериальное выщелачивание in situ
- •6.10.4 Выщелачивание минеральных концентратов
- •6.10.5 Микробиологический способ извлечения золота
- •6.10.6 Биосорбция металлов из растворов
- •6.10.7 Обогащение руд
- •6.10.8 Извлечение нефти
- •6.11 Безопасность биотехнологических процессов
- •Глава 1
- •Главы 2, 3
- •Глава 4
- •Глава 5
- •Глава 6
6.5.2. Гормоны
Гормоны (от греч. hormao-возбуждаю, привожу в движение), био- логически активные вещества, вырабатываемые в организме специали- зированными клетками или органами (железами внутренней секреции)
и оказывающие целенаправленное влияние на деятельность других ор- ганов и тканей. Термин «гормоны» предложил в 1905 г. английский физиолог Э. Старлинг.
Гормоны влияют на все виды обмена веществ в организме, актив- ность генов, рост и дифференцировку тканей, формирование пола и размножения, адаптацию к условиям среды, поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаз), поведение и многие другие процессы. Совокупность регулирующего воздействия различных гор- монов на функции организма называется гормональной регуляцией.
Получение и применение гормонов. Гормоны - продукты, полу- чаемые из органов и тканей животных и человека (крови донора, уда- ленных при операциях органов, трупного материала). Полипептидные
и белковые гормоны выделяют путем экстракции из желез домашнего
103
скота с последующей очисткой. Разработана процедура получения не- которых гормонов с помощью методов генной инженерии. Многие не- пептидные гормоны получают с помощью химического синтеза.
Гормоны нашли широкое применение в акушерстве и гинеко- логии. Хорионический гонадотропин помогает при лечении бесплодия, окситоцин используют для усиления родовой деятельности. Стероид- ные половые гормоны или их аналоги применяют при нарушениях в половой сфере, в качестве противозачаточных средств и т.д. Гормоны коры надпочечников используют для лечения аллергических заболева- ний, их назначают при артрите, при воспалительных процессах. Гор- моны, вырабатываемые вилочковой железой (тимусом), применяют для лечения онкологических заболеваний, при нарушениях иммуните- та.
Гормон роста - соматотропин, ранее этот гормон получали из гипофиза человека. Каждый гипофиз содержит его не более 4 мг. Для лечения одного ребенка карлика требуется 7 мг в неделю. С примене-
нием генно-инженерных штаммов Е-coli стало возможно продуциро-
вать 100 мг гормона роста на 1 л среды культивирования. Данная тех- нология получения соматотропина сделала применение его в терапев- тической практике более доступным.
Инсулин - гормон поджелудочной железы, основное средство лечения сахарного диабета. Раньше получали из поджелудочной желе- зы быка и свиньи. Препарат отличался от человеческого инсулина тре- мя аминокислотными звеньями, что вызывало аллергические реакции при его применении. Путем генно-инженерных модификаций живот- ного инсулина удалось получить продукт неотличимый от человече- ского инсулина.
Интерфероны – вещества, выделяемые клетками человека и жи- вотных в ответ на инфицирование вирусами. Обладают антивирусной активностью, стимулируют деятельность иммунной системы и препят- ствуют развитию рака.
Интерферон ранее получали из крови в количестве до 1 мкг из 1 л крови, что соответствовало одной дозе. В настоящее время его получа-
ют с применением генно-инженерных штаммов Е-coli, причем из тако-
го же объема культуры кишечной палочки (1 л), извлекают тысячу доз продукта.
104