生物学的オブジェクトの改良。バイオテクノロジー生産の環境側面

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類似文書

得られた標的生成物、最終生成物の形成メカニズム、プロセスの条件に依存するバイオテクノロジープロセスの特性。対象製品のローカリゼーションに応じて、さまざまな分離方法を選択できます。

制御作業、2015 年 5 月 16 日追加

選択のセクションの1つとしての先祖の形の教義。進化的変化の連鎖。チャールズ・ダーウィンの教え。アカデミシャン N.I. の教えにおける栽培植物の原産地バビロフ。ソース素材の遺伝的多様性の利点。

要約、2016 年 1 月 21 日追加

遺伝物質の伝達に関する実験を行う段階、分化のプロセスを研究するための技術の使用、発がん。細胞培養条件。選択の種類と目的。染色体と DNA を介した遺伝子導入。

チュートリアル、2009 年 8 月 11 日追加

分裂や未変化の遺伝物質の通常の組換えに関連しない遺伝的変化としての突然変異の概念。染色体変異の種類。さまざまな病理学的状態におけるムオソーム酵素の活性。

テスト、2013 年 8 月 15 日追加

遺伝と多様性の概念。突然変異誘発の一般的なパターン。物理的および化学的変異原の作用の特徴。誘発突然変異誘発の使用。環境汚染の遺伝的影響。

要約、2007 年 9 月 4 日追加

遺伝子型の自発的な変化としての突然変異の特性。変異原の影響下での DNA 分子の修飾。分子遺伝学的レベル、細胞レベル、生物レベル、集団種レベルでの遺伝的恒常性を維持する方法の特徴付け。

要約、2015 年 11 月 17 日追加

紫外線やX線の影響下で起こる細胞DNAの変化の説明。遺伝子および染色体変異の特徴の特徴付け。細胞質変異の原因と伝達。植物の体細胞における突然変異の研究。

5.1.5 工学酵素学。バイオテクノロジー生産における固定化生物物体。

酵素工学のエンジニアリングと生物学的対象（個々の酵素、酵素複合体、およびプロデューサー細胞）の効率の向上

生物学的対象とその多用途。省資源。

環境上の利点。

経済的便益。医薬品の品質向上

不純物）。

有機および無機の不溶性担体。キャリアの微細構造。

酵素と担体の間の共有結合の形成による固定化。メディアの事前アクティベーション。活性化メカニズム。酵素の基質スペクトルと動力学的特性に対する固定化の影響。
不活性担体およびイオン交換体への酵素の吸着。この固定方法の使用が部分的に制限される理由
ゲル細胞への取り込みによる酵素の固定化。有機および無機ゲル。固定化の方法の 1 つとしての酵素のマイクロカプセル化。マイクロカプセルの殻の寸法と組成。
微生物や植物の全細胞の固定化。全細胞に基づくモノ酵素生体触媒。細胞内への基質の拡散と反応生成物の放出の問題。固定化細胞の膜透過性を高める方法。最も生産的な段階で細胞を固定するための成長サイクルの使用。ゲルの細胞に位置する細胞の生理学の特徴。細胞内の標的産物の局在化中のプロデューサーの固定化の問題。これらの問題を解決する方法。
工業用生体触媒としての酵素。半合成β-ラクタム系抗生物質の製造における固定化酵素の使用、ステロイドの変換、アミノ酸ラセミ体の立体異性体への分離。
生産者と酵素の同時固定化に基づく第二世代の生体触媒の作成。
固定化酵素およびプロデューサー細胞用のバイオリアクターの生産タイプ。
固定化酵素と臨床栄養。固定化β-ガラクトシダーゼを使用したミルクからのラクトースの除去。固定化グルコースイソメラーゼによるグルコースからフルクトースへの変換。

5.1.6. ゲノミクスとプロテオミクス。現代のバイオテクノロジーにとってのそれらの重要性。

遺伝学の開発における主な段階。正式な遺伝学（形質の遺伝学）。分子遺伝学（遺伝子の分子構造の確立、オペロンとオープンリーディングフレームの分化、個々の遺伝子の機能の確立）。ゲノミクス（分子構造の決定 - ゲノム全体のヌクレオチドペアの配列と、その構造的および機能的組織の一般原則）。医学的・生物学的側面における国際プロジェクト「ヒトゲノム」の意義 (文部省S)
プロテオミクス。生物におけるタンパク質とその相互作用。プロテオミクスの方法。プロテオームの二次元電気泳動と「可視化」の方法を改善します。薬学におけるプロテオミクスの価値。
シーケンス技術。ゲノム研究の国際データベース。バイオインフォマティクス。構造、比較、機能ゲノミクスに関するデータベース。
薬学におけるゲノミクスの価値。創薬への新しいアプローチ。遺伝子の選択から始まり、その発現産物と相互作用する際に、潜在的な薬物として多くの天然および合成化合物をテストすることになっている医薬品の意図的な検索。
遺伝子の不可欠な必要性 (重要性) の概念。病原性微生物の遺伝子の「ハウスキーピング」遺伝子と「ivi」遺伝子への分化。病原体における抗菌薬の新しい標的の同定。

5.1.7. 生合成。生合成の細胞内調節と制御の分子メカニズム。
一次および二次代謝産物の生合成の制御

酵素合成の誘導と抑制。オペロンの機能領域。遺伝子の作用の調節のメカニズムとバイオテクノロジープロセスにおけるそれらの使用。ジェイコブとマノットの図。
フィードバック原理による酵素活性の阻害 (retroinhibition)。アロステリック酵素。細胞の生命活動の調節におけるこのメカニズムの重要性と、スーパープロデューサーにおける標的生成物の生合成の限界を克服する方法。生合成経路の重要な酵素のアロステリック中心を侵害した突然変異体の作成。培地の選択の最適化（生合成経路の最終産物の含有量が減少した培地）。
厳しい（ 厳しい）代謝のアミノ酸制御。バイオレギュレーターとしての四リン酸グアノシン。感覚オルガネラとしてのリボソーム。リボソーム関連ピロリン酸トランスフェラーゼ。 Rel A+ 株と Rel A 株。グアノシンリン酸調節因子の構造の種特異性。さまざまな標的バイオテクノロジー製品の生合成と、グアノシン四リン酸による代謝調節システムの役割。

生産者のヌクレアーゼおよびプロテアーゼからの組換え核酸およびタンパク質の保護。

窒素含有化合物の同化の調節。グルタミン、グルタミン酸、アスパラギン酸、およびプロデューサー細胞に窒素を提供する重要な反応におけるそれらの役割。グルタミンシンターゼは、バイオテクノロジーの特定の目標に関連する規制の影響の主な標的です。累積レトロインヒビションの概念。アデニル化によるグルタミンシンターゼ活性の阻害。培地の脱デニル化と組成。グルタミンとその代謝産物の合成におけるリグレッサーとしてのアンモニウムイオン。
カタボライト回帰 (グルコース効果) およびカタボリック酵素の合成の抑制。一過性の抑圧。インダクタの除外。異化抑制のメカニズム。環状 3"5"-アデノシン一リン酸 (cAMP)。アデニル酸シクラーゼ。 cAMP の生物学的効果。カタボライト抑制に耐性のある突然変異体とバイオテクノロジーにおけるそれらの使用。環境の選択によるこの効果への反作用：生理学的レベルまたはカタボライト抑制に耐性のある変異体の構築レベル - 遺伝子レベル。
窒素含有化合物の同化の調節。窒素含有化合物の生合成における重要な化合物。グルタミン酸とグルタミンを合成する酵素。累積レトロインヒビションの概念。窒素代謝の調節が変化し、多くの一次および二次代謝産物といくつかの酵素の生合成を強化する可能性がある突然変異体。
制限されたタンパク質分解の現象とその使用の可能性。
「自殺」効果による形成された代謝産物からのプロデューサー細胞の保護。コンパートメント。細胞からの放出時に再活性化を伴う一時的な (可逆的な) 酵素不活性化。
宿主ヌクレアーゼおよびプロテアーゼからのこれらの遺伝子によってコードされる外来遺伝子およびタンパク質の組換え細胞における保護。

微生物におけるバイオテクノロジー産物の細胞内輸送と分泌。

殻の構造と種特異性。細胞壁、外膜と内膜の役割。シェルポリマーの生合成。溶菌酵素イオンおよび低分子量代謝物の膜輸送システム。
輸送システムの分類。それらの機能の調節。低分子量化合物の細胞内外への輸送のバイオテクノロジー的側面。高分子バイオテクノロジー製品の分泌メカニズム。
リン交換とエネルギー供給。

微生物の産業株の特性の保存 - 医薬品の生産者。

産業株の安定化の問題。スーパープロデューサーの不安定性の原因。それらをアクティブに保つ方法。
微生物の培養物の国際的および国内的なコレクションと、バイオテクノロジーの発展に対するそれらの重要性。微生物、植物細胞、動物細胞、および微生物の個々の株に関するデータバンク。

5.1.8. 組換えタンパク質およびポリペプチド。ヒトに対する種特異性を有するバイオレギュレーターの微生物学的合成による取得。

タンパク質およびポリペプチドホルモン。組織成長因子と自然免疫。家畜の組織から得られた製剤の免疫原性。
遺伝子組み換えインスリン。その生産のための技術。動物原料からのインスリンの入手源。
組換え株の使用に基づくヒトインスリンの製造技術。
ヒト血液中のインスリン濃度のモニタリング。ラジオイムノアッセイ。
エリスロポエチン。 RBC成熟因子。ヒトエリスロポエチン遺伝子のクローニング。受信技術。薬用形態。
インターフェロン。大腸菌細胞および酵母におけるインターフェロン遺伝子のクローニング。
組換えワクチン。それらの作成の関連性。

5.2. バイオテクノロジー生産システム。
5.2.1. 薬の生産のためのバイオテクノロジープロセスのコンポーネント。

バイオテクノロジーの主な「オプション」。医薬品、予防または診断製品の製造のための原材料を提供する基本段階としてのバイオテクノロジープロセス。
バイオテクノロジー生産プロセスの複雑さの程度の違い。生物学的対象の性質、標的製品、その目的および剤形への依存。
発酵は、バイオテクノロジープロセスの決定的な段階です。発酵設備。発酵工場。発酵槽のデザイン。
生合成の準備作業。発酵槽とパイプラインの滅菌。機器と通信の隠蔽の問題。栄養培地とその滅菌方法。 Deindorfer-Humphrey 基準。滅菌中の培地の生物学的有用性の維持。プロセス空気の浄化と滅菌。バブリング装置。種子材料の多段階調製と培養純度の制御。
複雑な合成栄養培地。栄養培地の個別の消費可能な成分の濃度と生物学的対象の繁殖率。モロー方程式。
酵素の選択基準。技術的パラメータ（周期的、半周期的、連続的）による発酵プロセスの分類。深発酵と表面発酵。
目的産物の分離と精製。標的生成物からバイオプロデューサーを分離する方法。培養液から目的物を分離する方法。プロデューサー細胞の破壊および細胞内局在中の標的産物の抽出のための方法。
収着およびイオン交換クロマトグラフィー。酵素のアフィニティークロマトグラフィー。膜分離技術。乾燥方法。
生物工学的手段によって得られた薬物の剤形を作成する方法。
バイオテクノロジーの手法で得られる医薬品の標準化。パッキング。

5.2.2. バイオテクノロジープロセスの制御と管理。

バイオテクノロジープロセスの制御と管理の基本パラメータ。制御の方法および手段に関する一般要件。バイオテクノロジーにおける自動制御の方法と手段の現状。
技術ソリューションとガスの組成の制御。 pH およびイオン組成をモニタリングするための電位差法。 pHセンサーとイオン選択電極。
ガス感応電極。溶存ガスの滅菌可能なセンサー。
基質およびバイオテクノロジー製品の濃度のモニタリング。滴定法。光学的方法。生化学的（酵素的）制御方法。
固定化細胞に基づく電極とバイオセンサー。
バイオテクノロジー生産の問題を解決する高速液体クロマトグラフィー。
自動制御の基礎理論。バイオテクノロジーオブジェクトの静的および動的特性。動特性による制御対象の分類。
医薬品のバイオテクノロジー生産のコンピューター化。自動化された職場の作成。自動制御システムの開発。アプリケーションパッケージ。
バイオテクノロジー製品の生産および生産のさまざまな段階でのコンピューター技術の使用。バイオテクノロジーシステムのデータ分析と数学的モデリングの原則と段階。多変量実験の計画と最適化。
生合成と生体触媒作用の動力学モデル。
バイオテクノロジーのプロセスと製品に関する自動化されたデータバンクの編成。

5.3. バイオセキュリティと国家管理。 1つのシステムバイオテクノロジーによる医薬品の製造と品質管理のための GLP-GCP および GMP。

ヘルスケア分野における法律の基礎。薬物支援の提供手順; 医薬品の生産と品質; " 連邦法薬について。」
生物医学的要件 (有効性と安全性) と医薬品の品質との関係。用語: 品質、品質レベル。

医薬品を試験するための統一された要件と方法の国際的および地域的なコレクション、医薬品化学の開発および医薬品の標準化に対するそれらの役割と影響: WHO 国際薬局方、欧州薬局方、およびその他の地域および国の薬局方。

グッドラボラトリープラクティス（GLP）の規則に従った医薬品の前臨床試験：試験の ビトロとの 生体内、試薬、線形動物およびそれらの内容の標準化。
グッドクリニカルプラクティス (GCP) の要件に準拠した医薬品の臨床研究。治験薬を受けている方への情報です。治験結果の信頼性向上のためのルール。
医薬品およびその物質の製造および品質管理に関する GMP 規則。 GMPルール導入の理由と経緯。医薬品の認証と品質保証のための国際機関。
バイオテクノロジー産業向けの GMP 規則と安全対策。検疫。
バイオセーフティとその実施のための国際的な法的枠組み。
バイオセーフティに関するロシアの立法基盤。

5.4. バイオテクノロジーとエコロジーの問題。

従来の技術に対する生態学的側面におけるバイオテクノロジーの利点。
環境保護とバイオテクノロジープロセスを改善する方法。低廃棄物技術。
バイオテクノロジー生産の廃棄物とその利用方法。
廃液の浄化。生物学的方法。あえとてんき。アクティブシルト。デストラクタ株。
固形廃棄物の破壊または処理。バイオマス殺菌。菌糸廃棄物の中和のための生物学的、物理化学的および熱的方法。滅菌バイオマスの動物飼料としての使用。建材や消泡剤の生産におけるバイオマスの使用。
ガス状廃棄物の破壊方法。大気中への排出物の回収および中和の生物学的、物理化学的および熱的方法。

5.5. 生物医学技術

「生物医学技術」という用語の定義。バイオテクノロジーの成果をもとに、医学の根本的な問題を解決します。国際プロジェクト「ヒトゲノム」とその目標。倫理的な問題。
アンチセンス核酸、ペプチド組織増殖因子、その他の新世代の生物学的産物 - それらの生物学的活性の分子メカニズムと実用化の見通し。
遺伝子型（遺伝子治療）および表現型レベルでの遺伝性疾患の修正。
バイオプロテーゼ。生地の再現。組織や臓器の移植。ホメオスタシスの維持。吸血。透析。
酸素化。内分泌系外で産生されるホルモンの利用の見通し。
剤形のバイオテクノロジーの開発の状況と方向性 - 伝統的および革新的。

5.6. プライベートバイオテクノロジー。
5.6.1. 一次代謝産物のバイオテクノロジー。
5.6.1.1. アミノ酸のバイオテクノロジー。

アミノ酸の生物学的役割と医薬品としての使用。
アミノ酸の化学的および化学的酵素合成。立体異性の問題。酵素法 (微生物のアシラーゼ) を使用した立体異性体の分離。
アミノ酸の微生物学的合成。アミノ酸のスーパープロデューサーの創出。さまざまな種類の微生物におけるさまざまなアミノ酸の調節と合成スキームの特徴。突然変異体および遺伝子操作されたアミノ酸生産株。
固定化された細胞と酵素を使用してアミノ酸を取得します。
生合成の調節とその強化の主な方法。
グルタミン酸、リジン、スレオニンの生合成機構。

5.6.1.2. タンパク質医薬品のバイオテクノロジー。

タンパク質医薬品のバイオテクノロジー。生理活性物質の異なるグループに属する組み換えタンパク質。
インスリン。領収書のソース。種特異性。免疫原性不純物。インスリン産生細胞の移植の見通し。
組換えヒトインスリン。プラスミドの構築。微生物株の選択。アミノ酸リーダー配列の選択。リーダー配列の切断。中間体の単離および精製方法。チェーンの組み立て。ジスルフィド結合の正しい形成を制御します。プロインスリンの酵素加水分解。組換えインスリンを取得する別の方法。微生物細胞の異なる培養におけるA鎖とB鎖の合成。微生物生産者のエンドトキシンからの組換えインスリンの放出の問題。組換えインスリンの生物工学的生産。経済面。例としてインスリンを使用した「第 2 世代」組換えタンパク質の作成。
インターフェロン（インターフェロン）。分類、α-、β-、γ-インターフェロン。ウイルス性および腫瘍性疾患におけるインターフェロン。インターフェロンの種特異性白血球および T リンパ球から α- および γ- インターフェロンを取得する可能性は限られています。リンパ芽球インターフェロン。線維芽細胞の培養中にβ-インターフェロンを得る方法。インターフェロン誘導物質。彼らの性質。誘導のメカニズム。天然源に基づくインターフェロンの工業生産。
遺伝子操作された微生物細胞におけるさまざまなクラスのヒトインターフェロンの合成。プラスミドに挿入された遺伝子の発現。ジスルフィド結合の無秩序な閉鎖による、微生物細胞で合成されたインターフェロン分子のコンフォメーションの変化。標準化の問題。組換えインターフェロンサンプルの生産と国際市場におけるさまざまな企業のポリシー。
インターロイキン。生物活動のメカニズム。実用化の見込み。インターロイキンの微生物合成。遺伝子工学的手法による生産者の取得。バイオテクノロジー生産の展望。
ヒト成長ホルモン。生物活性のメカニズムと医療への応用の展望。微生物合成。プロデューサーデザイン。

5.6.1.3. 酵素製剤

薬としての酵素。タンパク質分解酵素。デンプン分解酵素と脂肪分解酵素。 L-アスパラギナーゼ。

触媒作用のメカニズム、一般特性および医療用酵素（L-アスパラギナーゼ、β-ガラクトシダーゼ、α-アミラーゼ、ソリジム、テリリチン、ストレプトキナーゼ、トリプシン、キモトリプシン、ペプシン、ウロキナーゼ、ブロメライン、パパイン、フィシン）の応用分野。
医療用酵素の微生物学的合成。

5.6.1.5. バイオテクノロジーの分野の 1 つとしての免疫学。

免疫系の主な構成要素と機能方法。
免疫調節剤：免疫刺激剤および免疫抑制剤（免疫抑制剤）。
免疫バイオ製剤の助けを借りて免疫応答を強化します。組換え防御抗原または生きたハイブリッドキャリアに基づくワクチン。感染因子、微生物毒素に対する抗血清。
免疫応答の非特異的増強。組換えインターロイキン、インターフェロンなど。生物活性のメカニズム。免疫生物製剤の助けを借りた免疫応答の抑制。組換え抗原。 IgE - それらに基づいて作成された結合分子と寛容原。免疫毒素。自己抗体の標的としての抗イディオタイプ抗体。特異的血漿免疫吸着。免疫応答の非特異的抑制。サイトカインに対するモノクローナル抗体。非特異的血液吸着および免疫プラズマ泳動。
免疫学的プロセスのメディエーター。それらの機能。ホメオスタシスの確保。組換えDNAの技術と免疫学的プロセスのメディエーターの生産。

5.6.1.6. モノクローナル抗体の生産と動物細胞の体細胞ハイブリッドの使用。

特定の抗原に対する免疫応答のメカニズム。さまざまな抗原決定基。血清不均一性 (完全なクローン性)。モノクローナル抗体を使用する利点。悪性新生物の細胞のクローン。抗体を形成する細胞との融合。ハイブリドーマ。
凍結保存。銀行のハイブリッド。モノクローナル抗体の生産技術。
モノクローナル抗体の応用分野。モノクローナル（場合によってはポリクローナル）抗体を用いた解析方法
酵素免疫測定法 (ELISA)。固相イムノアッセイ（EL1SA - 酵素結合イムノソルベントアッセイ）の方法。
ラジオイムノアッセイ (RIA)。低濃度の被験物質の測定、およびサンプル中の同様の構造と同様の生物学的活性を持つ不純物の存在の測定において、従来の方法よりも優れています。
生物活性物質の生産者のスクリーニング (遺伝子発現産物の代わりに遺伝子を検出) における ELISA および RIA の代替手段としての DNA および RNA プローブ。
医療診断におけるモノクローナル抗体。ホルモン、抗生物質、アレルゲンなどの検査薬物モニタリング。腫瘍性疾患の早期診断。国際市場における市販の診断キット。
治療と予防におけるモノクローナル抗体。特異性の高いワクチン、免疫毒素の展望。リポソームエンベロープへのモノクローナル抗体の取り込みと薬物輸送のターゲティングの増加。
移植する組織の型分け。がん遺伝子が存在しないことを確認するためのモノクローナル抗体製剤の必須検査。
バイオテクノロジー製品の分離および精製における特異的な吸着剤としてのモノクローナル抗体。

5.6.2. 二次代謝産物のバイオテクノロジー。
5.6.2.1. プランテーションと野生の薬用植物。

薬用植物は伝統的な薬の供給源です。高等植物の二次代謝産物の医療目的での使用。二次代謝産物の主なクラス (エッセンシャルオイル、フェノール化合物、アルカロイド、ステロイド、強心配糖体)。
生産性を高めるためのバイオテクノロジーの方法薬用植物. 植物成長調整剤。植物ホルモン。
医薬品原料の収集の難しさ。非標準の問題。

5.6.2.2. 植物の二次代謝産物。文化植物細胞医薬品の供給源としての組織。

生命工学の成果としての植物組織の培養法や単離細胞の開発。
さまざまな設計のバイオリアクター内の人工栄養培地での植物細胞および組織の培養。
カルスおよび浮遊培養。培養における植物細胞の成長と代謝の特徴。植物細胞の培養のための栄養培地。マクロ要素、マイクロ要素、鉄と炭素の供給源、ビタミン。植物ホルモン特異的な成長調節因子 (オーキシン、サイトカイニン)。無菌性の問題。
バイオリアクター。
植物細胞のカルスおよび浮遊培養に由来する薬物の例。
植物細胞の固定化とバイオテクノロジー生産におけるその使用。植物細胞の固定化に使用される不溶性担体。
医薬品の標的生物変換のための固定化植物細胞の使用。化学変換に対する酵素変換の利点。
細胞バイオテクノロジーの方法によって得られるバイオマスおよび調製物の制御および同定（細胞生理学的、化学的、生化学的および生物学的）の方法。
組成を変更し、トランスジェニック植物の細胞からの二次代謝産物 (潜在的な薬物) の収量を増加させる可能性。

5.6.2.3 ビタミンと補酵素のバイオテクノロジー。

ビタミンの生物学的役割。ビタミンの分類。従来の入手方法（天然資源からの分離と化学合成）。
ビタミンの微生物学的合成と遺伝子工学による生産株の設計。
ビタミンB2（リボフラビン）。主な生産者。生合成のスキームとプロセス強化の方法
ビタミンの誘導体としての補酵素。ビタミンの触媒活性のメカニズム。
ビタミンB群の微生物学的合成ビタミンB 12 。その生産者はプロピオン酸菌です。生合成の調節のスキームと方法。遺伝子工学によって得られたビタミンB 12の生産者。
パントテン酸、ビタミンPPの微生物合成。
ビタミン B 2 (リボフラビン) と属からのその生産者 エレモテシウム と アシュデア. 遺伝子組み換え菌株の構築 - ビタミン B 2 の産業生産者。
ビタミン PP (ニコチン酸) の微生物合成。
アスコルビン酸 (ビタミン C) の生物工学的生産。生産プロセスの技術。微生物生産者。各種スキーム産業条件での生合成。ビタミンC生産におけるアスコルビン酸の化学合成と生物変換段階。
グループ D ビタミンエルゴステロールは、酵母およびカビ細胞のプロビタミン D 2 です。
ビタミン A. β-カロテンの微生物学的合成
ユビキノン（コエンザイムQ）。生産源: 植物組織と微生物バイオマス。ユビキノン Q 9 および Q 10 の生産者の作成に関連する遺伝子工学の方法

ステロイドホルモンのバイオテクノロジー

ステロイドホルモンの伝統的な供給源。ステロイド構造の変換の問題。化学変換に対する生物変換の利点。ステロイドを変換 (生物変換) する能力を持つ微生物株。特定の生物変換反応

ヒドロコルチゾンの微生物学的合成とプレドニゾロンの生物変換によるその調製

5.6.2.5. 微生物の二次代謝産物。抗生物質のバイオテクノロジー。

土壌生物群集とその構成微生物種の多様性。二次代謝産物の検索と一次評価。生産者のスクリーニング方法。
二次代謝産物としての抗生物質の生物学的役割。抗生物質の起源とその機能の進化。
抗生物質を形成する微生物の主なグループは、カビ菌 (下等真核生物)、放線菌、胞子真正細菌 (原核生物) です。それらの細胞の構造と生理機能の特徴。
半合成抗生物質。新しい抗生物質の作成における生合成と組織合成。
生産者にとってストレスの多い状況を克服する要因としての抗生物質の生物学的役割（栄養不足の場合の代謝の再構築中の他の微生物およびシグナル分子の増殖の阻害剤）。
抗生物質のさまざまなグループの抗菌作用の分子メカニズムと、それらが形成する抗生物質から生産者を保護するシステム。
β-ラクタム系抗生物質 (ペニシリン、セファロスポリンなど) は、細胞壁のペプチドグリカン合成の阻害剤です。
糖ペプチド抗生物質
ポリエン構造系抗生物質（アムホテリシンB、ナイスタチンなど）と違反分子組織カビや酵母の細胞質膜。
抗生物質は、タンパク質合成の阻害剤です (リボザイムマトリックスシステムのレベルで)。
アミノグリコシド（ストレプトマイシン、カナマイシンなど）
翻訳中の遺伝暗号の読み取りに違反した結果としての致死タンパク質。テトラサイクリン。
マクロライド（エリスロマイシンなど）。
抗生物質 - プロセスのドリボソーム段階でのタンパク質合成の阻害剤 (ムピロシンなど)
抗生物質は、核酸の合成と変換 (DNA スーパーコイル) の阻害剤です。
アンサマイシン（リファンピシンなど）
キノロン (フルオロキノロン構造)。
腫瘍学の実践で使用される DNA 指向性抗生物質 (アントラサイクリン、ブレオマイシン、マイトマイシンなど)。
バイオテクノロジー生産で使用される抗生物質のスーパープロデューサー。一次代謝産物からの抗生物質の炭素骨格の組み立て。アミノ酸からのβ-ラクタム系抗生物質（ペニシリンおよびセファロスポリン）の生合成スキーム。ストレプトマイシン生合成スキーム、
指示された生合成。培地にフェニル酢酸を加えてベンジルペニシリンを得る。

5.6.2.6. 抗生物質に対する細菌耐性の分子メカニズム。

抗生物質耐性の遺伝的基盤染色体およびプラスミド耐性。トランスポゾン。 β-ラクタム構造の標的生物変換および化学変換。
耐性微生物に対して効果的な新世代のセファロスポリン、ペニシリン。カルバペネム。モノバクタム。併用薬：アモキシクラブ、ウナジン。クリニックで使用される半合成ペニシリン。
クリニックで使用される半合成ペニシリン（アンピシリン、アズロシリン、メズロシリン、ピペラシリン、カルベニシリンなど）。酵素加水分解によるベンジルペニシリンからの6-APAの調製。酵素合成法（生体内変換 60APK）による半合成ペニシリンの取得。
臨床診療に導入された 4 世代のセファロスポリン。ベンジルペニシリンから 7-フェニルアセトアミドオキシセファロスポラン酸への変換スキーム。半合成セファロスポリン（セファレキシンなど）。 7-アミノデザアセトキシセファロスポラン酸 (7-ACA) に基づく半合成セファロスポリン。第四世代セファロスポリン - セフィピム、セフピローム。生合成、有機合成、生物学的および化学的変換を組み合わせて、臨床診療に有望な新しいセファロスポリンを取得します。
アミノグリコシド系抗生物質に対する耐性のメカニズム。アミノグリコシドの標的変換。天然の抗生物質ブチロシンの半合成類似体としてのアミカシン。
新しい半合成マクロライドおよびアザライドは、細胞内に局在する感染因子に対して有効なエリスロマイシン類似体です。
抗生物質耐性遺伝子の天然源。抗生物質耐性遺伝子の拡散を制限する方法としての組織的対策。

「感染耐性」と「院内感染」の概念。
抗腫瘍抗生物質。作用機序。いくつかの抗腫瘍抗生物質の酵素的細胞内活性化。抗がん剤に対する腫瘍細胞の耐性のメカニズム。 P-170糖タンパク質と多面的耐性。多面的抗生物質耐性を克服する方法。

5.6.2.7. 微生物の二次代謝産物は、シグナル伝達の阻害剤です。免疫抑制剤。

細胞による外的影響の認識とそれらに対する反応のカスケードを確実にするメカニズムの多様性。
シクロスポリン A は、カルシニューリンのレベルで免疫応答の阻害剤です。移植および自己免疫疾患の治療におけるシクロスポリン A の使用。シクロスポリンの分子作用機序。シクロスポリン A および MDR 表現型のその誘導体を併用抗腫瘍化学療法に使用する可能性。
天然起源の新しい免疫抑制剤（ラパマイシン、FK 506など）。自己免疫疾患および腫瘍性疾患の治療における移植学への応用の見込み。

6. 講義計画

	講義テーマ	時間数・講師
1.	バイオテクノロジーの主題と内容、化学、生物医学、および技術分野との関係。開発の歴史。バイオテクノロジーの開発の現代段階の特徴と主な成果。 20世紀後半のバイオテクノロジーと基礎科学の関係. 生物医学技術。バイオテクノロジーの主な目的。医薬品、予防薬、診断薬の生産手段としてのバイオオブジェクト。マクロおよび微生物。工業用生体触媒としての酵素	2 (クラポフ)
2.	代謝。細胞代謝の基本的なプロセス。一次代謝産物と二次代謝産物の概念。プロセスの一次代謝産物の生合成調節機構。一次代謝物を得るための理論的基礎。嫌気性プロセス（エタノール、グリセロール、乳酸の取得）。好気性プロセス。クレブス回路酸およびその誘導体 (クエン酸、イタコン酸、ケトグルタル酸、ピルビン酸) の工業的生産方法。	2 (クラポフ)
3.	二次代謝産物を得るための理論的基礎。抗生物質とステロイドの生合成を調節する方法。 6-apk。半合成抗生物質。アミノ酸とビタミンの生産。	2 (クラポフ)
4.	植物の二次代謝のバイオテクノロジー。薬の原料としての植物細胞および組織の培養。植物細胞のカルスおよび浮遊培養に由来する医薬品。植物細胞の固定化とバイオテクノロジー生産におけるその使用。植物の二次代謝の生産性の生体調節。トランスジェニック植物とその医薬品原料としての利用の可能性。	2 (クラポフ)
5.	バイオテクノロジープロセスのコンポーネント。バイオテクノロジー生産の構造。プロデューサー細胞の培養は、バイオテクノロジープロセスの中心的なリンクです。表面栽培と深耕。原料、空気、種子の準備。無菌状態の滅菌と維持。深層培養プロセスの技術的および機器的設計（理想的な混合または置換、化学および静濁モードのスキームに従って、連続的および定期的）。これらのスキームの長所と短所。	2 (クラポフ)
6.	バイオテクノロジー生産の主要な技術設備。同様の化学製品と比較したバイオテクノロジー製品の特徴。曝気、混合、除熱、脱泡の方法。プロセス機器の事前滅菌の問題と方法、およびプロセス中の無菌状態の維持。バイオテクノロジープロセスの制御と管理。バイオテクノロジー製品の分離および精製方法。エキソおよびエンドメタ痛み。タンパク質産物の分離の特徴と基本的な技術的方法。	2 (クラポフ)
7.	工学酵素学。酵素の使用。細胞や無機触媒と比較した純粋な酵素を使用する利点と欠点。固定化された酵素と細胞。基本的な担体と固定化の方法。固定化酵素と細胞を使用した工業プロセス。工学的酵素学および医療技術（バイオセンサー、遊離基に基づく薬物および固定化酵素と他の薬物との組み合わせ。	2 (クラポフ)
8.	植物や動物の細胞や組織の培養技術の特徴。プロトプラストとハイブリドーマ。細胞工学の基礎。細胞工学の手法による生体の改良。突然変異誘発。突然変異誘発および選択の方法による生物学的対象の改良。	2 (クラポフ)
9.	遺伝子工学の基礎。突然変異誘発および選択の古典的な方法と比較した、生物学的対象を改善するための遺伝子工学的方法の利点と相違点。遺伝子工学的手法 (組換え DNA 技術) による、根本的に新しい生物オブジェクトの作成。生物工学者 - 遺伝子工学者によって実行される一連の操作。表現制御。問題と困難。指示された突然変異誘発。	2 (クラポフ)
10.	薬物のバイオテクノロジー生産におけるナノ粒子 - 組換えヒトタンパク質。	2 (クズネツォフ)
11.	薬物のバイオテクノロジー生産における生物学的に活性なペプチド。	2 (クズネツォフ)
12.	組換えタンパク質およびポリペプチド (インスリン、成長ホルモン、インターフェロン)。取得の伝統的および遺伝子工学的方法。市販品（アミノ酸、ビタミン、抗生物質、天然生体高分子）を得るための組換え微生物の使用。医薬品およびその他の生物活性物質を生産するためのバイオリアクターとしてのトランスジェニック動物および植物の使用。潜在的な危険組換えおよびトランスジェニック生物を扱う場合。同位体修飾された培地。ヌクレオシド系抗生物質、ペプチド、組換えタンパク質のバイオテクノロジー生産の生産性を高める新しいアプローチ。	2 (クズネツォフ)
13.	モノクローナル抗体。受信技術。免疫診断 (酵素免疫吸着アッセイ) におけるモノクローナル抗体の使用、および薬物および高度に特異的な触媒 (「触媒抗体」) としての使用。免疫バイオテクノロジー。免疫血清とワクチン。組換えワクチン（サブユニット、弱毒化、「ベクター」）。	2 (クラポフ)
14.	DNA診断の方法。人間の分子遺伝学。エクスビボおよびインビボでの遺伝子治療。「アンチセンスオリゴヌクレオチド」に基づく薬物。薬としてのリボザイム。	2 (クラポフ)
15.	ワクチンのバイオテクノロジー生産におけるアジュバントおよびナノアジュバント	2 (クズネツォフ)
16.	遺伝子治療薬のバイオテクノロジー生産	2 (メルクロフ)
17.	「医化学」は「ポストゲノム時代」における化学とバイオテクノロジーの共生です。合理的なドラッグ設計戦略。リーダー化合物 (ヒットおよびリード化合物) の検索。コンビナトリアルケミストリーと HTS スクリーニング。リーダー接続の最適化 (ドッキング、QSAR 方式)。化合物に基づいて薬物を作成する方法 - リーダー (プロドラッグ、バイオアイソスター、ペプチドミメティクス、二重薬物)。	2 (クラポフ)

7. 規律の教育的および方法論的サポート

主な文献

Sazykin Yu.O.、Orekhov S.N.、Chakaleva I.I. バイオテクノロジー。チュートリアル。 M : アカデミー。 2008年、256ページ。
オレホフ S.N. 製薬バイオテクノロジー。実践的な演習へのガイド。 M.:GEOTAR-MEDIA、2012年、384ページ。

追加文献

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Kurapov P.B.、Bakhtenko E.Yu。高等植物の多様な二次代謝産物とその薬効. M.: エド。 RSMU、2012 年、200 ページ。
Egorova T.A. バイオテクノロジーの基礎 / T.A. Egorova、S.M. Klunova, E.A. ジブキン。 - M .: 出版社。センターアカデミー、2003. - 208 p。
グリック B. 分子バイオテクノロジー。原則と適用 / B. Glick、J. Pasternak。 - M. : ミール、2002. - 589 p.
エゴロフ N.S. 抗生物質の教義の基礎 / N.S. エゴロフ。 - M. : Nauka、2004. - 525 p.

8. クレジット、試験、要約に関する質問。

No.p/p	質問一覧
1	バイオテクノロジーの歴史。定義。バイオテクノロジーの主要セクション。医療バイオテクノロジーの問題点と展望。
2	バイオテクノロジー産業で使用される生産者の特徴 (抗生物質、インターフェロン、アミノ酸)。
3	製薬業界で使用される生産者の主な保管方法。
4	製薬業界で使用される生産者の栽培方法。
5	動物細胞の培養の特殊性、医療目的のワクチンの取得。
	連続培養による生産条件下で決定される生産者の速度論的特性。
	遺伝子工学の歴史と遺伝子工学研究の主な段階。
	植物細胞の二次代謝のバイオテクノロジー。
	生物工学的方法による古典的な麦角アルカロイドの取得。菌類植物系におけるホルモン調節。
	トランスジェニック植物とその医薬品原料としての利用の可能性。
	生産者集団の標的生成物（生物活性物質）の形成の特徴。
	遺伝子工学の基本概念。
	細胞工学。カルス形成のプロセス。植物細胞の全能性。
	炭水化物およびセルロース基質での酵母生産
	医療用および食品用のアミノ酸の製造。
	植物細胞の培養の特徴。懸濁培養。
	モノクローナル抗体を取得する方法。大量生産とその洗浄。アプリケーションの主な方向。
	遺伝子工学プロジェクトで使用される酵素。
	遺伝子工学プロジェクトの主な段階。
	バイオテクノロジー製品の生産に使用されるバイオリアクターの設計機能とタイプ。
	遺伝子を取得する方法。
	クローニングのための DNA の供給源。
	化学酵素遺伝子合成。
	逆転写法
	高麗人参、イワベンケイ、スズメ、ステビア、ジギタリス、タバコなどの細胞培養から得られる医薬品
	遺伝子工学で使用されるベクター。
	組換えDNA分子を得る方法。アニーリングと結紮。鈍端の接続。コネクタ技術。
	組換え DNA のレシピエント細胞への導入。外来遺伝子を含むクローンの同定。
	細胞培養法の開発の歴史。カルソジェネシスは、移植細胞培養を作成するための基礎です。
	個々の細胞の培養。生物学的設計の対象としての植物細胞のプロトプラスト。プロトプラストの融合と体細胞のハイブリダイゼーション。
	酵素免疫測定法とその応用。 mbf -> 作業プログラムの開発に関するガイドライン mbf -> 学問分野の作業プログラム一般病理学分野 (専門) 060609 医療サイバネティクス

バイオオブジェクト- これは、目的の生成物を生合成する生産者、または触媒、その固有の反応を触媒する酵素です。

生物学的オブジェクトの要件

バイオテクノロジープロセスの実装において、生物学的オブジェクトの重要なパラメーターは、純度、細胞の再生率とウイルス粒子の再生率、生体分子または生体系の活性と安定性です。

バイオテクノロジーの選択された生物学的対象に対して好ましい条件が作成されると、同じ条件が、たとえば微生物（汚染物質または汚染物質）にとっても好ましいことが判明する可能性があることに留意する必要があります。汚染微生物叢の代表は、植物または動物細胞の培養物に見られるウイルス、バクテリア、菌類です。これらの場合、微生物汚染物質は、バイオテクノロジーにおける生産の害虫として機能します。酵素を生体触媒として使用する場合、システムの非無菌性のために外部からバイオテクノロジープロセスに侵入する可能性がある、平凡な腐生性（病原性ではない）微生物叢による破壊から、分離または固定化された状態でそれらを保護することが必要になります。

生物学的対象の活性状態における活性と安定性は、バイオテクノロジーにおける長期使用への適合性を示す最も重要な指標の 1 つです。

したがって、生物学的対象の体系的な位置に関係なく、実際には、自然に組織化された粒子（ファージ、ウイルス）と自然な遺伝情報を持つ細胞、または人工的に与えられた遺伝情報を持つ細胞のいずれかが使用されます。つまり、いずれにしても細胞が使用されます、それは微生物、植物、動物、または人です。たとえば、この危険な病気に対するワクチンを作成するために、サルの腎臓細胞の培養でポリオウイルスを取得するプロセスに名前を付けることができます. ここではウイルスの蓄積に関心がありますが、その複製は動物の細胞内で行われます。別の例は、酵素を固定化した状態で使用する場合です。酵素の供給源は、単離された細胞または組織の形をしたそれらの特殊な会合でもあり、そこから必要な生体触媒が単離されます。

生体の分類

1) 高分子

すべてのクラスの酵素 (多くの場合、加水分解酵素と転移酵素); 含む反復生産サイクルの複数の使用と標準化を提供する固定化された形（担体と結合）。

DNA および RNA - 外来細胞の一部として、分離された形で。

2) 微生物

ウイルス（病原性を弱めたものを使用してワクチンを製造します）;

原核細胞と真核細胞は、アミノ酸、窒素塩基、補酵素、単糖類と二糖類、補充療法用の酵素などの一次代謝産物の生産者です。 - 二次代謝産物の生産者: 抗生物質、アルカロイド、ステロイドホルモンなど。

Normoflora - バイオマス特定のタイプ異菌症の予防と治療に使用される微生物;

感染症の病原体 - ワクチン製造のための抗原の供給源;

トランスジェニックm / oまたは細胞 - ヒトの種特異的なタンパク質ホルモンの生産者、非特異的免疫のタンパク質因子など

3) マクロ生物

高等植物は生理活性物質を得るための原料です。

動物 - 哺乳類、鳥類、爬虫類、両生類、節足動物、魚、軟体動物、人間;

トランスジェニック生物。

バイオテクノロジーが利用する生物やシステムとして、まず動物や植物の細胞だけでなく、単細胞微生物の名前を挙げる必要があります。これらのオブジェクトの選択は、次の点によるものです。

1. 細胞は、タンパク質、脂肪、炭水化物、ビタミン、核酸、アミノ酸、抗生物質、ホルモン、抗体、抗原、酵素、アルコールなど、生命の過程でさまざまな価値のある製品を生産する一種の「バイオファクトリー」です。 . これらの製品の多くは、人間の生活に非常に必要ですが、原材料の不足や高コスト、または技術プロセスの複雑さのために、「非生物工学的」方法ではまだ入手できません。

2. 細胞は非常に速く再生します。したがって、細菌細胞は 20 ～ 60 分ごとに分裂し、酵母細胞は 1.5 ～ 2 時間ごとに分裂し、動物細胞は 24 時間ごとに分裂します。微生物、動物、または植物の細胞。たとえば、容量 100 m 3 のバイオリアクターで 2 ～ 3 日間。 10 16 ～10 18 個の微生物細胞を増殖させることができます。培養中の細胞の寿命の間に、環境はたくさんの貴重な製品であり、細胞自体がこれらの製品のパントリーです。

3. タンパク質、抗生物質、抗原、抗体などの複雑な物質の生合成は、化学合成よりもはるかに経済的であり、技術的にもアクセスしやすい。同時に、生合成の原料は、原則として、他のタイプの合成の原料よりも単純で入手しやすいものです。生合成には、農業、漁業、食品産業からの廃棄物、植物原料、酵母、木材、糖蜜など）が使用されます。

4. 産業規模でバイオテクノロジープロセスを実行する可能性。適切な技術設備の入手可能性、原材料の入手可能性、加工技術など。

プレゼンテーションの説明現代のバイオテクノロジーの紹介 BIOOBJECT 「スライドには何もありません

現代のバイオテクノロジー BIOOBJECT の紹介偉大な物理学者の 1 人であるプランクまたはアインシュタインによる「優れた理論ほど実用的なものはありません」。情報技術に次ぐ投資魅力度第 2 位

バイオテクノロジー (BT) は、21 世紀のポストゲノム技術の科学的かつ実用的な優先事項です。 – ゲノミクス、プロテオミクス、 – バイオインフォマティクス、メタボロミクス、ナノバイオテクノロジー。アンソロポゲノミクスプロジェクト — アスリートやその他のパイロット人口グループのための遺伝子パスポートの作成。生物多様性、生物安全性、生体触媒に関するプロジェクト医療 BT - 生命維持に必要な医薬品 (ホルモン、サイトカイン、バイオジェネリック、治療用 MAT、新世代ワクチン) の作成、 - 幹細胞技術の開発。農業では、トランスジェニック動植物の開発。食品 BT - シーフードバイオテクノロジーに関する別のプロジェクトを含む、機能的でバランスの取れた食事の開発。環境BT - 農業景観の回復と環境に優しい住宅の創造。バイオチッププロジェクトは、ゲノミクス、プロテオミクス、および診断の研究のためのオリジナルのバイオチップの作成です。

用語 Karl Ereki 1917 - (サトウダイコンを飼料として使用する豚の工業的飼育のプロセス)。バイオテクノロジーとは、生物の助けを借りて原材料から特定の製品を製造するあらゆる種類の作業です。現在人間工学と呼ばれる分野である、工業的な発酵プロセスの説明。バイオテクノロジーは、科学的および技術的進歩の方向であり、生物学的プロセスおよびエージェントを使用して意図的に自然に影響を与えるだけでなく、医薬品を含む人間にとって有用な製品の工業生産の利益のためにも使用されます。

バイオテクノロジー製品 1. ワクチンと血清 2. 抗生物質 3. 酵素と抗酵素 4. ホルモンとそのアンタゴニスト 5. ビタミン (B12) 6. アミノ酸 7. 代用血液 8. アルカロイド 9. 免疫調節剤 10. 生物放射線保護剤 11. 免疫診断薬とバイオセンサー

バイオテクノロジーの歴史 I 経験的な時代 - 約。紀元前6000年からX 1 X世紀の半ばまで。人工的な条件での自然のプロセスの再現: パン焼き、革のドレッシング、亜麻の生産、天然シルク、家畜飼料のサイレージ、発酵乳製品の生産、チーズ、ザワークラウト、ワイン製造バイオテクノロジーの醸造方法薬学と医学: 動物と植物の毒、胆汁およびその他の生体液、マラリアの熱性発作の緩和のためのシンコナ樹皮チンキ、ヒルドセラピー、アピセラピー、植物アヘン剤およびアルカロイド、ふくらはぎの膿疱の内容物による天然痘の予防、牛痘患者など。現代の予防医学と臨床医学の中心にあるもの。

II - 科学的および実践的な期間 (1856 -1933) L. パスツール - 科学的微生物学とその分野 (産業、医学、化学および衛生微生物学) の創始者。 - 発酵プロセスの微生物的性質を確立した; de Bari - 菌学の創始者であり、現代の大型菌と小菌の分類スキームの基礎です。 D. I. Ivanovsky - 1892 タバコモザイクウイルス、他のウイルスが発見された後 = ウイルス学最も重要な成果: 微生物の種の同一性が証明された微生物は純粋な培養で分離され、栄養培地で繁殖および増殖され、自然なプロセス (発酵、酸化など) を再現しました。）栄養プレス酵母の生産を開始し、細菌代謝産物（アセトン、ブタノール、クエン酸、乳酸）が得られました。微生物学的廃水処理のためのバイオ設備が作成されました。

III - バイオテクノロジーの時代 1933 - 1972 「カビ菌の代謝を研究する方法」 (A. Kluiver、L. Kh. Ts. Perkin) 産業バイオテクノロジーの始まり: 条件。 2.菌類の深部培養で得られた結果の評価と解釈への方法論的アプローチ。 1939 - 1945 抗生物質の生産の形成と発展。 40年間、設計、作成、実行の主要なタスクは解決されてきました産業機器バイオリアクターを含む。

IV - 分子工学または遺伝子工学の時代 1972 - 最初の組換え DNA 分子 (P. Berg et al., USA)。 1982年遺伝子操作されたヒトインスリンの商業化。その他の遺伝子操作された薬物: - インターフェロン、 - 腫瘍壊死因子 (TNF)、 - インターロイキン-2、 - ヒト成長ホルモン。

バイオテクノロジーの主な方向性バイオ燃料電池は、基質の化学エネルギーを他の種類のエネルギーに変換し、バイオガス、炭水化物などのエネルギー源を取得します。ケモトロフィックおよびシアノバクテリア、藻類、一部の原生動物の助けを借りた水素生産生体分子は微量の化学物質と選択的に相互作用し、その変化は電子機器によって記録および視覚化されます。産業、農業、医学、炭水化物、尿素、乳酸、クレアチニン、エタノール、アミノ酸およびその他の物質の検出のための環境保護における分析機器のセンサー。バイオエネルギー技術

宇宙バイオテクノロジー - 無重力 - 物理的および化学的プロセスの過程における変化: 対流の減少、沈降の排除、重力よりも大きな表面張力、壁近傍現象の排除 (容器を使用しないプロセス)。さまざまな目的やX線回折分析のために、純粋な形でタンパク質を結晶化するための条件を作成する方が簡単です。動物の膵臓細胞などの半透膜に細胞をカプセル化する方が簡単で、糖尿病患者に移植してインスリンを合成します。カプセル化された肝細胞を使用して、血液浄化用の人工臓器を作成できます。

工学的酵素学は、さまざまな製品を得るために、孤立した状態または細胞の一部としての酵素の触媒機能を使用することです。バイオジオテクノロジー - 鉱物の抽出、希土類金属の生産、鉱山でのメタンの除去などのための微生物の使用。医薬品のバイオテクノロジー - 1000 種類以上の医薬品のうち、少なくとも 3 分の 1 がバイオテクノロジーによって製造されているか、製造可能です。免疫生物工学 - ワクチン、血液免疫グロブリン、免疫調節剤、モノクローナル抗体などの製造

機会 1. 感染症および遺伝性疾患の正確かつ早期の診断、予防および治療。 2. 農業生産性の向上。害虫、病気、および悪環境条件に耐性のある植物を作成することによる作物。 3. さまざまな BAS (抗生物質、ポリマー、アミノ酸、酵素) を生成する微生物の作成。 4. 遺伝特性が改善された農業用動物の品種の作成。 5. 有毒廃棄物の処理 - 環境汚染物質 - 遺伝子組み換え生物が他の生物または環境に与える影響。組換え生物を作成する際の自然の遺伝的多様性の減少; 遺伝子工学的手法の助けを借りて人の遺伝的性質を変える; 新しい診断方法の使用によるプライバシーに対する人権の侵害。利益のために金持ちだけが治療を受けることができる。優先順位をめぐる闘争における科学者間の自由な意見交換の障害問題

技術と生きた工学的改変との関係、情報活動および機能活動を伴う生体分子。テクノロジーとは、人工的な条件で自然のプロセスを再現することです。原核生物および真核生物の生細胞における生体触媒生合成。工業生産バイオリアクターと工学システム生命維持生物 - 動物起源のバイオテクノロジーの基礎: ヒト (ドナー) 哺乳類、爬虫類、鳥、魚、昆虫、無脊椎動物微生物: 真核生物: 原生動物、菌類、酵母原核生物: 放線菌、真正細菌ウイルス、植物起源のファージ: 野生および栽培植物藻類細胞および組織培養

バイオオブジェクト: それらの作成と改善の方法。 1. 1 「バイオオブジェクト」BO の概念バイオオブジェクトは、バイオテクノロジー生産の中心的かつ必須の要素であり、その特異性を決定します。生産者一連の連続した酵素反応を含む、標的生成物の完全な合成標的生成物を得るために重要な、特定の酵素反応（またはカスケード）の生体触媒触媒作用生産機能別：

分類アプローチ: 動物起源のマクロ生物学的対象: ヒト (ドナー) ヒト (免疫の対象、ドナー) 哺乳類、爬虫類、鳥類、魚類、昆虫、節足動物、海洋無脊椎動物植物起源の生物対象: 植物 (野生および農園で栽培されたもの) 藻類植物細胞バイオオブジェクト – 微生物: 真核生物 (原生動物、真菌、酵母) 原核生物 (放線菌、真正細菌) ウイルス、

生体物体 1) 高分子: すべてのクラスの酵素 (多くの場合、加水分解酵素と転移酵素)。 – DNA および RNA の反復生産サイクルの複数の使用と標準化を提供する固定化された形態 (担体と結合) を含む – 外来細胞の一部としての分離された形態原核細胞および真核細胞 - 一次代謝産物の生産者: アミノ酸、窒素塩基、補酵素、単糖および二糖、補充療法用酵素など); – 二次代謝産物の生産者: 抗生物質、アルカロイド、ステロイドホルモンなどノルモフローラ – 感染症の細菌異常症病原体の予防と治療に使用される特定の種類の微生物のバイオマス – ワクチンの生産のための抗原の供給源トランスジェニック m / o または細胞– ヒトのための種特異的なタンパク質ホルモン、非特異的免疫のタンパク質因子などの生産者。 3) 高等植物のマクロ生物 - 生物活性物質の生産のための原料; 動物 — 哺乳類、鳥類、爬虫類、両生類、節足動物、魚類、軟体動物、ヒト

BW 改善の目的: (生産に関連して) - 対象製品の形成の増加。 - 栄養培地の成分に対する厳格さの減少; - 生物学的対象の代謝の変化、例えば、培養液の粘度の低下; – ファージ耐性の生物学的オブジェクトを取得します。 - 酵素をコードする遺伝子の除去につながる突然変異。生合成活性の増加が期待できます: - 突然変異が目的産物の合成システムに含まれる構造遺伝子の重複 (2 倍化) につながった場合。 - 突然変異が目的産物合成系に含まれる構造遺伝子の増幅（増殖）を引き起こした場合; - 費用がかかる場合他の種類変異は、標的産物の合成を調節するリプレッサー遺伝子の機能を抑制します。 - レトロインヒビションのシステムの違反; - 細胞内への標的生成物の前駆体の輸送システムを (変異により) 変更することによって; - 自殺効果、場合によっては標的生成物で、その形成が急激に増加すると、それ自体の生産者の生存率に悪影響を及ぼします（多くの場合、抗生物質のスーパー生産者を得るために必要です）。

BIOOBJECTS を改善する方法目的: 代謝産物の 1 つの過剰合成を提供するタスク: 代謝調節システムを変更する方法: - 遺伝子プログラムの変更 - 代謝の調節システムの変更。生物の遺伝的性質の自発的な変化 - 生産者は、生体内での遺伝物質の組換えプロセス（増幅、接合、形質導入、形質転換など）に基づいています。選択 - ゲノムに急激な変化を伴う生物の生産性の高い系統の自然集団からの直接的な選択 - "-" 長期 (目的の遺伝子の突然変異は 106-108 倍になるはずです。) - "+" は評価に有望です多数の化学化合物（ヒドロキシルアミン、ニトロソアミン、亜硝酸、ブロモウラシル、2-アミノプリン、アルキル化剤など）の作用下での、環境要因のオブジェクトへの影響 - 重金属のイオン、酸、アルカリ、およびその他の誘発突然変異誘発 - 、X線、紫外線。ペニシリン生産菌株の長期選択 - 培地中の a / b 比活性の 400 倍の増加 Eremothecium ashbyii 株、1 ml の培地に最大 1.8 mg のリボフラビン、および Brevibacterium 株HSKo 1 g までの ammoniegenes は、突然変異誘発および選択方法によって得られました。培地1リットルあたり。

突然変異は、特定の領域における DNA の一次構造の変化であり、CP の表現型の変化につながります。生物学的対象の生合成能力は、一連の酵素またはそれらのいくつかの活性の変化により変化します。突然変異は、生物の多様性の主要な原因であり、進化の基礎を作り出します.「野生」(自然の生物)から目的産物を分離することは、経済的に不都合であるか、技術的に困難です. 遺伝する生産での使用に有利な BO の変化は、突然変異によって引き起こされなければなりません。 19世紀後半。微生物については、変異性の別の原因が発見されました - 外来遺伝子の導入 - 一種の「自然の遺伝子工学」です。突然変異: 染色体 - 核細胞質プラスミド 1. 2. 突然変異誘発および選択方法による生物学的対象の改善自然突然変異はまれであり、徴候の重症度の広がりは小さい。選択 - 突然変異によって誘発された突然変異誘発によって引き起こされる自然な望ましい逸脱の選択: 徴候の重症度に関して突然変異体の広がりはより大きい. ミュータントは元に戻る能力が低下している、つまり形質が安定して変化しているように見える

レプリコンの再編成（その中の遺伝子の数と順序の変化）。個々の遺伝子内で変化します。細胞集団に特別な影響を与えずに発生する自然突然変異。ほとんどすべての形質の重症度に応じて、微生物集団の細胞はバリエーションシリーズ. セルのほとんどは、特性の平均的な重症度を持っています。平均値からの偏差 "+" および "-" は母集団内であまり頻繁に検出されず、任意の方向の偏差が大きくなります。バリエーションシリーズ

物理化学変異原 - 紫外線; - ニトロソメチル尿素; - ガンマ線; - ニトロソグアニジン; - X線; - アクリジン染料; - いくつかの天然物質 (DNA 向性 a/b は毒性のために臨床では使用されていません) 変異原活性のメカニズムは、DNA への直接的な影響によるものです (主に DNA の窒素塩基への影響で、架橋、二量体化、二量体のアルキル化、インターカレーション）。作業の育種部分は、突然変異の選択と評価です. 処理された培養物は TPS に分散され、個々のコロニー (クローン) が成長します. さまざまな特性に応じた元のコロニー: 特定のビタミンまたはアミノ酸を必要とする突然変異体; 特定の基質を分解する酵素を合成する突然変異体。抗生物質耐性変異体

変異ゲノムは、特定の形質が失われたり、新しい形質が出現したりする変化を受けます。突然変異の特徴： — 構造遺伝子の重複（倍加）。 - 構造遺伝子の増幅（増殖）; - 遺伝物質の一部の削除（「消去」）、「喪失」。 - 転位（新しい場所への染色体のセグメントの挿入）; - 染色体内の遺伝子の順序の逆転（変化）; - 「点」突然変異、1 つの遺伝子内のみの変化 (例えば、1 つまたは複数の塩基の欠失または挿入): - トランスバージョン (プリンがピリミジンに置き換えられる場合); - 移行（あるプリンを別のプリンに、またはピリミジンを別のピリミジンに置き換える）。突然変異誘発とそれに続く標的生成物の形成の増加に基づく選択の有効性の最も輝かしい例の 1 つは、ペニシリンの現代のスーパープロデューサーの作成の歴史です。

スーパープロデューサーの問題：現代の産業用BWは、原則として、いくつかの点で自然株とは異なるスーパープロデューサーです。生産性の高い菌株は、ゲノムの多数の人為的変化が生存率に関連していないため、非常に不安定です。変異株は保管中に常に監視する必要があります。細胞集団は固体培地に播種され、個々のコロニーから得られた培養物は生産性がチェックされます。復帰変異株 - 活性が低下した株は廃棄されます。復帰は、ゲノム部位の自然な状態への復帰につながる逆自然突然変異に関連して発生します。特殊な酵素修復システムは、種の恒常性を維持するための進化メカニズムにおいて、標準への復帰に関与しています。高等植物および動物に関しては、変異誘発および改良のための選択の可能性は限られていますが、排除されていません。特に二次代謝産物を形成する植物の場合。

1. 3. 細胞工学法による生物対象の改良細胞工学とは、原核生物の染色体の一部、または真核生物の染色体の一部または全染色体を「強制的に」交換することです。その結果、非天然の生物学的オブジェクトが作成され、その中で実際に価値のある特性を持つ新しい物質または生物の生産者を選択できます。細胞工学の助けを借りて、微生物の種間および属間ハイブリッド培養、ならびに進化的に離れた多細胞生物間のハイブリッド細胞を得ることが可能です。

細胞工学技術 (原核微生物の例では、細胞ごとに 1 つの染色体を持つ) I. 染色体断片を交換するためのプロトプラスト (細胞壁を欠く原核細胞) を取得する。原核生物 - 真正細菌、放線菌 - では、細胞壁はペプチドグリカンで構成されています (細胞の形状を支え、環境と細胞質の間の浸透圧の差から CPM を保護します). リゾチームは、ペプチドグリカンの多糖鎖を切断します。ペニシリンは G 細菌の細胞壁の合成を阻害し、合成酵素と加水分解酵素のバランスを崩します.細胞内と環境の浸透圧を等しくすることで、細胞壁を除去し、膜の完全性を維持することができます. プロトプラスティ (J. Lederberg) 細胞は、20% スクロースまたはマンニトール、または 10% Na を含む「高張」培地中で酵素で処理されます。生物学的対象の特性と追求される目標に応じて、Cl。プロトプラストへの細胞の変換は、位相差顕微鏡によって監視されます。カビや酵母では、細胞壁はキチン、グルカン、マンノプロテイン（それぞれ独自の分解酵素が必要）で構成されています - それらは複雑な酵素製剤 - カタツムリ酵素（ブドウのカタツムリ Helix pomatia の消化管から分離されています）で処理されています。

Ⅱ．二倍体の形成を伴うプロトプラストの融合（融合）。異なる菌株 (種、属) に属するプロトプラストの 2 つのサンプルの懸濁液を組み合わせます。 2つのプロトプラストの融合頻度別の起源、PEG（洗剤）を加えると増加します。原核生物では、結果として得られるプロトプラストは染色体の二重セットを持ち (つまり、これらは 2 つの染色体を持つプロトプラストです)、高張環境で完全性を保持します。 III. 得られた二倍体を数時間インキュベートして、環状染色体鎖を「切断」し、異なるバリアントで再結合します。

IV. プロトプラストの懸濁液を TPS に播種すると、2 倍体の一部は繁殖可能な 1 倍体細胞になり、それぞれコロニーを形成します。それらは研究され、生物工学者にとって興味深い新しい性質を持つ文化が選択されます。例としては、「ハイブリッド」抗生物質の生産があります。細胞工学の助けを借りて、エリスロマイシンのマクロライドアグリコンがアントラサイクリンに対応する炭水化物部分と結合した抗生物質の生産者が得られました。エリスロマイシン特有の糖質。目的の変異が元のパラメーターに戻るのを防ぐには: I way: 変異原による「プラス」バリアントの処理と、変更された DNA セクションを正常に戻す能力が低下した変異体の選択。 II 方法 - 工学的酵素学: 細胞の固定化「プラス」 - バリアント、つまり、細胞を不溶性担体に結合させ、一定期間 (数週間から数か月) 再播種することなく生産に使用します。

1. 4. 遺伝子工学的手法による生物オブジェクトの作成 1. 4. 1. 一般的な特徴。遺伝子工学は、天然起源および合成起源の DNA 断片の組み合わせ、または導入された DNA 断片が染色体に含まれた後、複製されるように、結果として生じる組換え構造を生細胞に導入する in vitro での組み合わせとして想像することができます。または自律的に表現されます。その結果、導入された遺伝物質は細胞のゲノムの一部になります。遺伝子工学者に必要な要素: a) 遺伝物質 (宿主細胞); b) 輸送装置– 遺伝物質を細胞に運ぶベクター; c) 特定の酵素のセット - 遺伝子工学の「ツール」。遺伝子工学の原理と方法は、まず第一に、微生物で解決されました。バクテリア - 原核生物と酵母 - 真核生物。目的: 組換えタンパク質の取得 - 原材料不足の問題の解決。

遺伝子工学の戦略的目標は、ヒトゲノムを持つプロデューサーを作成することです。 1. 病原性がなく、CP から分離された遺伝子操作されたターゲット製品には微量の微生物毒素が含まれていてはなりません。 2. プロデューサーにとって外来のベクター DNA は、宿主細胞のエンドヌクレアーゼによって切断されるべきではありません。この場合、プロデューサーホストのリボソームはandを認識しなければなりません。異物に対応する RNA。 3. 生産者所有者にとって異質な結果として生じるタンパク質 (目的産物) は、異質なタンパク質を加水分解する修復システムにさらされるべきではありません。 4. 分離と精製を容易にするために、標的産物を細胞から培養液に除去することが望ましい。外来タンパク質（LP）を産生する微生物を選択する際には、次のことが必要です。 — 病原性（できればその不在）を確立するために、可能な限り完全にゲノムを研究し、種レベルで代謝を詳細に研究する。生産者は、欠陥のない経済的に利用可能な培地で大規模な生産条件下で成長する必要があります。遺伝子工学により、次のことが可能になります。a) 外来タンパク質のタンパク質分解の可能性を最小限に抑える。 b) 異物の加水分解を最小限に抑えます。 RNA; c) 外来遺伝子をゲノムから「除外」します。

予備作業: - いわゆるをコードするヌクレオチド配列が、標的タンパク質をコードする遺伝子に追加されます。アミノ酸のリーダー配列 (主に疎水性)。 - アミノ酸の疎水性リーダー配列を使用して細胞内で合成された目的生成物は、細胞膜の脂質層を通過して細胞から外側に出ます。これを行うには、プロデューサー細胞の膜に「シグナルプロテアーゼ」が含まれている必要があります。これは、環境に放出される前に、遺伝子産物からアミノ酸のリーダー配列を切断します。 - 外来遺伝子を含むベクターを細胞に浸透させるために、細胞膜の壁の小径の穴を通して、微生物の種類に応じてリチウムまたはカルシウム塩で処理します。このように処理された細胞はコンピテントと呼ばれ、ベクターによって運ばれる情報を認識することができます。 -微生物を扱うときに使用されるベクターは、温帯ファージまたはプラスミドに基づいて構築されます。 (温帯ファージで作業する場合に可能な細胞溶解がないため、プラスミドが好ましい)。

新しい組換え生産者を作成する場合、重要なポイントは、遺伝子 (遺伝子のクラスター) をベクターに、より正確にはベクター分子の DNA、たとえばプラスミドに挿入することです。これは、基質特異性の異なる多数のエンドヌクレアーゼが存在するため可能です (制限酵素、英語の制限 - 切断から)。制限酵素は次のように区別されます。a) DNA の 2 つの相補鎖の 1 つを切断する。 b) 両方の糸を同時に切る。第 1 ターンで興味深いのは、炭水化物-リン酸 DNA 鎖の一方の鎖の切断を触媒する非常に特異的な制限酵素です。これは、両方の鎖が同じ配列を持つ可能性があるためです。2 番目の鎖も分割されますが、切断は離れています。一本鎖セクションが形成されます - 「粘着末端」. もう 1 つの方法は、合成ヌクレオチド配列を遺伝子に隣接させることです。

ステージ 1 - 「アニーリング」。ベクターに組み込まれた遺伝子 (または遺伝子クラスター) は、相補的な粘着末端間の水素結合により、最初は保持されます。ステージ 2 - リガーゼ (架橋) の助けを借りて共有結合によって遺伝子を固定し、DNA の炭水化物-リン酸骨格のギャップを閉じます。ステージ 3 - 宿主細胞へのしっかりと固定された遺伝子を持つベクターの導入。ステージ 4 - TPS への播種、形質転換細胞の懸濁液。ステージ 5 - 目的の産物を合成する培養物の検出。このために、ベクターに挿入される「マーカー遺伝子」の助けを借りて、ベクターを含むクローンの予備選択の方法が使用されます原核生物の遺伝子 - 構造遺伝子 - DNA 、 and に書き換えます。コドン配列の順序で、タンパク質のアミノ酸配列に反映される RNA。真核生物の遺伝子は離散的で、書き換えられるエクソンとイントロンを交互に含んでいます。成熟したとの出現。リボソームマトリックスシステムの構成要素となる RNA - スプライシング、一次転写産物からイントロンを投げ出すこと、およびエクソンを別のエクソンに「ドッキング」すること。原核細胞のヒトタンパク質 (原核生物はスプライシングを欠いているため) では、成熟した i を書き換える必要があります。 DNA の逆転写酵素を使用してヒト遺伝子の RNA を生成した後、そのような短縮された DNA (イントロンなし) をベクターに含めるために使用できます。

1）両方の鎖のアミノ酸配列がヒト遺伝子によってコードされているため、インスリンには動物の欠点がありません。組換えインスリンの生産では、根本的に異なる 2 つの技術が競合します。 . 続いて、C-ペプチドが切断される。 - 2 つの微生物培養物で鎖 A と鎖 B を別々に取得し、その後これらを組み合わせます。 2) 成長ホルモン (ソマトトロピン) - 骨の成長に必要です。成長ホルモンの選択性を高める（プロラクチン受容体への結合を減らす）研究が進行中です。 3) エリスロポエチン - 赤血球様細胞の分化に必要な種特異的な糖タンパク質は、腎臓で形成されます。ヒトエリスロポエチン遺伝子は、タンパク質がグリコシル化されているチャイニーズハムスターの卵に挿入されます (生産者は単層培養です)。 4) ペプチド組織成長因子 - (GVS の外側で形成されるホルモン) - 多くの生体調節因子は、組織および種に特異的です。 5) 自然免疫の組換えタンパク質因子: インターフェロンは、ウイルスに感染した細胞によって産生される自然免疫の因子です。それらは、他の細胞で局所的および全身的な抗ウイルス反応を誘発し、抗ウイルス薬として使用されます。 1. 4. 2. 医薬品としての組換えタンパク質

バイオテクノロジー製品の分類 BT 法によって得られる製品の種類: - 無傷の細胞 - バイオマスを得るために単細胞生物が使用されます - 生物変換のための細胞 (固定化されたものを含む)。生物変換 - 生物の細胞またはそれらから分離された酵素を使用して、最初の有機化合物 (前駆体) を目的の生成物に変換する反応。 (am-to-t、a/b、ステロイドなどの産生) 生細胞の代謝の低分子量生成物: - 一次代謝産物は細胞増殖に必要です。 (生体高分子の構造単位 - アミノ酸、ヌクレオチド、単糖、ビタミン、補酵素、有機酸) - 二次代謝産物 (a / b、色素、毒素) - 細胞の生存に必要ではなく、その段階の終わりに形成される NMS成長。生物の成長過程におけるバイオマスの変化と一次（A）および二次（B）代謝産物の形成のダイナミクス：1 - バイオマス。 2 - 製品

36 バイオテクノロジー生産の構成要素 BT 生産の主な特徴は次のとおりです。 2. 生物学的オブジェクトの機能率が高いほど、プロセスのハードウェア設計の要件が高くなります。 3. バイオオブジェクトとバイオテクノロジー生産装置の両方が最適化されます。バイオテクノロジーの実装の目的: 1. 医薬品生産の主要段階 - バイオマス (原材料、医薬品) の取得。 2. 薬物生産の 1 つまたは複数の段階 (化学的または生物学的合成の一部として) - 生体内変化、ラセミ体の分離など。 3. 医薬品製造の全プロセス - 医薬品製造のすべての段階における生物学的対象の機能。医薬品の生産におけるバイオテクノロジーの実施条件 1. 生物学的に活性な物質または薬物の生産に関連する合成または特定の変換のための生物対象の遺伝的に決定された能力。 2. 内的および外的要因からのバイオテクノロジーシステムにおける生体オブジェクトのセキュリティ。 3. 生物変換の必要な方向と速度を保証する量と順序でプラスチックとエネルギー材料を使用して、生物工学システムで機能する生物オブジェクトを提供します。

設定された目標のバリアントのそれぞれで、それらは相互に関連したフローで動作します。現代のバイオテクノロジーでは、分裂組織培養の成熟を加速し、合成の中間段階を短縮するために、技術とエネルギーの流れが大幅に近代化されています。 - 生物学的対象：生産者の選択、遺伝子工学の改善、固定化への移行、超合成など - バイオテクノロジープロセスの要素ベースにエネルギーとプラスチックのサポートを提供するデバイスの複雑化

BT 生産の段階 1. 目的の特性 (pH、温度、濃度) を持つ基質の原材料 (栄養培地) の調製 2. 生物学的対象の調製: 種培養または酵素 (固定化を含む)。 3. 生合成、生物変換（発酵） - 栄養培地の成分のバイオマスへの生物学的変換、そして必要に応じて標的代謝産物への生物学的変換による標的生成物の形成。 4. 目的産物の分離と精製。 5. 製品の商品形態を取得する 6. 廃棄物 (バイオマス、培養液など) の処理と処分、ステロイド、抗生物質多基質変換 (廃水処理、リグノセルロース廃棄物の処分) 単一基質変換 (ビタミン C の生産におけるグルコースからフルクトースへの変換、D-ソルビトールから L-ソルボースへの変換) 細胞成分の生化学的生産 (酵素、核酸) バイオマスの生物学的生産 (単細胞タンパク質)

発酵方法発酵深さバッチ固相表面連続細胞懸濁細胞固定化細胞酵素固定化酵素溶液中の酵素

容量: - 実験室 0.5 -100 l、 - パイロット 100 l -10 m 3、 - 工業用 10 - 100 m 3 以上。発酵槽を選択するための基準: - 熱交換 - 単一細胞の増殖速度 - 生体の呼吸のタイプ - 細胞内の基質の輸送と変換のモード - 単一細胞の再生時間。バイオテクノロジープロセスのハードウェア設計 - 発酵槽:

Biostat A plus は、微生物および細胞培養の培養用の交換可能な容器 (作業容量 1、2、および 5 L) を備えたオートクレーブ可能な発酵槽であり、大容量に完全に拡張できます。統合された測定および制御装置、ポンプ、温度制御システム、ガス供給およびモーターを備えた単一のハウジング発酵プロセスを管理および文書化するためのWindows互換MFCS / DAソフトウェアがプリインストールされたラップトップ実験室（図）

一般的な用語での生合成: プロデューサー — 提案された条件でのマイクロレベルの一般的な技術の生体オブジェクト: 補助操作メイン操作

（タスクに基づいて）さまざまな方向の生産構造を比較すると、最初の段階の要素はどこでも同じです：バイオオブジェクト、バイオリアクター、無菌システム、 - プラスチックおよびエネルギー材料の供給 - 発酵生成物の分離など. 階層の第 2 段階での主な違い - 対象生成物の精製 - 副生成物の除去、特に補助サブシステムの編成レベル (品質管理)。バイオテクノロジープロセスの階層最初のステップは、制御されたバイオリアクターと組み合わせたバイオオブジェクトです。第 2 段階は、相互接続された技術プロセスと装置を 1 つの技術チェーン (ワークショップ) に結合することです。第 3 段階は、パイロットプラントまたは完全なサイクルエンタープライズ、つまりメインおよび補助 (一般的なエンジニアリング) サブシステムです。

1. 補助作業: 1. 1. 種子 (接種材料) の調製: 試験管の接種、シェーカーフラスコ (1 ～ 3 日)、接種器 (2 ～ 3%、2 ～ 3 日)、播種機 (2 ～ 3 日) . 速度論的増殖曲線１．誘導期（遅滞期）２．指数増殖期（バイオマスおよび生合成産物の蓄積）ｄ． N / dt = N (N - 細胞数、t - 時間、 - 比例係数 (比増殖速度) 3. 線形増殖期 (均一な培養増殖) 4. 低速増殖期 5. 定常期 (生存個体の恒常性 6 . 老化期の培養 (枯れていく) N t 1 2 3 4 5 61. 2. 栄養培地の選択の準備と培地処方の実施, プラスチックとエネルギー成分の元の量と品質での保存を保証する滅菌. O, C 、N、P、H - エネルギー代謝と細胞構造の合成に必要な要素。

さまざまな生物の栄養素の含有量 (%) 微生物要素炭素および窒素リン酸素水素細菌 50.4 12.3 4.0 30.5 6.8 酵母 47.8 10.4 4.5 31, 1 6, 5 菌類 47, 9 5, 2 3, 5 40, 4 6, 7 化学元素式の形式で各生物学的オブジェクトの説明を作成できます。酵母では = C 3.92 x。高さ6.5倍。約1.94×N0.7×。 P 0.14 (数値係数は、バイオマス中の元素の質量分率をこの元素の原子質量で割ることによって得られます)生物体の比成長率に対する同じ要素の相互影響CDN / d。 T 1 2 3 C は、制限成分 DN / d の濃度です。 T は微生物の増殖速度です。 1 - 制限の領域、2 - 最適な成長の領域、3 - 阻害の領域。いずれかのコンポーネントの影響は、グラフと方程式の形式で表されます。 (c) \u003d b x C / (K s + C) モノーの方程式。は比例係数、ｃは培地の消耗成分の濃度、ｂは生体物体の限界最大比増殖速度、Ｋｓは生体物体に対する基質の親和定数である。

1. 3. 栄養培地の滅菌。汚染フローラを完全に除去し、基質の生物学的有用性を保持するためには、オートクレーブによる頻度が高く、化学的および物理的影響による頻度は低くなります。選択した滅菌モードの有効性は、微生物の死の速度定数 (特別な表から取得) に滅菌時間を乗じて評価されます。バチルスステアロサーモフィルス 1518 株の試験培養を用いて滅菌管理を行っており、滅菌基準 80 で絶対滅菌が達成されると考えられています。 140°Cでは、不安定性の変化は、たとえばpをシフトすることによって達成できます。グルコース 3 の H、スクロース 8、0 の 0. 1. 4. 発酵槽の準備生蒸気による機器の滅菌。「弱い」点に特に注意を払ったシーリングは、小径の行き止まりのフィッティング、制御および測定機器のゲージのフィッティングです。発酵槽の選択は、生物学的対象の呼吸、熱伝達、細胞内の基質の輸送と変換、単一細胞の成長速度、その再生時間などの基準を考慮して行われます。

2. 主な操作: 2. 1. 生合成の段階。バイオオブジェクトの可能性を最大限に活用して、医薬品を取得します (細胞内に蓄積されるか、培養液に分泌されます)。 2. 2. 集中段階で、同時にバラストを除去するように設計されています。 2. 3. 精製段階。同種の操作を繰り返すか、一連のさまざまな調製方法（限外濾過、抽出、収着、結晶化など）を使用して、製剤の比活性を高めます。 2. 4. 最終製品（物質または完成した剤形）を得て、その後の充填および包装操作を行う段階。

栄養培地分離培養液細胞濃縮。代謝産物の分離と精製死細胞の崩壊死細胞のバイオマス製品の安定化。生細胞のバイオマス脱水。製品の安定化アプリケーションストレージライブ製品。ドライ製品ライブ製品。乾燥製品培養（発酵）接種材料の調製バイオテクノロジー生産スキーム

生物圏に対する人為的影響は、文明の発展に不可欠です。土地の耕作、森林伐採、草原の「踏みつけ」は、人類の歴史に常に伴います。特定の種の動植物の破壊と、一部の種の本来の生息地からの再定住を想起することは適切です。

産業が生物圏に及ぼす影響の問題の特定の関連性に関連して、この点でバイオテクノロジー生産がどのように見えるかを考えてみましょう。まず第一に、それは科学集約的であり、化学技術的生産と比較して、より効率的です。これは、生産者の細胞（生体オブジェクト）が「バランスの取れた生体触媒の複合体」であり、連続的なシステムよりも生産的に機能するためです。化学反応無機触媒で。

バイオテクノロジー産業によるエネルギー資源と水の消費量は、現代の化学産業による消費量の何パーセントにも満たないものです。バイオテクノロジー企業の気体廃棄物の大気中への排出は、業界全体からの排出量の 10 分の 1 パーセントも超えません。現代の状況で最も受け入れられるのはバイオテクノロジー生産ですが、特定の環境問題も抱えているため、次の方向で改善されています。

より活発な生物学的オブジェクト生産者の作成と使用 (結果として、生産単位あたりの廃棄物が少なくなります!);

希少性の低い培地と試薬の交換;

生物学的物体（細胞と酵素の両方）の固定化、それらの繰り返し使用による廃棄物の削減。

目的生成物の分離および精製の段階での膜技術の実装 (製造プロセスのいくつかの段階での攻撃的な条件を回避するために使用される有機溶媒の量の削減);

GMP 規則の遵守。

伝統的なバイオテクノロジー企業の産業廃棄物の排除（利用）または処理に関連する問題を簡単に考えてみましょう。

固形廃棄物。まず第一に、これらには、培養液および目的産物から分離された後の生産者の菌糸体（バイオマス）が含まれます。処理しなければならない菌糸体の量は、工業用発酵槽の排出量が 50 ～ 100 m 3 の濃厚で粘性のある (菌糸体の存在による) 液体であるという事実に基づいて視覚化できます。企業には多数の発酵槽があり、発酵サイクルが約 1 週間続くことを考慮すると、この種の固形廃棄物は、1 つの (大規模な) 企業で年間数百トンに達すると結論付けることができます。菌糸体には標的生成物の残留量も含まれていることを考慮に入れる必要があり、これらは原則として、生物学的に非常に活性な物質です。

現在、固形廃棄物は菌糸体を処理することによって排除されています。それは土と混合され、コンクリートの下地と一緒にピットに置かれます。そのような各穴は閉じたままです

数年間。この間、土壌微生物は有機物菌糸体を酵素切断し、それらを使用して「彼らの」バイオマスを構築します。実際、菌糸体の有機部分が分解する間、堆肥が形成されます。この種の「コンクリート基板」堆肥ピット» まだ分解されていない菌糸体の可溶性有機物質が地下水や雨水貯留層に浸透するのを防ぐために必要です。通常、企業の領土の堆肥ピットには特別なエリアが割り当てられます。乾燥菌糸体（その質量は元の10〜100倍に減少します）の市のゴミ捨て場への輸出は禁止されていることに注意してください。

菌糸体をさまざまな目的に使用する試みは、一般的にはまだ成功していませんが、廃棄物を削減する技術はすでに実験室で作成されています。全脂質画分をテトラサイクリン生産菌の放線菌の菌糸体から抽出し、同じ菌株に属する生産菌によって形成されるテトラサイクリンの生産における次の生産サイクルで消泡剤として使用した。場合によっては（牧草地が限られている場合）、一部の微生物の滅菌および粉砕されたバイオマスが家畜の飼料の添加物として使用されます。真菌および放線菌の菌糸体 (抗生物質の生産における廃棄物) は、一部の建材 (クレイダイトスラブ、レンガなど) の品質を向上させ、強度を高めます。しかし、経済的な理由から、これらの材料を生産することは現実的ではありません。

廃液。のバイオ生産の場合、廃液とは排水や廃液のことで、主に培養液から菌糸体を分離し、目的物を抽出したものです。浄化しなければならない培養液の年間総量は、一企業で数万立方メートルにもなります。さまざまな方法で制御された浄化の程度は、浄化された液体が開放水域に放出できるようなものでなければなりません。

さまざまな洗浄スキームがあります。それらのほとんどすべてにおいて、微生物が重要な役割を果たしています（生物学的処理）。これらのスキームの1つを紹介します。精製システムの最初のコンポーネントは、使用済みの培養液が入る鉄筋コンクリート製のサンプです。サンプの底にはパイプが敷設されており、そこから堆積物が吸い出されます。この段階で、培養液から夾雑物の約 40% が除去されます。

精製システムの次のセクションは、1つまたは複数のエアロタンクが次々と配置されたもので構成されています-タンクの底に沿ってパイプが通過し、そこから空気が泡の形で出てきて、結果として液体の厚さ全体を通過しますそれは酸素で飽和しています。空気は、酸化プロセスの集中的な流れに貢献します。エアロタンクの重要な特徴は、いわゆる「活性汚泥」（人工バイオセノーシス - 液体に溶解した有機物質を CO 2 と H 2 O に酸化する微生物のコミュニティ）の存在です。企業の運営。

後者は酸化された基質に依存するため、さまざまな企業での活性汚泥生物群集の種組成はわずかに異なる場合があります。原則として、シュードモナス属の代表者（70％）が優勢です。これに続いて、バクテリウム属に結合した微生物 (20%) が続きます。残りの 10% は、バチルス属、サルシナ属、およびその他の微生物の代表です。活性汚泥をバイオセノシスまたはバイオテクノロジー生産からの廃水の処理に関連する超生物種間コミュニティとして特徴付ける場合、3 つの重要な状況に注意する必要があります。

まず、シュードモナス属の菌株がここで基本的な役割を果たします。ただし、この属は、危険な創傷感染の既知の原因物質である Pseudomonas acruginosa に還元されるべきではありません。自然条件下では、シュードモナス属は、人間にとって危険ではない多数の種に代表されます。活性汚泥の一部である非病原性菌株です。これらの微生物は、広範囲の酸化酵素によって特徴付けられます。シュードモナス細胞からなる製剤は、油流出による汚染の除去に使用されます。比喩的に言えば、環状炭化水素などの特殊な基質も酸化を受けます。さらに、活性汚泥に含まれる腐生性シュードモナス種の殻は、酸化酵素への基質のアクセスを容易にするポリンチャネルのレベルで独自の特性を持っています。

第二に、いくつかの基質のCO 2およびH 2 Oへの変換は、それらに対するさまざまな微生物の酵素の連続的な作用により行われます。言い換えれば、ある酵素系は特定の化合物を中間体に変換し、別の酵素系はこれらの中間体のさらなる分解を触媒します。これは、活性汚泥が微生物の複合体として機能していることを強調しています。

第三に、一部の産業（特に抗生物質産業の企業）の廃水には残留量の抗菌物質が含まれている可能性があることに留意する必要があります。これは、エアロタンク内の微生物が常にそれらと接触していることを意味します。抵抗性フォームの選択のための条件が作成されます。しかし、処理された廃液中の抗菌物質の濃度が異常に高く、活性汚泥細胞の死を引き起こす場合があります。

そのためには活性汚泥の状態管理が必要です。エアロタンクまたは連続して配置された複数のエアロタンクと二次沈降タンクを備えたセクションの後、「後処理ユニット」は液体廃棄物システムにとって基本的に重要です。その中で、有機物質の元の含有量の約10％が残っている培養液（通常、これらは酸化しにくい物質です）がバイオフィルター（酸化力が最も高い微生物の細胞が固定化されたフィルム）を通過します。アクティビティ。多くの場合、これらの細胞は、酸化酵素 (破壊酵素) の遺伝子を持つプラスミドを含む、遺伝子操作された菌株に属しています。このように意図的に得られた「デストラクタ株」は、酸化しにくい物質を酸化し、処理液中の汚染物質の残りの10％を破壊することができます。

このような菌株の細胞をバイオフィルムに固定化することは、これらの細胞の自由な再生中に人為的に増加した酸化活性が逆突然変異またはプラスミドの喪失により失われる可能性があるという事実を考慮すると合理的です。この場合、遺伝子工学と工学的酵素学は「後処理ブロック」で「結合」されているようです。飲料水の公式基準を満たす精製後の液体（この場合、毒性を制御するために受け入れられている方法の 1 つは、微視的

甲殻類の Daphnia magna) は、塩素化された後、開放水域に入ります。

さまざまなモードでの生物学的廃水処理システムの操作に関して、最大（「衝撃」）負荷では、さまざまな問題が発生する可能性があることに注意する必要があります。このような作業期間中に、非常に活性なデストラクタ株（「バクテリアスターター」）がエアロタンクに導入され、液体廃棄物処理システムのスループットを大幅に向上させることができます。この目的のために、さまざまなプロファイルのバイオテクノロジー企業には特別な準備が推奨されます。「フェノバック」 - 炭化水素の利用用、「サーモバック」 - 多糖類の酸化用、「ポリバック」 - 合成洗剤からの放出用など。生細胞からの「バクテリアスターター」の量は、廃液1m 3 あたり約100mgです。

結論として、液体廃棄物の生物学的利用にはさまざまなスキームが考えられることに注意してください。したがって、好気性処理に加えて、スキームには、嫌気性処理の段階、吸着剤（活性炭、ゼオライトなど）を使用する段階、電気化学的方法（電気凝固など）を使用する段階が含まれます。

気体廃棄物。ガス排出物は、無機触媒を使用したカラムで 300 ～ 1,000 °C の温度で有機化合物から精製されます。この場合、揮発性の「有機物」はCO 2 に変わります。場合によっては、有機物をCO 2 に酸化する微生物に基づく生物フィルターが使用されます。

生物学的オブジェクトの改良。 バイオテクノロジー生産の環境側面

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