Producción industrial de antibióticos

Producción industrial de antibióticos.

Los antibióticos producidos industrialmente se producen por fermentación, donde el microorganismo fuente se cultiva en un medio de crecimiento líquido grande.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Describir cómo se producen los antibióticos en la industria mediante fermentación.

PUNTOS CLAVE

Puntos clave

• Los antibióticos son los metabolitos secundarios de los microorganismos.
• Durante el procesamiento, el antibiótico debe ser extraído y purificado en un producto cristalino.
• Los antibióticos útiles a menudo se descubren mediante un proceso de selección o un proceso de diseño racional.

Términos clave

• antibiótico : cualquier sustancia que pueda destruir o inhibir el crecimiento de bacterias y microorganismos similares.
• fermentación : cualquiera de las muchas reacciones bioquímicas anaeróbicas en las que una enzima (o varias enzimas producidas por un microorganismo) cataliza la conversión de una sustancia en otra; especialmente la conversión (usando levadura) de azúcares en alcohol o ácido acético con la evolución del dióxido de carbono.
• metabolito : cualquier sustancia producida por, o que participa en, una reacción metabólica.

Los antibióticos se producen industrialmente mediante un proceso de fermentación, donde el microorganismo fuente se cultiva en grandes contenedores (100,000 - 150,000 litros o más) que contienen un medio de crecimiento líquido.

La concentración de oxígeno, la temperatura, el pH y los niveles de nutrientes deben ser óptimos y, si es necesario, deben monitorearse y ajustarse de cerca. Como los antibióticos son metabolitos secundarios, el tamaño de la población debe controlarse con mucho cuidado para garantizar que se obtenga el máximo rendimiento antes de que las células mueran. Una vez que se completa el proceso, el antibiótico debe extraerse y purificarse para obtener un producto cristalino. Esto es más fácil de lograr si el antibiótico es soluble en solvente orgánico. De lo contrario, primero debe eliminarse mediante intercambio iónico, adsorción o precipitación química.

Los microorganismos utilizados en la fermentación rara vez son idénticos a sus homólogos en la naturaleza. Esto se debe a que las especies a menudo se modifican genéticamente para producir las cantidades máximas de antibióticos. La mutación se usa a menudo y se fomenta introduciendo mutágenos como la radiación ultravioleta, los rayos X o ciertos químicos. La selección y la reproducción adicional de las cepas de mayor rendimiento a lo largo de muchas generaciones pueden aumentar los rendimientos en 20 veces o más. Otra técnica utilizada para aumentar los rendimientos es la amplificación de genes, donde las copias de los genes que codifican las enzimas involucradas en la producción de antibióticos se pueden insertar nuevamente en una célula, a través de vectores como los plásmidos. Este proceso debe estar estrechamente vinculado con la reevaluación de la producción y la eficacia de los antibióticos.

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Una placa de agar con microorganismos : Esta es una placa de agar rayada con microorganismos.

A pesar de la amplia variedad de antibióticos conocidos, menos del 1% de los agentes antimicrobianos tienen valor médico o comercial. Por ejemplo, mientras que la penicilina tiene un alto índice terapéutico ya que generalmente no afecta a las células humanas, este no es el caso de muchos antibióticos. Otros antibióticos simplemente carecen de ventaja sobre los que ya están en uso o no tienen otras aplicaciones prácticas.

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