南京工业大学：《发酵工艺学》第二讲 抗生素生产工艺

抗生素生产工艺 抗生素是青霉素、链霉素、红霉素等一类化学 物质的总称 是生物在生产活动过程中产生的,在低微浓度 下有选择性地抑制或杀灭其他种生物机能的有 机物质,具有抗菌、抗肿瘤、杀虫除草、抑制 生物体中某些酶类的作用,有些还具有某些药 理活性,如强力霉素——镇咳;新霉素——降 胆固醇

抗生素生产工艺 • 抗生素是青霉素、链霉素、红霉素等一类化学 物质的总称 • 是生物在生产活动过程中产生的，在低微浓度 下有选择性地抑制或杀灭其他种生物机能的有 机物质，具有抗菌、抗肿瘤、杀虫除草、抑制 生物体中某些酶类的作用，有些还具有某些药 理活性，如强力霉素——镇咳；新霉素——降 胆固醇

抗生素的生产方法 生产主要采用微生物发酵法,属于次 级代谢产物,少数如氯霉素、磷霉素亦 可用化学合成法生产

抗生素的生产方法 生产主要采用微生物发酵法，属于次 级代谢产物，少数如氯霉素、磷霉素亦 可用化学合成法生产

半合成抗生素 将生物合成法制得的抗生素用化学或生化 方法引入特定的功能基团进行分子结构改造而 制成各种衍生物 增强抗菌力 扩大抗菌谱 对耐药菌有效 便于口服 减低毒副作用 改善药理性质、提高生物有效性

半合成抗生素 将生物合成法制得的抗生素用化学或生化 方法引入特定的功能基团进行分子结构改造而 制成各种衍生物 • 增强抗菌力 • 扩大抗菌谱 • 对耐药菌有效 • 便于口服 • 减低毒副作用 • 改善药理性质、提高生物有效性

抗生素的生物来源 放线菌:链霉菌、诺卡氏菌属、小单孢菌属 真菌:青霉菌属、头孢菌属、担子菌 细菌:多粘杆菌、枯草杆菌、芽孢杆菌 植物或动物:蒜→>蒜素;动物脏器→>鱼素

抗生素的生物来源 • 放线菌：链霉菌、诺卡氏菌属、小单孢菌属 • 真菌：青霉菌属、头孢菌属、担子菌 • 细菌：多粘杆菌、枯草杆菌、芽孢杆菌 • 植物或动物：蒜→蒜素；动物脏器→鱼素

抗生素化学结构的分类 β-内酰胺类:青霉素类、头孢菌素类,包含一个四元 内酰胺环 氨基糖苷类:链霉素、庆大霉素,既含有氨基糖苷, 也含有氨基环醇 大环内酯类:红霉素、麦迪加霉素,含有一个大环内 酯作配糖体,以苷键和1-3个分子的糖相连 四环类:四环素、土霉素,以四并苯为母核 多肽类:多粘菌素、杆菌肽,含有多种氨基酸,经肽 键缩合成线状、环状或带侧链的环状多肽

抗生素化学结构的分类 • -内酰胺类：青霉素类、头孢菌素类，包含一个四元 内酰胺环 • 氨基糖苷类：链霉素、庆大霉素，既含有氨基糖苷， 也含有氨基环醇 • 大环内酯类：红霉素、麦迪加霉素，含有一个大环内 酯作配糖体，以苷键和1-3个分子的糖相连 • 四环类：四环素、土霉素，以四并苯为母核 • 多肽类：多粘菌素、杆菌肽，含有多种氨基酸，经肽 键缩合成线状、环状或带侧链的环状多肽

抗生素的作用 广谱抗生素:氨苄青霉素 抗革兰氏阳性菌抗生素:青霉素 抗革兰氏阴性菌抗生素:链霉素 抗真菌抗生素:制霉菌素 抗病毒抗生素:四环类抗生素 抗癟抗生素:阿霉素

抗生素的作用 • 广谱抗生素：氨苄青霉素 • 抗革兰氏阳性菌抗生素：青霉素 • 抗革兰氏阴性菌抗生素：链霉素 • 抗真菌抗生素：制霉菌素 • 抗病毒抗生素：四环类抗生素 • 抗癌抗生素：阿霉素

抗生素的作用机制 抑制细胞壁合成:青霉素、头孢菌素 影响细胞膜功能:多烯类抗生素 抑制病原菌蛋白质合成:四环素 抑制核酸合成:丝裂霉素C 抑制生物能作用:抗霉素

抗生素的作用机制 • 抑制细胞壁合成：青霉素、头孢菌素 • 影响细胞膜功能：多烯类抗生素 • 抑制病原菌蛋白质合成：四环素 • 抑制核酸合成：丝裂霉素C • 抑制生物能作用：抗霉素

我国抗生素工业的发展 我国1953年设计制造了4个5吨发酵罐,建立上 海第三制药厂,开始生产青霉素 1957年建立华北制药丿 经40多年来发展,国外有的基本抗生素品种我 国都有生产,并已研制出国外没有的抗生素 创新霉素等 截止1996年上半年,总计127个品种生产,总 产量近几年3万吨,约占世界抗生素产量的14 农用抗生素研究生产也获得了可喜的成绩,灭 瘟素、春日霉素和有效霉素等

我国抗生素工业的发展 • 我国1953年设计制造了4个5吨发酵罐，建立上 海第三制药厂，开始生产青霉素 • 1957年建立华北制药厂 • 经40多年来发展，国外有的基本抗生素品种我 国都有生产，并已研制出国外没有的抗生素— —创新霉素等 • 截止1996年上半年，总计127个品种生产，总 产量近几年3万吨，约占世界抗生素产量的1/4。 • 农用抗生素研究生产也获得了可喜的成绩，灭 瘟素、春日霉素和有效霉素等

抗生素的应用 医用抗生素,青霉素钾、钠等可控制金 黄色葡萄球菌、肺炎链球菌等引起的严 重感染(败血症、肺炎、脑膜炎等), 半合成青霉素和头孢菌素用于对付耐药 性金黄色葡萄球菌,链霉素—抗G和 结核杆菌 农用抗生素,作用强、剂量小,且不易 引起环境污染

抗生素的应用 • 医用抗生素，青霉素钾、钠等可控制金 黄色葡萄球菌、肺炎链球菌等引起的严 重感染（败血症、肺炎、脑膜炎等）， 半合成青霉素和头孢菌素用于对付耐药 性金黄色葡萄球菌，链霉素——抗G-和 结核杆菌 • 农用抗生素，作用强、剂量小，且不易 引起环境污染

抗生素剂量表示法 使用剂量不足,达不到抑菌能力,使用剂量过高 会产生毒副作用,且引起病原菌的耐药性。 故常用效价单位作为衡量抗生素的一尺度。 个青霉素效价单位—在50m肉汤培养基中 完全抑制金黄色葡萄球菌标准菌株发育的最小 青霉素剂量 个链霉素效价单位——1ml肉汤培养基中完 全抑制 E coli标准菌株发育的最小链霉素剂量 个制霉霉素效价单位—1ml肉汤培养基中 完全抑制某种酵母标准菌株发育的最小制霉霉 素剂量

抗生素剂量表示法 使用剂量不足，达不到抑菌能力，使用剂量过高， 会产生毒副作用，且引起病原菌的耐药性。 故常用效价单位作为衡量抗生素的一尺度。 • 一个青霉素效价单位——在50ml肉汤培养基中 完全抑制金黄色葡萄球菌标准菌株发育的最小 青霉素剂量 • 一个链霉素效价单位——1ml肉汤培养基中完 全抑制E.Coli标准菌株发育的最小链霉素剂量 • 一个制霉霉素效价单位——1ml肉汤培养基中 完全抑制某种酵母标准菌株发育的最小制霉霉 素剂量