biyotek i ders sek mets

8/8/2019 Biyotek I Ders Sek Mets

http://slidepdf.com/reader/full/biyotek-i-ders-sek-mets 1/30

BYOTEKNOLOJ IBYOTEKNOLOJ I20052005--20062006

Prof. Dr. ule ARIProf. Dr. ule ARI



Mikroorganizmalarn ürettikleriMikroorganizmalarn ürettikleri

düük molekül arlkldüük molekül arlklmaddeler maddeler



Sekonder metabolitler Sekonder metabolitler

Bitki fizyolojisinden mikrobiyal teknolojiye geçmibir terim

Hücre üremesi ve yaamn sürdürebilmesi için

gerekli deiller !!! Üretilme nedenleri ekolojik avantajekolojik avantaj ? Üreme döngüsünün geç evrelerinde

sentezlenirler, üreme durduktan sonra da

sentezleri devam eder Molekül yap çeitlilii çok fazla Biyosentez yollar ve yollarn kontrolleri primer

metabolitlerinki kadar iyi bilinmiyor




1. Antibiyotikler

2. Pigmentler

3. Toksinler




Hücreler düük miktarlar da üretir Ür ün artrm yollar

± Rasgele mutasyon ± seleksiyon Ör: penisilinin

miktar artm ± Öncül (prekürsör) madde ilavesi Ör: E-amino

adipat ilavesi ile penisilin art ± Rekombinant DNA teknolojisi: biyosentez yollar

hakknda bilgi verir, yeni ür ün sentezi salanr,

Ör: Streptomces coelicolor ¶da izokromanekinonbiosentez yoluna ait Streptomces¶e aktarldnda3 yeni antibiyotik (aktinorodin) sentezlenmitir



ANTBYOTKLERANTBYOTKLER

En önemli biyoteknolojik ürün gruplarndan Kullanmlar:

± nfektif insan hastalklarnn tedavisi

± Tarmda ve veterinerlikte Spesifik olarak mikroorganizmalara

etki ederler, insan hücrelerinezarar vermezler ± Bakterilerin ve insanlarn besin gereksinimlerin

farkldr . Ör:sülfanomid bakterilerde folik asit senteziniinhibe ederken, insanda böyle bir etkisi yoktur, çünküinsanda folik asit sentez edilmez, diyetle dardanalnr .

M AGIC BULLET




Ticari öneme sahip birçok antibiyotikmantarlar bakteriler tarafndan üretilir .

Antibiyotik üreten bakterilerin çou ± Streptomyces ve

± Bacillus türleri

Mantarlardan ± Actinomycet ler antibiyotik üreticisidirler .




Mikroorganizmalarn antibiyotik üretmenedenleri: ± çevredeki mikroorganizmalarn ölümüne neden olarak

üreme avantaj

± besince zengin ortamlarda antibiyotik üretiminininhibe olmas

± antitümoral etkiye sahip antibiyotikler (dier mikroorganizmalar üzerinde bir biyolojik aktiviteleriyoktur) çevresel koullardan etkilenmezler

Antitümoral etkiye sahip sekonder metabolitler ± nsan hücrelerindeki reseptörlere balanarak spesifik

enzimleri inhibe ederek bu etkiyi gösterirler . de




Antibakteriyal

Antifungal

Antitümoral



Antibakteriyal Antibakteriyal antibiyotikler antibiyotikler

F-Laktamlar: Ör: Penisilin, benzil penisilin, penisilin G

Hücre duvarndaki peptidoglikan sentezini inhibe ederler

Peptidoglikan polisakkaritlerin ya da glikanlarn aoluturmu ekli Peptidoglikan N-asetilglukozamin ve N-asetilmuramik

asit bakiyelerinin ksa peptid zincirleriyle çapraz biçimdebal hali

Bazen D formundaki amino asitler yapda bulunur Penisilinler peptidoglikan oluumunu katalizleyen

penisilin balayan proteinler (PBP) de denilentranspeptidaz enzimini inhibe ederler .



PeptidoglikanPeptidoglikan




Makrolidler: Büyük lakton halkasna sahipler

Streptomyces türleri tarafndanüretilirler

Prokaryotik protein sentezi inhibitörü

Ör:eritromisin ve oleandromisin

Çou Gram (+)¶lere etkilidir,azitromisin gibi bazyar sentetik makrolidler Gram (-)¶lere deetkilidirler .




Ansamisin: Makrosiklik yapda ilave olarak

aromatik bir bileen

N ocardia türleri tarafndanüretilirler .

Rifampisin prokaryotik RN A polimeraz inhibeeder

Rifampisin SV gibi doal rifampisinler sadeceGram (+)¶lere etkinken, kimyasal olaraktüretilmi rifampisinin Gram (-)¶lere de etkinolduu saptanmtr




Tetrasiklinler:

Çeitli Streptomyces türleri tarafndan

üretilirler Yaplarnda dört halka

Protein sentezini inhibe ederler

Hidrofilik olduklarndan genispektrumludurlar .

Gram (+) ve Gram (-)¶lere etkilidirler .




Kloramfenikol: Streptomyces venezuellae¶den

izole edilmilerdir .

Protein sentezini inhibe ederler . Küçük moleküller olduklarndan kolayca

Gram (-)¶lerin hücre içine girerler .

Ama ökaryotik hücrelerin içine degirdiklerinden hzl bölünen hayvansalhücreleri de etkilerler .




Peptid antibiyotikler: Bacillus türleri tarafndan üretilen peptid

antibiyotikler D amino asitler, ornitin, diaminobutirik asit gibi olaan d amino asitleri tarlar

bu nedenle insan için zararldrlar . topikal (yüzeysel) uygulama için kullanlrlar . Ör: polimiksin, basitrasin A ve gramisidin S

verilebilir . Aminoglikozitler: Aminocyclitol parças içerirler .

Protein sentezini inhibe ederler . Gram (+) veGram (-)¶lere etkilidirler .



basitrasinbasitrasin




Aminoglikozitler:

Aminocyclitol parças içerirler .

Protein sentezini inhibe ederler . Gram (+) ve Gram (-)¶lere

etkilidirler .



Antifungal Ajanlar Antifungal Ajanlar

(Antibiyotikler)(Antibiyotikler) Funguslar ökaryottur ve yüksek

hayvanlarla ayn ekilde protein sentezi venükleik asit sentezi yoluna sahiplerdir

Bu nedenle de insana zararl olmayanantifungal ajanlarn bulunmas zor



Antifungal Ajanlar Antifungal Ajanlar (Antibiyotikler)(Antibiyotikler)

Polyoxin D:

Streptomyces türleri tarafndan üretilir .

Funguslara özel olan hücre duvar bileeniolan polisakkarit, kitin sentezini inhibeederler .

T

armda fungusit olarak kullanlr .




Griseofulvin:

P enicillum griseofulvum tarafndan üretilir,

Mitoz bölünme inhibitörü Tarmda ve insandaki fungus

hastalklarnn tedavisinde kullanlr .




Polyenes:

Makrosiklik lakton halkas tarlar .

Membrandaki sterollerle etkileimi girerekmembran yapsn bozarlar .

Hayvansal hücrelerede zarar

verdiklerinden topikal olarak kullanlr .

Streptomyces türleri tarafndan üretilir



Antitümör Antitümör Ajanlar Ajanlar (Antibiyotikler):(Antibiyotikler):

Polisiklik halkaya sahip olan baz antibiyotikler DN A¶dabazlar arasna girdiklerinden antitümoral olarakkullanlrlar .

Daunomycin ve adriamisin naftacene halkas (4 benzenhalkas) içerdiklerinden bu özelliktedirler .

Ayrca dactinomycin ve mitramycin 3 benzen halkastarlar .

Bleomycin DN A¶y harap ettiinden kanser tedavisindekullanlr . Bu maddelerin hepsi Streptomyces türleri tarafndan

üretilir .

Daunomycin



Farmakolojik olarak aktif dier Farmakolojik olarak aktif dier sekonder metabolitler sekonder metabolitler

Proteaz/Peptidaz inhibitörleri: Leupeptin,antipain, pepstatin HIV virüsünün aspartilproteazn inhibe ederler .

Kolesterol biyosentezi inhibitörleri: P enicillium

türleri tarafndan üretilen compactin kolesterolbiyosentezinin ilk aamasn bloke eder .

mmunosupresanlar: Cyclosporin siklik bir peptidolup, funguslar tarafndan üretilir ve organ nakli

yaplacak hastalar için kullanlr .

Spesifik reseptörlere balanan bileikler: Aspergillus türlerinin ürettii asperlicin,kolesistokinin reseptörünü inhibe eder .



Sekonder metabolizma veSekonder metabolizma vekontrolü:kontrolü:

Metabolizma karmak ve az anlalm

Sporulasyonla antibiyotik üretiminde benzer mekanizmalarn i görmekte olduu

düünülmekte ± Ör: Bacillus¶ da üreme evresinin sonunda farkl

promotörlerin çalmas için farkl sigma (W) RN A polimeraz alt birimlerine gerek duyulduu saptanm

ve whi G sigma alt birimini sporulasyon için de gerekliolduu bulunmutur . Bu alt birimin inhibisyonusporulasyonu da inhibe etmitir .




Katabolit Represyon: Karbon kaynann az olduudurumda az antibiyotik üretirler, antibiyotik üretimi ile ilgilienzim düzeyi azalr .

Enzim sentezinin transkripsiyon düzeyinde inhibe olduu

düünülmekte (E.

coli ¶deki katabollit represyon) E.coli glukoz gibi daha iyi bir karbon kayna varsalaktozu parçalamaz.

Mikroorganizma da antibiyotii besin maddelerinin snrlolduu koullarda rekabet için üretir .

Katabolit represyonu yenmek için karbon kayna ortamakontrollü bir ekilde verilmeli ya da karbon kaynazengin ortamlarda da antibiyotik üretecek mutantlar izoleedilmelidir .




Nitrojen ve fosfat represyonu:

Fermentasyon ortamndaki fazla

miktardaki nitrojen ve fosfat antibiyotiküretimini basklar

Fosfat antibiyotik sentezi ile ilgilienzimlerin transkripsiyonunu engeller .

Nitrojen ve fosfat represyonu da katabolitrepresyona benzer .




Feed-back regülasyon:

Regülasyonunun negatif feed-back ile

olduu düüncesi de yaygn Bunu destekleyen bulgular penisilin üretenmantar kültürünün besi ortamna dardanpenisilin verildiinde penisilin üretimininazalmasdr




Prekürsör (öncül) etkisi: Sekonder metabolitler primer metabolitlerden sentez edilirler . Bu nedenle etkin bir antibiyotik üretimi için prekürsör maddelerin de düzenli

üretimi gereklidir . Prekürsörlerin sentezi bilinen mekanizmalarla kontrol edilirler .

ÖR:ÖR: penisilin üretimi için gerekli olan E-

aminoadipik asit Mantarlarda lisin biyosentezinde bir ara ürün Lisin ise son ürün olduu için feed-back regülasyon ile biyosentez yolunun

ban kapatr . Böylece fazla lisin bulunmas P enicillium chrysogenum¶da penisilin üretimini

kuvvetle inhibe eder . Ama Streptomycet ¶lerde cephamisin C üretimi ortama lisin ilavesiyle stimüle

edilir . Çünkü E-aminoadipik asit sentez yolu prokaryotlarda farkldr ve E-

aminoadipik asit lisinden sentez edilir . Lisin kendi sentezini inhibe etmesineramen fazla lisin verildiinde F-laktamlara çevrilir .

biyotek i ders sek mets

Documents