978-5-7996-3190-1_2021

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б. Н. ЕЛЬЦИНА

Т. В. Глухарева, И. С. Селезнева, Е. Н. Уломский

ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ АНТИБИОТИКОВ

Учебное пособие

Рекомендовано методическим советом Уральского федерального университета в качестве учебного пособия

для студентов вуза, обучающихся по направлению подготовки 19.03.01 «Биотехнология»

Екатеринбург Издательство Уральского университета

2021

УДК 577.18(075.8) ББК 28.07я73-1

Г55

Рецензенты:

Г. Л. Русинов, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник (Институт органического синтеза УрО РАН); О. Е. Черепанова, кандидат биологических наук,

старший научный сотрудник лаборатории популяционной биологии древесных растений и динамики леса (Ботанический сад УрО РАН)

Глухарева, Т. В.

Г55 Основы получения и применения антибиотиков : учебное пособие / Т. В. Глухарева, И. С. Селезнева, Е. Н. Уломский ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Уральский федеральный университет. — ​Екатеринбург : Изд во Урал. ун та, 2021. — 150 с. : ил. — Библиогр.: с. 149. — 100 экз. — ISBN 978 5 7996-3190-1. — Текст: непосредственный.

ISBN 978-5-7996-3190-1

Учебное пособие посвящено изучению теоретических основ применения и получения антибиотиков. В нем подробно рассматриваются основные классы антибиотиков, строение, физико-­химические и биологические свойства,­ механизм действия, применение в лечебной практике и промышленные способы получения наиболее важных антибиотиков. Большое внимание уделяется связи между структурой и биологическим действием препаратов.

Пособие может быть полезно будущим специалистам в области разработки, проектирования и производства биологически активных веществ.

УДК 577.18(075.8) ББК 28.07я73-1

ОГЛАВЛЕНИЕ

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

На современном этапе развития цивилизации ведущая роль в химиотерапии инфекционных заболеваний принадлежит антибиотикам. Наряду с этим не менее важное значение антибиотики имеют в сельском хозяйстве, ветеринарии и других областях экономики. С 90 х гг. ХХ в. получение субстанций антибиотиков в России стало уменьшаться, а в настоящее время практически прекратилось, и производство антибиотиков связано в основном с выпуском готовых лекарственных форм. Импорт субстанций антибиотиков осуществляется главным образом из Китая и Индии. Несмотря на сложившуюся ситуацию, производство субстанций и готовых лекарственных форм антибиотиков имеет стратегическое значение для обеспечения населения России отечественными лекарственными препаратами. В последние годы правительство России уделяет большое внимание развитию фармацевтической промышленности, создавая целевые программы и стратегии ее развития («Фарма 2020» и «Фарма 2030»). Решение этой проблемы невозможно представить без подготовки высококвалифицированных специалистов в области организации производства лекарственных средств, в частности антибиотиков.

Настоящее учебное пособие позволяет получить базовые знания об антибиотиках и предназначено для формирования у обучающихся компетенций в области химии и технологии антибиотиков. В нем подробно рассматриваются особенности строения, биологических и химических свойств, механизмов действия и методов получения антибиотиков различных классов. Большое внимание уделяется вопросам биотехнологии производства антибиотиков.

Для успешного освоения рассматриваемого материала необходимо наличие у обучающихся знаний органической химии, микробиологии и теоретических основ биотехнологии.

Учебное пособие будет полезно студентам, аспирантам, преподавателям

имолодым научным сотрудникам и специалистам, связанным с подготовкой

идеятельностью в области производства лекарственных средств.

5

2. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ АНТИБИОТИКОВ

ипозже, в 1904 г., М. Г. Тартаковским.

Вте же годы И. И. Мечников [3] наблюдал антагонизм между молочнокислыми и гнилостными бактериями кишок. Преждевременное старение человека ученый связывал с интоксикацией организма продуктами жизнедеятельности гнилостных микробов и предложил употреблять молочнокислые продукты для подавления вредных гнилостных бактерий, находящихся в кишечнике человека. По результатам своих исследований он писал: «По всему нужно думать, что во внешней природе и в человеческом организме распространены микробы, оказывающие нам большую пользу в борьбе против заразных болезней» [4].

7

Начиная с 70 х г. XIX в. многие исследователи в России и за рубежом описывали свои наблюдения микробного антагонизма и предлагали использовать это явление для лечения ряда заболеваний. Постепенно накапливался опыт бактериотерапии.

Особенно велик вклад в развитие микробиологии и иммунологии Л. Пастера. Его фундаментальные открытия явились основой прогресса в области химиотерапии инфекций [5].

В 1885 г. румынский исследователь В. Бабеш предугадал, что антагонизм между бактериями обусловлен выделением в окружающую среду химических веществ, что именно химические вещества наносят ущерб бактериям другого вида.

Таким образом, идея «носилась в воздухе», однако прошло еще более 40 лет, пока в 1928 г. английский врач и микробиолог Александр Флеминг ее реализовал.

А. Флеминг изучал культуру золотистого стафилококка [6]. Однажды он обнаружил, что в чашках Петри с культурой St. aureus выросли колонии зеленой плесени Penicillium и вокруг этих колоний образовались стерильные кольца, свободные от золотистого стафилококка [7]. Флеминг связал лизис культуры золотистого стафилококка с действием химического вещества, выделяемого зеле-

8