ظروف إنتاج مضاد البنسلين.. مواد مشتقة من الفطريات. نمو كثيف للغزل الفطري مع استهلاك الطاقة مصدرها الكاربون ويزداد ايض النتروجين

ما هو البنسلين؟

البنسلين هي مواد مشتقة من الفطريات وخاصة الجنس Penicillin notatum  و Aspergillus spp

ظروف إنتاج المضاد:

 اما انتاج البنسلين فان بداية تصنيعه  كانت بتنمية الفطر على وسط liquid nutrient media  ولكن هذا الوسط مكلف بالاضافة ان البنسلين المتكون قليل جدا حيث تبلغ ml/μ 12 ثم استخدمت طرق تنمية اخرى لزيادة انتاجه حيث بلغ u/ml  1500 حيث استخدمت مواد طبيعية اصلها نباتي وهذه المواد تعتمد على نوع الفطر المستخدم لانتاج المضاد.

فعلى سبيل المثال ان الفطر P .chrysogenum يمتلك انزيمات تحللية تقس الى ثلاثة أنواع اعتمادا على فعاليتها في PH  المثالي لتكوين المضاد وهي:

• انزيمات proteinase  عند PH  حوالي 5-6.5.
• انزيمات proteinase وخاصة الانزيم tryptase  عند PH 7-7.5.
• انزيمات peptidase  عند PH 8-8.4.

النيتروجين وسكر الكلوكوز:

ويحصل الفطر على مصدر النتروجين وذلك بتحليل نبات الذرة او اية مادة نباتية مستخدمة في الوسط الزرعي مثل الشعير أو جوز الهند، وكذلك يحتاج الفطر الى مصدر طاقة يحصل عليه من السكر الموجود في الوسط وأن نوع السكر الموجود يحدد فترة النمو فقد لوحظ ان الوسط الحاوي على سكر الكلوكوز ينتج المضاد بعد 50 ساعة من زراعة الفطر أما في وسط اللاكتوز فينتج بعد 6-7 أيام وهكذا تزداد فترة انتاج المضاد مع تعقيد السكر.
كما يحتاج الفطر إلى وجود عنصري الكبريت والفسفور وان درجة الحرارة المثلى لتنمية الفطر 30 م º للطور الأول من النمو واما الطور الثاني فان درجة الحرارة هي 20 م º

الجزيئة الأساسية للبنسلين:

ولابد من الإشارة انه يجب ان يضاف بادئ الى الوسط الزرعي، وهذه البادئات عبارة عن مواد عضوية تدخل في جزيئة المضاد فقد لوحظ ان إضافة بادئات (مثل phenylethylamine,phenylacidic acid) الى الوسط يؤدي الى انتاج أنواع مختلفة من المضادات لنفس الفطر فقد وجد ان الفطر P .chrysogenum ينتج حوالي أربعين مضاد وهي تختلف في مجموعة R  والفعالية ومدى الفعل البايلوجي.
أما الجزيئة الأساسية للبنسلين فهي 6-aminopenicillanic acid, كل البنسلينات تشترك في نفس التركيب.
إن حلقة thiozalidine  ترتبط مع حلقة B –lactam  التي تحمل مجاميع امينية حرة وان البكتريا تهاجم هذا الارتباط وكذلك amidases  الجذور المختلفة R  ترتبط الى المجموعة الامينية للحامض هي تحدد الخواص الصيدلانية للدواء.

تكوين المضاد:

أما التغيرات التي تحدث في الغزل الفطري والوسط الزرعي خلال تكوين المضاد فقد وضعت في نقاط فالبعض وضعها في ثلاثة اطوار ففي زراعة فطر P .chrysogenum في وسط يحتوي على corn lactose  ففي الطور الاول لنمو الغزل الفطري ينتج المضاد بكمية قليلة حيث يستهلك اللاكتوز باعلى معدل وتتحرر الامونيا في الوسط الزرعي اما الطور الثاني فيتميز بانتاج كمية كثيفة للبنسلين وهذا يرتبط مع استهلاك سريع للاكتوز وتحرر النتروجين من الامونيا ثم تبدا عملية التحلل الذاتي للغزل. اما العالم Shaposhinkov  فانه وضح الطورين من خلال التغيرات biochemical التي تحدث في المادة الاساس وتصنيع البنسلين بعد تلقيح الوسط بالسبور إلى:

• تميز بنمو كثيف للغزل الفطري مع استهلاك الطاقة مصدرها الكاربون ويزداد ايض النتروجين وان PH  الوسط  يزداد واستهلاك الاوكسجين يرتفع وان المضاد لايتكون في هذه الحالة.
• نمو الغزل الفطري يقل ويضمحل استهلاك الاوكسجين وان PH لايتغير ومصدر الكاربون يستهلك والكتلة الحقيقية للبنسلين تتكون.

خطوات عزل المضاد:

والخطوة الأولى لعزل المضاد تتم بفصل الغزل الفطري بواسطة الترشيح او النبذ ثم يغسل لمنع فقدان المضاد اما في الوقت الحاضر فان البنسلين يعزل من راشح المزرعة بمذيب عضوي (مثل خلات الاميل والكلوروفورم وخلات البوتيل وغيرها) اما الاساس في الاستخلاص فيكون عن طريق إعادة اذابة مستخلص البنسلين في مذيب عضوي ثم اضافة حامض فيتكون ملح ثم يذوب بالقاعدة فيتحول الى سائل مرة اخرى يستخدم مذيب عضوي والغرض من التكرار للحصول على نقاوة اعلى وتركيز اكثر.

اما المقصود بالبنسلينات شبه المصنعة هو استخدام   المضاد الاصلي بالاضافة  لمركبات كيميائية ويمتاز البنسلين بانه يمتلك سمية انتخابية selective toxicity حيث يؤثر على الخلية البكتيرية دون الحاق  الضرر بخلية المضيف.