Утилизация крахмала и Сахаров

Крахмал - основной резервный полисахарид растений, представ­ляющий смесь гомополимеров D-глюкозы как линейных (амилоза), так и разветвленных (амилопектин). Крахмал широко используют в пище­вой промышленности и пивоварении, при этом его сначала гидролизу-ют до низкомолекулярных компонентов, затем превращают в другие соединения, преимущественно во фруктозу и этанол. Основные фер­менты, необходимые для гидролиза крахмала и дальнейших превраще­ний, - а-амилаза, глюкоамилаза и глюкозоизомераза, стоимость кото­рых составляет около 30% общей стоимости ферментов, применяемых в настоящее время в промышленности. Промышленное производство фруктозы и этанола из крахмала - многоэтапный процесс, включающий ферментнативные и неферментативные стадии (рис. 23).

1. Желирование молотого зерна (содержание крахмала примерно 40%) проводится паром под давлением, в результате разрушаются крахмальные зерна и храхмал становится доступен для последующего ферментативного гидролиза. Полученный продукт имеет желеобразную консистенцию.

2.Ожижение желированного крахмала заключается в его охлажде­нии до 50-60 °С и добавлении а-амилазы, под влиянием которой гидро-лизуются доступные а-1,4-связи с образованием низкомолекулярных полисахаридов. Высокая температура повышает эффективность про­никновения фермента в желированный крахмал и увеличивает скорость гидролиза.

3. Осахаривание (полный гидролиз) низкомолекулярных полисаха­ридов (как линейных, так и разветвленных) происходит под действием глюкоамилазы.

Конечным продуктом такой переработки является глюкоза, из кото­рой с помощью дрожжевой ферментации получают этанол или при уча­стии глюкозоизомеразы - фруктозу, а-амилазу можно выделить из мно­гих микроорганизмов, для промышленных целей ее обычно получают из Bacillus amyloliquefaciens, глюкоамилазу также синтезируют многие микроорганизмы, но обычно ее получают из грибов Aspergillus niger.

Стоимость производства этанола и фруктозы из молотого зерна, в основном, определяется стоимостью ферментов, используемых однократно. Поэтому разработка недорогого широкомасштабного производ­ства этих ферментов существенно снижает стоимость конечных про­дуктов; для этих целей используют:

• разновидности а-амилазы (встречающиеся в природе или соз­данные методом генной инженерии), обладающие более высо­кой активностью, позволяющие проводить ожижение при 80-90 °С, это ускоряет гидролиз желированного крахмала, эконо­мит энергию, расходуемую на охлаждение до температуры, при которой идет гидролиз;

• модифицированные гены а-амилазы и глюкоамилазы, чтобы контролируемые ими ферменты имели одинаковые оптимумы температуры и рН, позволяющие совместить этапы ожижения и осахаривания;

• клонированные бактериальные гены, кодирующие ферменты -термостабильные, обладающие высокой каталитической актив­ностью, устойчивые к действию этанола.

Сбраживание субстрата при промышленном производстве этанола осуществляется в основном S. cerevisiae, но более рационально исполь­зовать Zymomonas mobilis, грамотрицательную палочку, сбраживаю­щую глюкозу, фруктозу, сахарозу с относительно большим выходом этанола.

Для расширения спектра утилизируемых Z. mobilis субстратов, бы­ли выделены и экспрессировны в Z. mobilis чужеродные гены (фермен­тов, гидролизующих лактозу, крахмал, целлюлозу, ксилозу, целлобиозу, пентозу), в частности ген глюкозо/ксилозоизомеразы и ксилулокиназы -ферментов, необходимых для утилизации ксилозы. На следующем этапе в Z. mobilis имплантировали плазмиду, несущую два оперона, один из которых кодировал два фермента, метаболизирующих пентозу. Затем эти два оперона встраивали в челночный вектор Е. coli - Z. Mobilis, ко­торые трансформировали Z. mobilis. Трансформированные клетки ути­лизировали ксилозу и перерабатывали пентозы до этанола, причем про­дуценты эффективно росли, используя в качестве источника углерода побочные продукты деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности.

При переработке растительного материала образуется большое ко­личество лигноцеллюлозных отходов, годовое производство их огром­но, поэтому идет интенсивный поиск эффективных способов фермента­тивного расщепления. Комплекс лигноцеллюлозы подвержен совместному действию целлюлолитических микроорганизмов только после предварительной обработки сильной кислотой или щелочью, или высо­кой температурой под давлением, что существенно сказывается на стоимости конечного продукта.

Целлюлазные гены (эндо- и экзоглюканаза, (3-глюгазидаза, целло-биогидролаза, целлобиза) клонировали и экспрессировали в Е. coli или другие микроорганизмы и получали новые штаммы с полезными свой­ствами. Так, S. cerevisiae и Z. mobilis, эффективно преобразующие в этанол простые сахара, после введения им целлюлозных генов могли превращать целлюлозу непосредственно в этанол.

Целлюлазы возможно использовать для промышленной биоперера­ботки бумажных отходов в этанол. Для этого отходы частично расщеп­ляли целлюлазами при 45 °С, затем, не удаляя целлюлаз, проводят фер­ментацию высвободившейся глюкозы S. cerevisiae при 37 °С. Этот под­ход позволяет получить 400 л этанола из 1 т бумажных отходов, ис­пользуя его в качестве топлива, экономя, примерно, 16% бензина.

Созданы штаммы Lactobacillus plantarum, способствующие более эффективному образованию силоса из сельскохозяйственных культур, которые содержат много крахмала, например люцерны.

Белок одноклеточных организмов (БОО) - этот термин принят для белковых продуктов, синтезируемых монокультурой Methylophilus methylotrophus (в качестве основного субстрата эти бактерии использу­ют метан) на некоторых видах биомассы (целлюлозные отходы, про­дукты переработки нефти). Предполагалось, что БОО можно использо­вать в качестве пищевых добавок или корма для скота благодаря высо­кому содержанию метионина, лизина, витаминов, микроэлементов. Производство БОО оказалось экономически нецелесообразным по при­чинам высокой стоимости получаемых продуктов, сомнительного вку­сового качества и токсичности. Для того чтобы разработать экономич­ный процесс производства БОО из отходов, необходимо изучить кине­тику роста, метаболизма, возможность генетического манипулирования и безопасность многих микроорганизмов.

11.3. Основные санитарные и экологические требования к производству биопрепаратов

Продукция биопредприятий на всех этапах — от исследования и ла­бораторных испытаний до производства и упаковки конечного продукта— требует строгих правил к качеству, чистоте, безопасности лекарствен­ных препаратов.

Производство стерильных препаратов особо точно регулируется на­циональными руководствами и Правилами производства и контроля качества лекарственных средств good manufacturing practice for medici­nal products (GMP) ГОСТ Р 52249-2004.

Предприятия медицинской и микробиологической промышленности классифицируют согласно международному стандарту ИСО 14694-1 «Классификация чистых помещений и чистых зон загрязнениями», 1998 (от ИОС-1 до ИОС-9 - класс чистоты ПДК). Этой классификации соот­ветствует российский стандарт ГОСТ Р 50766-95 «Чистые помещения. Классификация, Методы аттестации. Основные требования». Стандарт отличается только тем, что вместо ИСО указано обозначение Р (россий­ский), в скобках - класс чистоты по американскому стандарту.

Каждое биопроизводство должно обеспечить защиту:

-сырья, промежуточных и конечных продуктов от любого за­грязнения;

-персонала от субстанций, с которыми они работают;

-окружающей среды от веществ, которые при отсутствии соот­ветствующих мер и контроля могут потоком воздуха выйти на­ружу с биопредприятия.

При неосторожной работе с рекомбинантными штаммами не ис­ключено их попадание в окружающую среду, где они могут вызвать неконтролируемые мутации не только у микроорганизмов, но и у дру­гих видов живых существ. Это требует от персонала, занятого в разра­ботке и реализации биотехнологических процессов с использованием приемов генной инженерии, большей отвественности и производствен­ной дисциплины.

Перед окончательным удалением из установки все рекомбинантные микроорганизмы должны быть инактивированы в соответствии с опре­деленными инструкциями. Отработанную культуральную среду тща­тельно проверяют на наличие в ней жизнеспособных микроорганизмов, чтобы исключить их попадание в окружающую среду.

Серьезные экологические проблемы возникают в связи с защитой водоемов от сточных вод, образующихся в больших объемах при био­технологическом процессе. Основа очистки сточных вод и защиты от них водоемов - дорогостоящие специальные очистные сооружения, а также замкнутые системы водооборота. Перед спуском вточных вод в очистные сооружения отработанные нативные растворы подвергают предварительно УФ-облучению с одновременным введением окислите­ля, что позволяет разрушить высокомолекулярные органические соеди­нения с образованием низкомолекулярных веществ, поддающихся био­логическому окислению в системе очистных сооружений. В «часы пик» предпочтительно эпизодическое использование коммерческих препара­тов - генно-инженерных штаммов-деструкторов, например бактерий рода Pseudomonas, в плазмидах которых имеются гены окислительных ферментов. Постоянное присутствие штаммов-деструкторов в промыш­ленных стоках считается малоэффективным по причине малой стабиль­ности плазмид. Затем идут следующие этапы очистки:

• первичная обработка (удаление легко отделяющихся загрязне­ний - крупных, легко осаждающихся частиц, масляных плёнок);

• вторичная обработка (удаление суспендированных твёрдых частиц, как правило, органической природы; для этой цели ис­пользуют биологическое окисление - аэрацию);

• третичная обработка (полное отделение всех оставшихся примесей методами электродиализа, обратного осмоса, фильт­рации, адсорбции).

Используют биологические фильтры, но предпочтительны биологи­ческие окислительные пруды с природным комплексом микроорганиз­мов (активный ил), напоминающие естественные водные экосистемы, где в процессе, фотосинтеза водоросли выделяют кислород, поддержи­вая аэробный режим, который необходим для бактерий, утилизирую­щих органические загрязняющие вещества. При этом чётко отслежива­ется баланс роста и продуктивности бактерий различных групп.

Важной задачей защиты окружающей среды является сокращение выбросов вредных веществ в атмосферу. Ее решение связано с глубокой очисткой дымовых газов с исключением рассеивания в атмосфере ко­нечного продукта.

Рациональное решение проблемы защиты окружающей среды должно базироваться на современных принципах разработки биотехно­логических производств, основанных на безотходной или малоотходной технологии. Это наиболее прогрессивный путь решения экологических проблем, в том числе в области медицинской биотехнологии.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ИТОГОВОЙ АТТЕСТАЦИИ

001. Возникновение геномики как научной дисциплины стало возможным после:

а) установления структуры ДНК;

б)создания концепции гена;

в) дифференциации регуляторных и структурных участков гена;

г) полного секвенирования генома у ряда организмов.

002. Существенность гена у патогенного организма - кодируе­мый геном продукт необходим для:

а) размножения клетки;

б)поддержания жизнедеятельности;

в) инвазии в ткани;

г) инактивации антимикробного вещества.

003. Гены house keeping у патогенного микроорганизма экспрес-сируются:

а) в инфицированном организме хозяина;

б) всегда;

в)только на искусственных питательных средах;,

г) под влиянием индукторов.

004. Протеомика характеризует состояние микробного патогена:

а) по ферментативной активности;

б) по скорости роста;

в) по экспрессии отдельных белков;

г)по нахождению на конкретной стадии ростового цикла.

005.Для получения протопластов из клеток грибов используется:а) лизоцим;

б)трипсин;

в) улиточный фермент;

г) пепсин.

006. За образованием протопластов из микробных клеток можно следить с помощью методов:

а) вискозиметрии;

б)колориметрии;

в)фазово-контрастной микроскопии;

г)электронной микроскопии.

007. Для получения протопластов из бактериальных клеток ис­пользуется:

а) лизоцим;

б) улиточный фермент; в)трипсин;

г) папаин.

008. Объединение геномов клеток разных видов и родов воз­можно при соматической гибридизации:

а) только в природных условиях;

б) только в искусственных условиях;

в) в природных и искусственных условиях.

009. Высокая стабильность протопластов достигается при хра­нении:

а) на холоде;

б) в гипертонической среде;

в) в среде с добавлением антибиотиков;

г) в анаэробных условиях.

010. Полиэтиленгликоль (ПЭГ), вносимый в суспензию прото­пластов:

а) способствует их слиянию;

б) предотвращает их слияние;

в) повышает стабильность суспензии;

г) предотвращает микробное заражение.

011. Для протопластирования наиболее подходят суспензионные культуры:

а) в лаг-фазе;

б) в фазе ускоренного роста;

в) в логарифмической фазе;

г) в фазе замедленного роста;

д) в стационарной фазе;

е) в фазе отмирания.

012. Гибридизация протопластов возможна, если клетки исход­ных растений обладают:

а) половой совместимостью;

б) половой несовместимостью;

в) совместимость не имеет существенного значения.

013. Преимуществами генно-инженерного инсулина являются:

а) высокая активность;

б) меньшая аллергенность;

в) меньшая токсичность;

г) большая стабильность.

014. Преимущества получения видоспецифических для человека белков путем микробиологического синтеза:

а) простота оборудования;

б) экономичность;

в) отсутствие дефицитного сырья;

г) снятие этических проблем.

015. Разработанная технология получения рекомбинантного эритропоэтина основана на экспрессии гена:

а) в клетках бактерии;

б) в клетках дрожжей;

в) в клетках растений;

г) в культуре животных клеток.

016. Особенностью пептидных факторов и роста тканей яв­ляются:

а) тканевая специфичность;

б) видовая специфичность;

в) образование железами внутренней секреции;

г) образование вне желез внутренней секреции.

017. Преимущество RIA перед определением инсулина по пале­нию концентрации глюкозы в кровь животных:

а) меньшая стоимость анализа;

б) ненужность дефицитных реагентов;

в) легкость освоения;

г) в отсутствии влияния на результаты анализа других белков;

д) продолжительность времени анализа.

018. При оценке качества генно-инженерного инсулина требует­ся уделять особенно больше внимания тесту на:

а) стерильность;

б) токсичность; в)аллергенность; г) пирогенность.

019. Особое преимущество полусинтетических производных эритромицина, азитро-, рокситро-, кларитромицина перед природ­ным антибиотиком обусловлено:

а) меньшей токсичностью;

б) бактерицидностью;

в) активностью против внутриклеточно локализованных паразитов;

г) действием на грибы.

020. Антибиотики с самопромотированным проникновением в клетку патогена:

а) бета-лактамы;

б) аминогликозиды;

в) макролиды;

г) гликопептиды.

021. Появление множественной резистентности опухолей к про­тивоопухолевым агентам обусловлено:

а) непроницаемостью мембраны;

б) ферментативной активацией;

в) уменьшением сродства внутриклеточных мишеней;

г) активным выбросом.

022. Практическое значение полусинтетического аминогликози-да амикацина обусловлено:

а) активностью против анаэробных патогенов;

б) отсутствием нефротоксичности;

в) устойчивостью к защитным ферментам у бактерий, инактиви-рующим другие аминогликозиды;

г) активностью против патогенных грибов.

023. Действие полиенов— нистатина и амфотерцина В на грибы, но не на бактерии объясняется:

а) особенностями рибосом у грибов;

б) наличием митохондрий;

в) наличием хитина в клеточной стенке;

г) наличием эргостерина в мембране.

024. Фунгицидность полиенов нистатина и амфотсрицина В обусловлена:

а) взаимодействием с ДНК;

б) активацией литических ферментов;

в) формированием в мембране водных каналов и потерей клеткой низкомолекулярных метаболитов и неорганических ионов;

г) подавлением систем электронного транспорта.

025. Защита продуцентов аминогликозидов от собственного ан­тибиотика:

а) низкое сродство рибосом;

б) активный выброс;

в) временная ферментативная инактивация;

г) компартментация.

026. Сигнальная трансдукция— это:

а) передача сигнала от клеточной мембраны на геном;

б) инициация белкового синтеза;

в) посттрансляционные изменения белка;

г) выделение литических ферментов.

027. Из вторичных метаболитов микроорганизмов ингибитором сигнальной трансдукции является:

а) стрептомицин;

б) нистатин;

в) циклоспорил А;

г) эритромицин.

028. Трансферазы осуществляют:

а) катализ окислительно-восстановительных реакций;

б) перенос функциональных групп на молекулу воды;

в) катализ реакций присоединения по двойным связям;

г) катализ реакций переноса функциональных групп на субстрат.

029. Цефалоспорин четвертого поколения, устойчивый к бета-лактамазам грамотрицательных бактерий:

а) цефалексин;

б) цефазолин;

в) цефпиром;

г) цефаклор.

030. Цефалоспорин четвертого поколения, устойчивый к бста-лактамазам грамположительных бактерий:

а) цефазолин;

б) цефтриаксон;

в) цефалоридин;

г) цефепим.

031. Пенициллинацилаза используется:

а) при проверке заводских серий пенициллина на стерильность;

б) при оценке эффективности пенициллиновых структур против ре­зистентных бактерий;

в) при получении полусинтетических пенициллинов;

г) при снятии аллергических реакций на пенициллин.

032. Пенициллинацилаза катализирует:

а) расщепление беталактамного кольца;

б) расщепление тиазолидинового кольца;

в) отщепление бокового радикала при С6;

г) деметилирование тиазолидикового кольца.

033. Моноклональныеантитела получают впроизводстве:

а) при фракционировании антител организмов;

б) фракционированием лимфоцитов;

в) с помощью гибридов;

г) химическим синтезом.

034. Мишенью для физических и химических мутагенов в клет­ке биообъектов являются:

а) ДНК;

б) ДНК-полимераза;

в) РНК-полимераза;

г) рибосома;

д) информационная РНК.

035. Активный ил, применяемый при очистке стоков биотехно­логических производств,- это:

а) сорбент;

б) смесь сорбентов;

в) смесь микроорганизмов, полученных генно-инженерными мето­дами;

г) природный комплекс микроорганизмов.

036. При очистке промышленных стоков в «часы пик» приме­няют штаммы-деструкторы:

а) природные микроорганизмы;

б) постоянные компоненты активного ила;

в) стабильные генно-инженерные штаммы;

г) не стабильные генно-инженерные штаммы.

037. Постоянное присутствие штаммов-деструкторов в аэротен-ках малоэффективно; периодическое внесение их коммерческих препаратов вызвано:

а) слабой скоростью их размножения;

б) их вытеснением представителями микрофлоры активного ила;

в) потерей плазмид, где локализованы гены окислительных фер­ментов;

г) проблемами техники безопасности.

038. Функцией феромонов является:

а) антимикробная активность;

б) противовирусная активность;

в) изменение поведения организма, имеющего специфический ре­цептор;

г) терморегулирующая активность;

д) противоопухолевая активность.

039. Выделение и очистка продуктов биосинтеза и оргеинтеза имеют принципиальные отличия на стадиях процесса:

а) всех;

б) конечных;

в) первых;

г) принципиальных различий нет.

040. Основное преимущество ферментативной биоконверсии стероидов перед химической трансформацией состоит:

а) в доступности реагентов;

б) в избирательности воздействия на определенные функциональ­ные группы стероида;

в) в сокращении времени процесса;

г) в получении принципиально новых соединений.

041. Увеличение выхода целевого продукта при биотрансфор­мации стероида достигается:

а) при увеличении интенсивности перемешивания;

б) при увеличении интенсивности аэрации;

в) при повышении температуры ферментации;

г) при исключении микробной контаминации;

д) при увеличении концентрации стероидного субстрата в фермен­тационной среде;

е) при целенаправленном изменении химической структуры стеро­идного субстрата.

042. Директором (главным инженером) фармацевтического предприятия должен являться, согласно требованиям GMP:

а) инженер-экономист;

б) юрист;

в) провизор;

г) врач.

043. Правила GMP предусматривают производство в отдельных помещениях и на отдельном оборудовании:

а)пенициллинов;

б) аминогликозидов;

в) тетрациклинов;

г) макролидов;

д) полиенов.

044. Свойство беталактамов, из-за которого их следует, согласно GMP, нарабатывать в отдельных помещениях:

а) общая токсичность;

б) хроническая токсичность;

в) эмбриотоксичность;

г) аллергенность.

045. GLP регламентирует:

а) лабораторные исследования;

б) планирование поисковых работ;

в) набор тестов при предклинических испытаниях;

г) методы математической обработки данных.

046. Согласно GCP в обязанности этических комитетов входят:

а) контроль за санитарным состоянием лечебно-профилактических учреждений;

б) защита прав больных, на которых испытываются новые лекарст­венные препараты;

в) утверждение назначаемых режимов лечения;

г) контроль за соблюдением внутреннего распорядка.

047. Причина невозможности непосредственной экспрессии гена человека в клетке прокариот:

а) высокая концентрация нуклеаз;

б) невозможность репликации плазмид;

в) отсутствие транскрипции;

г) невозможность сплайсинга.

048. Прямой перенос чужеродной ДНК в протопласты возможен с помощью:

а) микроинъекции;

б) трансформации;

в) упаковки в липосомы;

г) культивирования протопластов на соответствующих питательных средах.

049. Субстратами рестриктаз, используемых генным инжене­ром, являются:

а) гомополисахариды;

б) гетерополисахариды;

в) нуклеиновые кислоты;

г) белки.

050. «Ген-маркер» необходим в генетической инженерии:

а) для включения вектора в клетки хозяина;

б) для отбора колоний, образуемых клетками, в которые проник вектор;

в) для включения «рабочего гена» в вектор;

г) для повышения стабильности вектора.

051. Понятие «липкие концы» применительно к генетической инженерии отражает:

а) комплементарность нуклеотидных последовательностей;

б) взаимодействие нуклеиновых кислот и гистонов;

в) реагирование друг с другом SH-групп с образованием дисуль-фидных связей;

г) гидрофобное взаимодействие липидов.

052. Поиск новых рестриктаз для использования в генетической инженерии объясняется:

а) различиями в каталитической активности;

б) различным местом воздействия на субстрат;

в) видоспецифичностью;

г) высокой стоимостью.

053. Успехи генетической инженерии в области создания реком-бинантных белков больше, чем в создании рекомбинантных анти­биотиков. Это объясняется:

а) более простой структурой белков;

б) трудностью подбора меток хозяев для биосинтеза антибиотиков;

в) большим количеством структурных генов, включенных в биосин­тез антибиотиков;

г) проблемами безопасности производственного процесса.

054. Фермент лигаза используется в генетической инженерии, так как:

а) скрепляет вектор с оболочкой клетки хозяина;

б) катализирует включение вектора в хромосому клеток хозяина;

в) катализирует ковалентное связывание углеводно-фосфорной цепи ДНК гена с ДНК вектора;

г) катализирует замыкание пептидных мостиков в пептидогликане клеточной стенки.

055. Биотехнологу «ген-маркер» необходим:

а) для повышения активности рекомбинанта;

б) для образования компетентных клеток хозяина;

в) для модификации места взаимодействия рестриктаз ссубстратом;

г) для отбора рекомбинантов.

056. Ослабление ограничений на использование в промышлен­ности микроорганизмов-рекомбинантов, продуцирующих гормоны человека, стало возможным благодаря:

а) совершенствованию методов изоляции генно-инженерных реком-бинантов от окружающей среды;

б) повышению квалификации персонала, работающего с рекомби-нантами;

в) установленной экспериментально слабой жизнеспособности ре-комбинанта;

г) экспериментальному подтверждению обязательной потери чуже­родных генов.

057. Вектор на основе плазмиды предпочтительней вектора на основе фаговой ДНК благодаря:

а) большому размеру;

б) меньшей токсичности;

в) большей частоты включения;

г) отсутствию лизиса клетки хозяина.

058. Активирование нерастворимого носителя в случае иммо­билизации фермента необходимо:

а) для усиления включения фермента в гель;

б) для повышения сорбции фермента;

в) для повышения активности фермента;

г) для образования ковалентной связи.

059. Иммобилизация индивидуальных ферментов ограничива­ется таким обстоятельством, как:

а) высокая лабильность фермента;

б) наличие у фермента кофермента; в)наличие у фермента субъединиц;

г) принадлежность фермента к гидролазам.

060. Иммобилизация целых клеток продуцентов лекарственных веществ нерациональна в случае:

а) высокой лабильности целевого продукта (лекарственного ве­щества);

б) использования целевого продукта только в инъекционной форме;

в) внутриклеточной локализации целевого продукта;

г) высокой гидрофильности целевого продукта.

061. Иммобилизация клеток продуцентов целесообразна в слу­чае, если целевой продукт:

а) растворим в воде;

б) нерастворим в воде;

в) локализован внутри клетки;

г) им является биомасса клеток.

062. Целями иммобилизации ферментов в биотехнологическом производстве являются:

а) повышение удельной активности;

б) повышение стабильности;

в) расширение субстратного спектра;

г) многократное использование.

063. Целевой белковый продукт локализован внутри иммобили­зованной клетки. Добиться его выделения, не нарушая системы, можно:

а) усилив системы активного выброса;

б) ослабив барьерные функции мембраны;

в) присоединив к белку лидерную последовательность от внешнего белка;

г) повысив скорость синтеза белка.

064. Колоночный биореактор для иммобилизации целых клеток должен отличаться от реактора для иммобилизации ферментов:

а) большим диаметром колонки;

б) отводом газов;

в) более быстрым движением растворителя;

г) формой частиц нерастворимого носителя.

065. Технология, основанная на иммобилизации биообъекта, уменьшает наличие в лекарственном препарате следующих при­месей:

а) следов тяжелых металлов;

б) белков;

в) механических частиц;

г) следов органических растворителей.

066. Экономическое преимущество биотехнологического произ­водства, основанного на иммобилизованных биообъектах, перед традиционным обусловлено:

а) меньшими затратами труда;

б) более дешевым сырьем;

в) многократным использованием биообъекта;

г) ускорением производственного процесса.

067. Биосинтез антибиотиков, используемых как лекарственные вещества, усиливается и наступает раньше на средах:

а) богатых источниками азота;

б) богатых источниками углерода;

в) богатых источниками фосфора;

г) бедных питательными веществами.

068. Регулируемая ферментация в процессе биосинтеза достига­ется при способе:

а) периодическом;

б) непрерывном;

в) отъемно-доливном;

г) полупериодическом.

069. Ретроингибирование конечным продуктом при биосинтезе биологически активных веществ— это:

а) подавление последнего фермента в метаболической цепи;

б) подавление начального фермента и метаболической цепи;

в) подавление всех ферментов в метаболической цепи.

070. Термин «мультиферментный комплекс» означает:

а) комплекс ферментных белков, выделяемый из клетки путем экс­тракции и осаждения;

б) комплекс ферментов клеточной мембраны;

в) комплекс ферментов, катализирующих синтез первичного или вторичного метаболита;

г) комплекс экзо- и эндопротеаз.

071. Путем поликетидного синтеза происходит сборка молекулы:а) тетрациклина;

б)пенициллина;

в) стрептомицина;

г) циклоспорина.

072. Комплексный компонент питательной среды, резко повы­шающий производительность ферментации при производстве пе­нициллина:

а) соевая мука; б)гороховая мука;

в) кукурузный экстракт;

г) хлопковая мука.

073. Предшественник пенициллина, резко повышающий его выход при добавлении в среду:

а) бета-диметилцистеин;

б) валин;

в) фенилуксусная кислота;

г) альфа-аминоадипиновая кислота.

074. Предшественник при биосинтезе пенициллина добавляют:

а) в начале ферментации;

б) на вторые-третьи сутки после начала ферментации;

в) каждые сутки в течение 5-суточного процесса.

075. Технологический воздух для биотехнологического произ­водства стерилизуют:

а) нагреванием;

б) фильтрованием;

в) облучением.

076. Борьба с фаговой инфекцией в цехах ферментации анти­биотического производства наиболее рациональна путем:

а)'ужесточения контроля за стерилизацией технологического воздуха;

б) ужесточения контроля за стерилизацией питательной среды;

в) получения и использования фагоустойчивых штаммов биообъекта;

г) ужесточения контроля за стерилизацией оборудования.

077. Преимущество растительного сырья, получаемого при вы­ращивании культур клеток перед сырьем, получаемым из планта­ционных или дикорастущих растений:

а) большая концентрация целевого продукта;

б) меньшая стоимость;

в) стандартность;

г) более простое извлечение целевого продукта.

078. Ауксины - термин, под которым объединяются специфиче­ские стимуляторы роста:

а) растительных тканей;

б) актиномицетов;

в) животных тканей;

г) эубактерий.

079. Превращение карденолида дигитоксина в менее токсичный дигоксин (12-гидроксилирование) осуществляется культурой клеток:

а) Acremonium chrysogenum;

б) Saccharomyces cerevisiae;

в) Digitalis lanata;

г) Tolypocladium inflatum.

080. Причины высокой эффективности антибиотических препа­ратов «уназин» и «аугментин» заключаются:

а) в невысокой токсичности 1 (по сравнению с ампициллином и амоксациллином);

б) в невысокой стоимости;

в) в действии на резистентные к бета-лактамам штаммы бактерий;

г) в пролонгации эффекта.

081. Какое свойство нового беталактамного антибиотика наибо­лее ценно при лечении бактериальных осложнений у больных с ВИЧ-инфекцией:

а) устойчивость к беталактамазам; б)слабая токсичность;

в) связывание с ПСБ 2;

г) пролонгированная циркуляция.

082. Для проверки какого качества серийного инъекционного препарата пенициллина используется в медицинской промышлен­ности пенициллиназа (бсталактамаза):

а)токсичности;

б) прозрачности; в)стерильности; г) пирогенности.

083. Антибиотикотолерантность патогена обусловлена:

а) разрушением антибиотика;

б) активным выбросом;

в) низким содержанием автолизинов;

г) отсутствием мишени для антибиотика.

084. Микробактерии — возбудители современной туберкулезной инфекции — устойчивы к химиотерапии вследствие:

а) компенсаторных мутаций;

б) медленного роста;

в) внутриклеточной локализации;

г) ослабления иммунитета организма хозяина.

085. Мониторинг (применительно к лекарству):а)введение в организм;

б) выделение;

в) выявление в тканях;

г) контроль динамики изменения концентрации в биожидкостиор­ганизма.

086. Скрининг (лекарств):

а) совершенствование путем химической трансформации;

б) совершенствование путем биотрансформации;

в) поиск и отбор («просеивание») природных структур;

г) полный химический синтез.

087. Таргет:

а) сайт на поверхности клетки;

б) промежуточная мишень внутри клетки;

в) конечная внутриклеточная мишень;

г) функциональная группа макромолекулы.

КРАТКИЙ СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ, используемых в биотехнологии

(за основу взят список по Б. Глику, Дж. Пастернаку)

Адаптер. 1. Синтетический двухцепочечный олигонуклеотид с од­ним тупым концом и одним липким концом. После пришивания адап­тера тупым концом к ДНК-мишени последнюю можно встраивать в подходящий вектор, используя приобретенный ею липкий конец. 2. Синтетический одноцепочечный олигонуклеотид, у которого после самогибридизации появляются липкие концы и внутренний сайт для рестрицирующей эндонуклеазы. Когда адаптор встраивают в клони­рующий вектор, у вектора появляется новый сайт рестрикции.

Аденин. Пуриновое основание, комплементарное тимину и урацилу. Одно из азотистых оснований, входящих в состав ДНК и РНК.

Активатор. 1. Вещество, стимулирующее транскрипцию специфи­ческого гена и оперона. 2. Белок, связывающийся с опероном и уско­ряющий транскрипцию; используется также название «активаторный белок».

Актин. Белок мышечных волокон; входит в состав актомиозина -основного сократительного мышечного белка.

Аллель. Одна из двух (или нескольких) альтернативных структур­ных форм гена.

Алло стер ическая регуляция. Регуляция активности фермента, осуществляемая эффекторной молекулой, которая¹ связывается с участ­ком в молекуле фермента, удаленным от активного центра.

Альгинат. Полисахарид, синтезируемый различными водорослями и бактериями; состоит из остатков P-D-маннуроната и a-L-гулуроната.

Альтернативный сплайсинг. Соединение экзонов данного гена в разных комбинациях с образованием различающихся зрелых молекул мРНК.

Аминоацил-тРНК. Молекула тРНК, к 3'-концу которой присоеди­нена специфическая аминокислота.

Аминоацильный сайт, А-сайт. Участок рибосомы, связывающий аминоцил - тРНК в процессе трансляции.

Аминокислота. Мономерная единица («строительный блок») бел­ковых молекул.

Ампликон. Плазмидный вектор вируса простого герпеса типа 1.

Анаэробные микроорганизмы. Микроорганизмы, растущие в отсут­ствие кислорода.

Антибиотик. Вещество, синтезируемое одним микроорганизмом и оказывающее ингибирующее действие на другие микроорганизмы и раковые клетки.

Антиген. Вещество, воспринимаемое организмом как чужеродное и вызывающее специфический иммунный ответ - выработку антител.

Антикодон. Триплет нуклеотидов в молекуле тРНК, комплемен­тарный нуклеотидам специфического кодона в молекуле мРНК.

Антипараллельная ориентация. Противоположная направлен­ность (5' —> 3' и 3' —> 5') цепей в двухцепочечных молекулах нуклеино­вых кислот.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: