链霉素的生产

项目名称：链霉素的生产编制人：编制时间：2012/10/23总页数：文件编码：JL-SXBG-2012-微生物药物的生产-链霉素的生产一、链霉素的概述链霉素的化学结构式定义基本解释:一种抗生的有机碱C21H39N7O12 ,是由土壤放线菌( Streptomyces griseus )产生的,能有效地抵抗许多细菌,主要用其盐治疗结核病、鼠疫、百日咳、细菌性痢疾、泌尿道感染和主要由革兰氏阴性细菌引起的其它传染病。

详细解释:抗菌素的一种。

白色粉末，有苦味，对结核杆菌、鼠疫杆菌、大肠杆菌等有抑制作用。

简介链霉素是一种从灰链霉菌的培养液中提取的抗菌素。

属于氨基糖甙碱性化合物，它与结核杆菌菌体核糖核酸蛋白体蛋白质结合，起到了干扰结核杆菌蛋白质合成的作用，从而杀灭或者抑制结核杆菌生长的作用。

由于链霉素肌肉注射的疼痛反应比较小，适宜临床使用，只要应用对象选择得当，剂量又比较合适，大部分病人可以长期注射（一般2个月左右）。

所以，应用数十年来它仍是抗结核治疗中的主要用药；链霉素由灰色链霉菌发酵生产。

双氢链霉素可由湿链霉菌产生，但通常以半合成方法生产；由灰色链霉菌产生的广谱抗生素，分子由链霉胍、链霉糖和N－甲基-L-葡萄糖胺组成；链霉素分子中链霉糖部分的醛基被还原成伯醇基后，就成为双氢链霉素，其抗菌效能与链霉素大致相同，但对听觉神经的毒性比链霉素大。

药理作用链霉素是一种氨基糖苷类药，经主动转运通过细菌细胞膜，与细菌核糖体30S亚单位的特殊受体蛋白结合，干扰信息核糖核酸与30S亚单位间起始复合物的形成，抑制蛋白合成。

使DNA发生错读，导致无功能蛋白质的合成；使多聚核糖体分裂而失去合成蛋白的功能，使大量氨基糖苷类进入菌体，细菌细胞膜断裂，细胞死亡。

作用机理链霉素和其他的氨基糖苷类药物一样是通过干扰细菌蛋白质合成而发挥抗菌作用的。

链霉素结合了细菌核糖体的30S亚基上的16SrRNA，干扰formyl-methionyl-tRNA与30SrRNA的连接，阻断细菌蛋白质的合成。

人类与细菌的核糖体结构不同，从而使链霉素选择性地抑制细菌繁殖。

注意：链霉素一般作肌肉注射；口服不易吸收，只适用于肠道感染。

不良反应：⑴过敏反应链霉素与双氢链霉素均可和血清蛋白质结合形成全抗原，但所产生的抗体不同，因此无交叉反应，对链霉素过敏者可用双氢链霉素。

然而有对二者均过敏史，颇须注意。

过敏反应包括：皮疹(0.3%～11%)，可表现为斑丘疹、荨麻疹、红斑、麻疹样皮疹、猩红热样皮疹、天疱疮样皮疹、湿疹样皮疹、紫癜及血管神经性水肿等皮肤表现。

严重者可发生过敏性休克，严重过敏者反应还可并发急性溶血性贫血、血红蛋白尿、休克、急性肾功能衰竭等。

⑵毒性反应1)急性毒性反应：麻木、头晕、耳聋等为多见，多在用药后10天内出现，最短者于注射后20分钟内出现麻木，持续1～6小时，重者可延续24小时尚不消失。

亦有发生口周麻木、头晕、运动失调、头痛、乏力、呕吐、颜面潮红，严重者亦有发生大汗、呼吸困难、痉挛不易与过敏性休克区分者。

但急性反应多见累积或渐次加重现象，部分病例仅在开始注射时出现反应，以后即消失。

链霉素的急性反应一般认为与其所含杂质有关。

2)慢性毒性反应：①第八对颅神经损害；a)耳前庭系损害，主要表现眩晕、头痛、经常指误等。

以后出现运动性共济失调等；b)耳蜗系损害：一般发生较迟，常在用药数月后或停药以后发生。

其主要症状是耳鸣和耳聋。

②对局部的刺激：肌注局部疼痛、肿胀、无菌性脓肿等，鞘内注射可引起发热、苍白、激动、胃纳减退、抽搐、休克，严重者可导致死亡等。

③对肾脏的损害：链霉素对肾脏的损害较轻，表现为蛋白尿和管型尿，部分出现肾功能暂时减退，停药后可恢复，严重的永久性肾损害并不多见。

④对骨髓的抑制：表现为白细胞、血小板减少，再生障碍性贫血及血细胞全少症等。

以白细胞减少常见，再障及全血细胞减少偶见。

⑤还有多毛症、结膜炎、关节痛、心肌炎、中毒性脑病等。

⑶其他肠道菌群失调，二重感染，多种维生素缺乏、口角炎、皮炎、腹泻等。

抗生素类别1.多肽类此类抗生素吸收差、排泄快、无残留、毒性小、不易产生抗药性，不易与人用抗生素发生交叉耐药性。

属于此类抗生素的主要有杆菌肽锌、黏杆菌素、维吉尼亚霉素、硫肽霉素、持久霉素、恩拉霉素和阿伏霉素等。

2.四环素类四环素类抗生素是四环素、土霉素和金霉素等抗生素的总称，均由链霉菌发酵产生。

四环素类抗生素为广谱抗生素，对畜禽呼吸系统疾病和家畜的细菌性腹泻非常有效，连续低浓度投药有好的促生长效果，而且还能促进产蛋和增加泌乳量。

但因四环素类抗生素属人畜共用抗生素，易产生抗药性。

欧洲已禁止该类抗生素作为促生长抗生素应用，美国和日本仍在使用金霉素和土霉素季按盐，我国仍大量使用土霉素钙盐。

3.大环内酯类此类抗生素类是利用放线菌或小单孢菌产生的具有大环内酯环的抗生素的总称，因含有氨基糖而呈碱性。

该类抗生素对革兰氏阳性菌，一些革兰氏阴性菌，耐青霉素的葡萄球菌，支原体都有抑制作用。

同类中不同的产品生物活性有很大差别，如十六环大环内酯类抗生素生物活性最强，对多种耐药细菌有抗药活性。

此类抗生素主要从肠道中吸收，能产生交叉耐药性，主要包括泰乐菌素、北里霉素、红霉素、螺旋霉素。

4.含磷多糖类此类抗生素对革兰氏阳性菌的耐药菌株特别有效，因其分子量大，不易被消化吸收、排泄快，在欧美广泛使用。

常用的有黄霉素和大碳霉素。

5.聚醚类抗生类此类抗生素分子含有众多的环状醚键，显酸性，具有亲脂性，不溶于水，可溶于有机溶剂，成盐后的溶解性也相似。

聚醚类抗生素抗菌谱广，具有离子运输的作用，它既是很好的促生长剂，又是有效的抗球虫剂。

在动物消化道内几乎不被吸收，无残留。

常用的有莫能菌素、盐霉素、拉沙里霉素和马杜霉素。

6.氨基苷类氨基苷类抗生素是分子中含有一个环已醇的配基，以糖苷键或与氨基糖相结合（有的与中性糖结合）的化合物，也称氨基环醇类抗生素。

此类抗生素用饲料有两种完全不同的作用，一种是抗菌性抗生素如新霉素，状观霉素和安普霉素；一种是驱线虫性抗生素，如越霉素A和潮霉素B。

尽管作用不同，但此类抗生素有一个共同点，即在肠道内不易被吸收。

7.化学合成类此类抗生素由于副作用大，正被逐渐淘汰。

大部分只允许做兽药，而不用作饲料添加剂。

此类抗生素有磺胺类、喹乙醇、呋喃唑酮、硝呋烯腙等。

防治措施1)合理使用链霉素，严格掌握适应证。

目前链霉素主要用于结核、鼠疫等。

2)要严格掌握剂量及疗程。

治疗结核成人用0.75克/天已够，不要用1克，可减少副作用发生，老年及儿童、肾功能不全者均应慎用，剂量要小，疗程要短。

3)严密观察各种毒副作用的症状和体征，一旦发现应及时处理，必要时立即停用。

4)不宜采用静脉或皮下注射法给药。

5)发生过敏性休克应立即组织抢救。

6)孕妇禁用，婴幼儿应尽量避免使用。

二、链霉素的生产工艺㈠工艺流程图2、生产原理①灰色链霉菌的培养灰色链霉菌的直形孢子链Ⅰ简介：链霉菌的一种，其外在表现色为灰色。

灰色链霉菌的最适生长温度为37℃，但其生产抗生素的最适温度为28℃。

Ⅱ性质：过硫酸铵分级沉淀,CM-SephadexC-50、CM-SepharoseFastFlow离子交换层析及SephadexG-75凝胶过滤层析,从灰色链霉菌(Streptomycesgriseus)RX-17的发酵上清液中得到了电泳纯的溶菌酶R1,回收率 6.89%.测得该酶分子量和等电点分别为16.8kD和9.10,作用于变链球菌(Streptococcusmutans)Ingbritt的最适温度和pH分别为70℃和6.6.R1酶在50℃以下及pH6～9的范围内保持稳定,60℃保温1h,残存酶活20.3%.Mg2+对酶有激活作用,而Zn2+、Cu2+、Fe2+、Cd2+、Pb2+则使酶完全丧失活性,螯合剂、盐酸羟胺、碘乙酸抑制酶活,β-巯基乙醇及表面活性剂则对溶菌有部分促进作用.R1酶溶菌谱广泛,对多种卵清溶菌酶不能作用的G+、G细菌均有溶解能力,对变链球菌、金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、乳杆菌(Lactobacillus)等则呈现高活性.Ⅲ形态特征：灰色链霉菌是链霉素的产生菌，是土壤习居菌，具有典型的链霉菌的特征，主要是用于防治细菌感染，而且本身灰色链霉菌也是研究链霉菌的次生代谢调控的材料，如链霉菌阿A因子的研究主要就是集中在灰色链霉菌中。

灰色链霉菌的特征Ⅳ应用：由灰色链霉菌(Streptomycesgriseus)培养液提取而得的微生物蛋白酶。

白色粉末。

分子量20000。

易溶于盐水和稀盐溶液，最适pH值7.8～8.0，最适温度60～80℃。

有极强的蛋白水解作用，可切断蛋白质所含肽键的80%。

能水解纤维蛋白、黏蛋白。

在体内能与其抑制物结合，使酶活性中心受到保护，输送至病变组织，又能同抑制物分离，恢复其酶活性。

医学上用于抗炎消肿。

②灰色链霉菌的活化高氏一号斜面培养基是一种合成培养基，用于培养放线菌。

③灰色链霉菌的摇瓶种子培养种子扩大培养简称种子扩培，是发酵工程的一个组成部分，其只将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养，最终获得一定数量和质量的纯种过程。

其目的首先是出于接种量的需要与菌种的驯化，同时对于缩短发酵时间、保证生产水平也有帮助。

④灰色链霉菌摇瓶发酵链霉菌是一种从灰链霉菌的培养液中提取的抗菌素，属于氨基葡萄糖形碱性化合物，它与结核杆菌菌体核糖核酸蛋白体蛋白质结合，起到了干扰结核杆菌蛋白质合成的作用，从而杀灭或者抑制结核杆菌生长的作用。

链霉素是含有链霉胍的氨基糖苷类抗生素族中的主要成员，由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡萄糖胺构成的糖苷，其结构式如下。

链霉素中链霉糖部分的醛基被还原成伯醇基后，就成为双氢链霉素，它的抗菌效能和链霉素大致相同，目前临床上使用的是链霉素或双氢链霉素的硫酸盐。

⑤离子交换法提取和精制链霉素链霉素是一种有机碱，其盐类在中性及酸性水溶液中可解离成三价阳离子、故可用阳离子交换树脂提取。

链霉素在PH4~7时稳定，所以链霉素的吸附只能在中性条件下进行。

氢型羧酸型树用脂在酸性条件下电离度都很小，交换容量很低，只有在碱性条件下才能其交换作用，而链霉素在碱性条件下很不稳定。

因此应将其转成钠型并选择在中性条件下进行吸附。

链霉素是高价离子，配制较稀的溶液有利于链霉素的吸附而不利于杂志的吸附，从而得到某种程度的提纯。

羧酸型树脂对氢离子的亲和力大，用酸洗脱能使链霉素洗脱完全。

链霉素离子交换吸附和洗脱可用下列方程式表示：吸附：3RCOONa+St+3 （RCOO）3Str+3Na洗脱：(RCOO)3Str+3H+ 3RCOOH+Str+3链霉素经过离子交换树脂处理后，体积缩小十分之一，得以浓缩，而且纯度也有所提高。