PRODUCCION DE LA PENICILINA A NIVEL INDUSTRIAL

PRODUCCION DE LA PENICILINA A NIVEL INDUSTRIAL1El azar solo favorece a los espritus preparados. El azar solo favorece a los espritus preparados. 18/2/2015Los organismos fngicos sintetizan una amplia gama de metabolitos secundarios de gran importancia econmica, comercial y biotecnolgica, como los antibiticos ciclosporinas, cidos mevnicos, alcaloides y estatinas, entre otros. De todos ellos, la biosntesis de antibiticos principalmente -lactmicos ha tenido mayor atencin en el campo bioqumico, gentico e industrial, as como los mayores rendimientos de produccin, principalmente en gneros Aspergillus, Penicillium y Acremonium.

diversos productos sintetizados por org fungicos y sus appEl azar solo favorece a los espritus preparados. El azar solo favorece a los espritus preparados. 218/2/2015Hongos productores de antibiticos, modo de accin y clasificacin en base a su estructura qumica

Procesos regulatorios de la sntesis de los metabolitos secundarios microbianosRegulacin por retroalimentacin (feedback), este tipo de regulacin existe en variedad de metabolitos secundarios, donde su alta concentracin, sobreproduccin o anlogos de estos, inhibe su propio proceso de sntesis o tambin cuando estos provienen de un precursor que es intermediario habitual en la biosntesis de un metabolito primario, que inhibe la formacin del secundario ,tal es el caso de la inhibicin de la sntesis de penicilina por lisina en Penicillium chysogenum. Para incrementar la produccin de un determinado metabolito hay que intervenir, no slo en la ruta de biosntesis, sino tambin sobre vas de secrecin, transporte, regulacin gentica, etc. Hasta ahora la complejidad estructural, generalmente no permite su sntesis qumica en el laboratorio, de tal manera que se reemplace la fermentacin como medio de obtencin, por lo que los organismos fngicos siguen siendo la ruta ms prctica de obtencin, enfocndose adems la atencin en la modificacin y/o bsqueda de nuevos sistemas biolgicos generadores, as como de condiciones optimas de cultivo para la produccin y sobreproduccin .

LOS ANTIBIOTICOS(AB)son compuestos relativamente sencillos, producidos por bacterias u hongos que atacan especficamente a las bacterias. Interfieren en algn paso del metabolismo donde encuentran un blanco adecuado. Desde el descubrimiento de la penicilina, se han descubierto una docena de nuevos tipos de AB y optimizado o sintetizado cerca de una centena. Sin embargo, su eficacia se ha visto alterada por su uso excesivo o incorrecto, que conduce a la aparicin y diseminacin de bacterias resistentes (ABR). Estas ABR actan impidiendo el ingreso, modificando o inactivando la droga, modificando al blanco, o activando los sistemas de enflujo. La gran capacidad de las bacterias de mutar y transferir genes, y la presencia de genes de resistencia esencialmente en plsmidos y transposones, contribuyen a su diseminacin tanto entre bacterias emparentadas y/o patgenas como hacia bacterias no patgenas que son los reservorios de ABR. La sensacin de haber perdido la batalla o de que las ganancias a futuro no son tan importantes, han disminuido el inters de los laboratorios farmacuticos por buscar nuevos compuestos. Sin embargo desde la investigacin bsica aparecen nuevas alternativas ya sea utilizando la genmica como material de anlisis de nuevos blancos, las defensas naturales del organismo husped, u otros agentes olvidados como las bacterias predadoras y los fagos, ambos capaces de destruir bacterias.LA PENICILINA ACTUA SOBRE LA PARED CELULAR DE LA BACTERIA

DESCRIPCION MICOLOGICA DEL PENICILLIUM CHRYSOGENUMHongo filamentoso que presenta conidiforos tabicados de pared lisa (200-300 m), ramificado al final, con mtulas (de 8-12 m) y filides en forma de botella (de 7-12 m), donde nacen conidios lisos, elipsoidales (de 2,5-4 m) azules o verde-azulados en cadenas, sin ramificar, con un penacho o pincel caracterstico

ECOLOGIA Y ENFERMEDAD HUMANAHongo productor de penicilina ms conocido y tambin puede producir algunos alcaloides como la roquefortina C, meleagrina y chrisogina. Est ampliamente distribuido en la naturaleza, suele formar colonias verdeazuladas sobre el pan duro y los ctricos, y sus esporas se encuentran frecuentemente en el polvo domstico.

IMPORTANCIALa importancia de la penicilina esta, sobre todo, en los millones de personas que ha salvado desde que fue descubierta por el doctor Fleming el 28 septiembre 1928. Su descubrimiento, casi por casualidad, ha sido uno de los pilares fundamentales de la farmacologa actual.

La penicilina ha supuesto la revolucin ms importante en la medicina moderna ya que ha dado defensas, desde el punto de vista cientfico, para nuevas investigaciones de todo tipo. Ya fuera por casualidad o porque tena que descubrirse esta solucin, nadie puede negar el hecho de que su uso, tanto a nivel infantil como con adultos, nos ha dado una mayor esperanza de vida, una solucin fcil, eficaz y econmica a muchsimas enfermedades que, hasta ese momento podran considerarse casi como plagas.

CURVA DE CRECIMIENTOEsta curva de crecimiento permiti conocer el comportamiento de la cepa en el medio de sustrato empleado, el cual posee una relacin 60:30:10 de melaza, lactosuero y peptona. Se determin la adicin del sustrato al cultivo, a las 52 horas de crecimiento con un inculo de 1x10 por mililitro, momento en el cual se presenta una biomasa de 16.7mg/ml, suficiente para resistir el estrs que sufre el hongo por la adicin del sustrato disuelto en solventes orgnicos. Adicionalmente, se observa un descenso significativo en la concentracin de glucosa, que tericamente coincide con el agotamiento de la fuente de nitrgeno y la produccin de enzimas del metabolismo secundario.

Tomado de un proyecto en el departamento de ArequipaCONDICIONES DE CRECIMIENTOTemperatura ptima de crecimiento: 23C, pero crecen entre 5 y 37CEs alimento de caros como carus Siro y Tyrophagus pultrescentiaeMedios de crecimiento: Adems de glucosa y lactosa, Penicillium chrysogenum puede utilizar una gran variedad de fuentes de carbono y energa. Alternativamente se han usado sacarosa, almidn, dextrinas, melaza, aceites vegetales y animales, etanol y glicerol.

DIAGRAMA DE OPERACIONES-METODO CULTIVO SUMERGIDO

ETAPAS PRELIMINARES AL TANQUE FERMENTADORLo primero que hacemos es un cultivo patrn del hongo utilizando esporas liofilizadas.Cultivo por estra de P.chrysogenum.Cultivo en semillas de cereales.Tanque de propagacin.ETAPA MICROBIOLOGICA DEL PROCESO: TANQUE DE FERMENTACIONCaldo de cultivo para la fermentacin: se obtiene por infusin acuosa de maz, aadiendo de un 2 a un 3% de lactosa, y tambin se adicionan compuestos inorgnicos (H,O,N,P,S,K,Mg,N,Fe,Cu,Zn), despus de ajustar el pH entre valores de 4-5, el medio de cultivo se pasa al fermentador.El fermentador est equipado con un agitador vertical, con un sistema de introduccin de aire esterilizado por filtracin, y con serpentines para mantener la temperatura deseada.El hongo se introduce por medio de condiciones estriles con ayuda de aire a presin.Durante el crecimiento, el medio se esteriliza con vapor a presin y la temperatura se mantiene entre 23-25C. El aire estril permite el crecimiento del hongo aerobio.Al cabo de unas 50-90 horas, el crecimiento se va haciendo ms lento, lo que indica que el hongo se ha desarrollado por completo

ETAPAS POSTERIORES AL TANQUE FERMENTADORUna vez que ha pasado el tiempo suficiente para que el hongo se haya desarrollado por completo, se vaca el fermentador de inmediato, y el caldo pasa a travs de un filtro de tambor rotatorio donde se separa el lquido del micelio y de otras partculas slidas.Posteriormente la masa se enfra a 5C porque la penicilina no es estable a la temperatura ambienteEl caldo filtrado y enfriado se pasa a un tanque de pera. La separacin de la penicilina del caldo se basa en un sistema de extraccin lquido-lquido por medio de solventes adecuados no miscibles con el agua. Posteriormente, por recirculacin se separa el solvente utilizado.Al final se tiene una solucin acuosa concentrada y neutra de la sal sdica de la penicilina que se esteriliza por filtracin y se evapora al vaco en presencia de butanol, a medida que el agua se evapora, cristaliza el antibitico, el butanol que se queda en el evaporador, contiene una suspensin de cristales de sal sdica, esto se separa por filtracin o por centrifugacin.Los cristales se lavan con un solvente adecuado para eliminar impurezas.

Finalmente se secan en cmaras de alto vaco, posteriormente pasa al departamento de fraccionamiento y envasado.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICASMarinelli, F.; Molinari, F. (2012). Las fermentaciones en la produccin de metabolitos secundarios de inters farmacutico. Monografas de la real academia nacional de farmacia, monografa XXXV in: biocatlisis aplicada a la obtencin de frmacos y productos de alto valor aadidoMendez-Zavala, A.; Contreras-Esquivel, J.C.; Victoriano-Lara, F.; Rodrguez-Herrera, R.; Aguilar, C.N. (2007).Produccin fngica de un pigmento rojo empleando la cepa xerofilica Penicillium purpurogenum GH-2. Revista Mexicana de Ingeniera Qumica 6:267-273Teppei, A.; Kasumi, K.; Sara, U.; Ryo, K.; Jun, K.; Takafumi, K.; Jun, O. (2013). Importance of the ammonia assimilation by Penicillium purpurogenum in amino derivative Monascus pigment, PP-V, production. AMB Express 3:19