Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Авермектини вперше були виділені з продуктів життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів — актиноміцетів виду Streptomyces avermitilis наприкінці 70-х років. В процесі досліджень було виявлено, що авермектини мають виключно високу активність і широкий спектр антипаразитарної дії. Перший опис культури Streptomyces avermitilis як продуценту авермектинів з'явився у 1978 році в роботах Берга, Міллера. В працях [1, 2] відмічається, що культура продукує, як правило, чотири основних форми авермектинів — А1, А2, В1, В2, які відрізняються радикалами. В свою чергу, кожен компонент має 2 форми ізомерів : а та в. Комплекс, що містить 8 авермектинів дістав назву — .
За хімічною структурою кожен компонент авермектинового комплексу являє собою макролід з макроциклічного лактону, зв'язаного з дісахаридом діолеандрозою. Лактонна частина утворюється з тих нижчих жирних кислот, які є попередниками у біосинтезі жирних кислот у клітинах актиноміцетів [1, 2].
Авермектини мають виключно високу активність і широкий спектр антипаразитарної дії. Вони активні щодо екзо- та ендопаразитів тварин (кліщів, нематод, бліх, вошей тощо), а також фітонематод та комах — шкідників рослин (крапчастий і павутинні кліщі, міль, попелиця та ін.) [1, 3, 4].
Авермектини характеризуються вибірковою направленістю дії: вони пригнічують синтез речовин, що виконують роль медіаторів при перенесенні нервового імпульсу у членистоногих та хробаків, внаслідок чого наступає параліч і смерть. У біологічному відношенні найактивніші до фітопаразитів авермектини В1а і В1в.
Рис. 1. Загальна структура авермектинів: R1 = H в «В» компонентах; R1 = CH3 в «А» компонентах; R2 = CH2CH3 в «А» компонентах; R2 = СН3 в «В» компонентах. Х = CH = CH в «1» компонентах; Х = CH2CHOH в «2» компонентах;
Препарати, що нанесені на наземні частини рослин чи внесені у ґрунт не проникають в рослину через кореневу систему, стебло чи листя і доволі швидко розкладаються в аеробних умовах. Період піврозпаду 3-4 тижні. Особливо активний розпад проходить в лужних ґрунтах. В анаеробних умовах розкладання не відбувається. Тому залишки аверсектину в ґрунті дуже незначні, що є нешкідливим для агрокультур, а отже і екологічно безпечно [2].
Відомо, що дотепер в Україні для захисту рослинних культур використовувались переважно пестициди хімічного походження. Ефективність цих отрутохімікатів досить висока, але ж і шкідливий вплив не менше. Наприклад, пестициди хлорорганічної природи зберігаються у ґрунтах до десяти років, а також накопичуються в організмі рослин і тварин. Через рослини ці хімікати потрапляють до організму людини. Більшість із пестицидів мають канцерогенну, мутагенну, а також тератогенну активність, що при екологічних негараздах України, ослабленні здоров'я населення у зв'язку з Чорнобильською катастрофою, постійними стресами, побутовою невлаштованістю, спричиняє шкідливіший в десятки разів вплив.
Отже, отримання і використання препаратів біологічного походження на основі авермектинів — альтернативи використанню отрутохімікатів — необхідна справа, яка б дозволила українцям оздоровити ґрунти своєї країни, потурбуватися про своє здоров'я і про майбутнє своїх нащадків.
В Україні біологічних препаратів на основі авермектинів не вироблялося у зв'язку з відсутністю власного штаму-продуценту. Але ще 1998 році групою дослідників на чолі з Ісаєнком В. М., у співпраці з вченими Інституту мікробіології та вірусології НАН України ім. Заболотного та фахівцями ВАТ ВНП «Укрзооветпромпостач» було розпочато фундаментальну роботу, метою якої стала розробка та впровадження у виробництво екологічно безпечних антипаразитарних препаратів біологічного походження на основі авермектинів. Роботу було розпочато з пошуку вітчизняного штаму-продуценту авермектинів.
В результаті проведених досліджень було виділено та запатентовано вітчизняний штам- продуцент авермектинів Streptomyces avermitilis IMV Ac 2161 [5], який задепоновано в Депозитарії ІМВ НАН України під номером Ас 5006. Але оскільки активність штаму була недостатньо високою (30-75 мкг/млсп.екстр.) для промислового використання, було проведено роботи з підвищення біосинтетичної активності культури. В процесі дослідів використовувались такі відомі мутагени, як ультрафіолетове випромінювання та гамма-випромінювання. При обробці штаму Streptomyces avermitilis IMV Ac 2161 УФ-опроміненням було оброблено десятки моноізолятів культури, використовували різну тривалість опромінення, перевіряючи після проведення процесу як активність, так і здатність моноізоляту зберігати придбану властивість до підвищеного продукування авермектинів після декількох пасажів (пересівів). В результаті проведених дослідів було визначено, що найбільший мутагенний ефект спостерігається при експозиціях 180 і 210 с, в результаті чого активність штаму Ас 2161 підвищилася до 160 мкг/млсп.екстр., отже саме така тривалість опромінення повинна використовуватись і для подальшої селекційної роботи. Для опромінення гама-квантами використовували штам Ас 2161 з активністю 160 мкг/млсп.екстр., доза опромінення 400 Гц. В результаті вдалось підвищити біосинтетичну активність штаму ще на 62,5%, тобто до значення 260 мкг/см³. Слід відмітити, що отримані моноізоляти за результатами ТШХ синтезували авермектин В1 в значно більшій кількості порівняно з вихідним варіантом 2161, а це надзвичайно важливо, оскільки саме компонент В1, як вже згадувалось, виявляє найвищу серед інших компонентів авермектинового комплексу антипаразитарну активнісь.
Паралельно проводились роботи з вивчення та оптимізації складу живильного середовища для культивування Streptomyces avermitilis. З літературних джерел відомо, що на продукування авермектинів значно вливає співвідношення у поживному середовищі С/N [3]. Вплив азотного джерела живлення на синтез авермектинів обумовлене не тільки його концентрацією, яка виражається співвідношенням С/N, але і якісним складом азотного субстрату. Метою проведеного дослідження було визначення найкращого джерела азотного живлення культури Streptomyces avermitilis, при використанні якого у кінцевому продукті — комплексі авермектинів — буде міститись максимальна кількість авермектину В1. Відомо, що найінтенсивніший біосинтез авермектинів в культурі продуценту відбувається при співвідношенні С/N = 20 — 23. В табл.1 представлені результати проведенних дослідів із заміни БВК як джерела азоту на інші джерела, які стали б рівноцінними БВК. Концентрація глюкози в середовищі була сталою і становила 6,5 — 7,0% за технічною вагою. Концентрація азотистих речовин добиралась в межах співвідношення С/N = 20 — 25. Для досліду брали: сухий кормовий лізин (Трипільський завод); сухі кормові дріжджі (Сторонібабський спиртзавод, Львівська область); сухі медичні пивні дріжджі (ФС 42-654-72); вологі хлібопекарські дріжджі (W = 75%). Концентрація цих речовин у ферментаційному середовищі становила від 0,5 до 3,5%. Контрольне середовище мало такий склад, %: • соєве борошно — 0,9; • кукурудзяний екстракт — 0,4 (за сухими речовинами); • БВК −0,6; • K2HPO4 — 0,05; • СаСО3 — 0,4. Приведені у табл.1 результати досліджень свідчать про те, що рівноцінною заміною БВК можуть бути як сухі пивні дріжджі, так і кормовий лізин. При використанні у складі ферментаційного середовища кормового лізину розрахунок потрібно проводити на вміст чистого лізину, адже в концентрації вище 0,2% він викликає пригнічення біосинтезу.
Важливим моментом у виробництві препаратів на основі авермектинів є стадія вилучення авермектинів з клітини шляхом екстракції, оскільки ці речовини — ендогенні метаболіти. Нами вивчався вплив органічних розчинників (у воді авермектини не розчиняються) на якість проходження екстракції, а також вплив тривалості процесу на глибину вилучення авермектинів. В результаті проведених досліджень було визначено, що для ацетону та етанолу оптимальною є 3-х годинна екстракція, так як саме за цей період вилучається максимальна кількість u1072 авермектинів. Для етилацетату та бутанолу оптимальною є добова екстракція. Висновок: Авермектини — речовини біологічного походження з антипаразитарним спектром дії, які є екологічно безпечними як для ґрунту, так і для рослин, тварин і людей. Актуальною є тема розробки технології отримання препаратів на основі авермектинів в Україні.
Література
- 1. Campbell W.C., Fisher M.H., Stapley E.D., Albers — Schonberg G., Jacob T.A., Schonberg G. Ivermectin, a potent new antiparasitic agent’, Scitnce, USA, 1983, V.221, № 4613, p. 823 −828.
- 2. Рославцева С. А. «Новая группа инсектоакарицидов и нематоцидов», Агрохимия, 1987, № 7, с. 130.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Avermektini vpershe buli vidileni z produktiv zhittyediyalnosti gruntovih mikroorganizmiv aktinomicetiv vidu Streptomyces avermitilis naprikinci 70 h rokiv V procesi doslidzhen bulo viyavleno sho avermektini mayut viklyuchno visoku aktivnist i shirokij spektr antiparazitarnoyi diyi Pershij opis kulturi Streptomyces avermitilis yak producentu avermektiniv z yavivsya u 1978 roci v robotah Berga Millera V pracyah 1 2 vidmichayetsya sho kultura produkuye yak pravilo chotiri osnovnih formi avermektiniv A1 A2 V1 V2 yaki vidriznyayutsya radikalami V svoyu chergu kozhen komponent maye 2 formi izomeriv a ta v Kompleks sho mistit 8 avermektiniv distav nazvu Molekulyarna struktura avermektiniv Za himichnoyu strukturoyu kozhen komponent avermektinovogo kompleksu yavlyaye soboyu makrolid z makrociklichnogo laktonu zv yazanogo z disaharidom dioleandrozoyu Laktonna chastina utvoryuyetsya z tih nizhchih zhirnih kislot yaki ye poperednikami u biosintezi zhirnih kislot u klitinah aktinomicetiv 1 2 Avermektini mayut viklyuchno visoku aktivnist i shirokij spektr antiparazitarnoyi diyi Voni aktivni shodo ekzo ta endoparazitiv tvarin klishiv nematod blih voshej tosho a takozh fitonematod ta komah shkidnikiv roslin krapchastij i pavutinni klishi mil popelicya ta in 1 3 4 Avermektini harakterizuyutsya vibirkovoyu napravlenistyu diyi voni prignichuyut sintez rechovin sho vikonuyut rol mediatoriv pri perenesenni nervovogo impulsu u chlenistonogih ta hrobakiv vnaslidok chogo nastupaye paralich i smert U biologichnomu vidnoshenni najaktivnishi do fitoparazitiv avermektini V1a i V1v Ris 1 Zagalna struktura avermektiniv R1 H v V komponentah R1 CH3 v A komponentah R2 CH2CH3 v A komponentah R2 SN3 v V komponentah H CH CH v 1 komponentah H CH2CHOH v 2 komponentah Preparati sho naneseni na nazemni chastini roslin chi vneseni u grunt ne pronikayut v roslinu cherez korenevu sistemu steblo chi listya i dovoli shvidko rozkladayutsya v aerobnih umovah Period pivrozpadu 3 4 tizhni Osoblivo aktivnij rozpad prohodit v luzhnih gruntah V anaerobnih umovah rozkladannya ne vidbuvayetsya Tomu zalishki aversektinu v grunti duzhe neznachni sho ye neshkidlivim dlya agrokultur a otzhe i ekologichno bezpechno 2 Vidomo sho doteper v Ukrayini dlya zahistu roslinnih kultur vikoristovuvalis perevazhno pesticidi himichnogo pohodzhennya Efektivnist cih otrutohimikativ dosit visoka ale zh i shkidlivij vpliv ne menshe Napriklad pesticidi hlororganichnoyi prirodi zberigayutsya u gruntah do desyati rokiv a takozh nakopichuyutsya v organizmi roslin i tvarin Cherez roslini ci himikati potraplyayut do organizmu lyudini Bilshist iz pesticidiv mayut kancerogennu mutagennu a takozh teratogennu aktivnist sho pri ekologichnih negarazdah Ukrayini oslablenni zdorov ya naselennya u zv yazku z Chornobilskoyu katastrofoyu postijnimi stresami pobutovoyu nevlashtovanistyu sprichinyaye shkidlivishij v desyatki raziv vpliv Otzhe otrimannya i vikoristannya preparativ biologichnogo pohodzhennya na osnovi avermektiniv alternativi vikoristannyu otrutohimikativ neobhidna sprava yaka b dozvolila ukrayincyam ozdoroviti grunti svoyeyi krayini poturbuvatisya pro svoye zdorov ya i pro majbutnye svoyih nashadkiv V Ukrayini biologichnih preparativ na osnovi avermektiniv ne viroblyalosya u zv yazku z vidsutnistyu vlasnogo shtamu producentu Ale she 1998 roci grupoyu doslidnikiv na choli z Isayenkom V M u spivpraci z vchenimi Institutu mikrobiologiyi ta virusologiyi NAN Ukrayini im Zabolotnogo ta fahivcyami VAT VNP Ukrzoovetprompostach bulo rozpochato fundamentalnu robotu metoyu yakoyi stala rozrobka ta vprovadzhennya u virobnictvo ekologichno bezpechnih antiparazitarnih preparativ biologichnogo pohodzhennya na osnovi avermektiniv Robotu bulo rozpochato z poshuku vitchiznyanogo shtamu producentu avermektiniv V rezultati provedenih doslidzhen bulo vidileno ta zapatentovano vitchiznyanij shtam producent avermektiniv Streptomyces avermitilis IMV Ac 2161 5 yakij zadeponovano v Depozitariyi IMV NAN Ukrayini pid nomerom As 5006 Ale oskilki aktivnist shtamu bula nedostatno visokoyu 30 75 mkg mlsp ekstr dlya promislovogo vikoristannya bulo provedeno roboti z pidvishennya biosintetichnoyi aktivnosti kulturi V procesi doslidiv vikoristovuvalis taki vidomi mutageni yak ultrafioletove viprominyuvannya ta gamma viprominyuvannya Pri obrobci shtamu Streptomyces avermitilis IMV Ac 2161 UF oprominennyam bulo obrobleno desyatki monoizolyativ kulturi vikoristovuvali riznu trivalist oprominennya pereviryayuchi pislya provedennya procesu yak aktivnist tak i zdatnist monoizolyatu zberigati pridbanu vlastivist do pidvishenogo produkuvannya avermektiniv pislya dekilkoh pasazhiv peresiviv V rezultati provedenih doslidiv bulo viznacheno sho najbilshij mutagennij efekt sposterigayetsya pri ekspoziciyah 180 i 210 s v rezultati chogo aktivnist shtamu As 2161 pidvishilasya do 160 mkg mlsp ekstr otzhe same taka trivalist oprominennya povinna vikoristovuvatis i dlya podalshoyi selekcijnoyi roboti Dlya oprominennya gama kvantami vikoristovuvali shtam As 2161 z aktivnistyu 160 mkg mlsp ekstr doza oprominennya 400 Gc V rezultati vdalos pidvishiti biosintetichnu aktivnist shtamu she na 62 5 tobto do znachennya 260 mkg sm Slid vidmititi sho otrimani monoizolyati za rezultatami TShH sintezuvali avermektin V1 v znachno bilshij kilkosti porivnyano z vihidnim variantom 2161 a ce nadzvichajno vazhlivo oskilki same komponent V1 yak vzhe zgaduvalos viyavlyaye najvishu sered inshih komponentiv avermektinovogo kompleksu antiparazitarnu aktivnis Paralelno provodilis roboti z vivchennya ta optimizaciyi skladu zhivilnogo seredovisha dlya kultivuvannya Streptomyces avermitilis Z literaturnih dzherel vidomo sho na produkuvannya avermektiniv znachno vlivaye spivvidnoshennya u pozhivnomu seredovishi S N 3 Vpliv azotnogo dzherela zhivlennya na sintez avermektiniv obumovlene ne tilki jogo koncentraciyeyu yaka virazhayetsya spivvidnoshennyam S N ale i yakisnim skladom azotnogo substratu Metoyu provedenogo doslidzhennya bulo viznachennya najkrashogo dzherela azotnogo zhivlennya kulturi Streptomyces avermitilis pri vikoristanni yakogo u kincevomu produkti kompleksi avermektiniv bude mistitis maksimalna kilkist avermektinu V1 Vidomo sho najintensivnishij biosintez avermektiniv v kulturi producentu vidbuvayetsya pri spivvidnoshenni S N 20 23 V tabl 1 predstavleni rezultati provedennih doslidiv iz zamini BVK yak dzherela azotu na inshi dzherela yaki stali b rivnocinnimi BVK Koncentraciya glyukozi v seredovishi bula staloyu i stanovila 6 5 7 0 za tehnichnoyu vagoyu Koncentraciya azotistih rechovin dobiralas v mezhah spivvidnoshennya S N 20 25 Dlya doslidu brali suhij kormovij lizin Tripilskij zavod suhi kormovi drizhdzhi Storonibabskij spirtzavod Lvivska oblast suhi medichni pivni drizhdzhi FS 42 654 72 vologi hlibopekarski drizhdzhi W 75 Koncentraciya cih rechovin u fermentacijnomu seredovishi stanovila vid 0 5 do 3 5 Kontrolne seredovishe malo takij sklad soyeve boroshno 0 9 kukurudzyanij ekstrakt 0 4 za suhimi rechovinami BVK 0 6 K2HPO4 0 05 SaSO3 0 4 Privedeni u tabl 1 rezultati doslidzhen svidchat pro te sho rivnocinnoyu zaminoyu BVK mozhut buti yak suhi pivni drizhdzhi tak i kormovij lizin Pri vikoristanni u skladi fermentacijnogo seredovisha kormovogo lizinu rozrahunok potribno provoditi na vmist chistogo lizinu adzhe v koncentraciyi vishe 0 2 vin viklikaye prignichennya biosintezu Vazhlivim momentom u virobnictvi preparativ na osnovi avermektiniv ye stadiya viluchennya avermektiniv z klitini shlyahom ekstrakciyi oskilki ci rechovini endogenni metaboliti Nami vivchavsya vpliv organichnih rozchinnikiv u vodi avermektini ne rozchinyayutsya na yakist prohodzhennya ekstrakciyi a takozh vpliv trivalosti procesu na glibinu viluchennya avermektiniv V rezultati provedenih doslidzhen bulo viznacheno sho dlya acetonu ta etanolu optimalnoyu ye 3 h godinna ekstrakciya tak yak same za cej period viluchayetsya maksimalna kilkist u1072 avermektiniv Dlya etilacetatu ta butanolu optimalnoyu ye dobova ekstrakciya Visnovok Avermektini rechovini biologichnogo pohodzhennya z antiparazitarnim spektrom diyi yaki ye ekologichno bezpechnimi yak dlya gruntu tak i dlya roslin tvarin i lyudej Aktualnoyu ye tema rozrobki tehnologiyi otrimannya preparativ na osnovi avermektiniv v Ukrayini Literatura1 Campbell W C Fisher M H Stapley E D Albers Schonberg G Jacob T A Schonberg G Ivermectin a potent new antiparasitic agent Scitnce USA 1983 V 221 4613 p 823 828 2 Roslavceva S A Novaya gruppa insektoakaricidov i nematocidov Agrohimiya 1987 7 s 130