La Penicillina

Cos’ è la Penicillina? La penicillina è un antibiotico β-lattimico il cui nucleo fondamentale deriva dall’acido 6-aminopenicillanico (6-APA) ed è il risultato della fusione di due amminoacidi (L-cisteina e D-valina) in una struttura biciclica β-lattamico-tiazolidinica Anello tiazolidinico Anello β-lattamico

Come agisce? La penicillina è un antibiotico battericida e agisce bloccando la formazione della parete della cellula batterica, interagendo con l’enzima transpeptidasi e provocando la morte delle cellule per lisi osmotica.

Effetto della penicillina in un caso d’infezione stafilococcica della faccia con setticemia In alto: PAZIENTE PRIMA DEL TRATTAMENTO; al centro: DOPO 96 ORE (a sinistra ) E DOPO 9 GIORNI (a destra ) DALL’INIZIO DEL TRATTAMENTO; in basso: PAZIENTE COMLETAMENTE GUARITA.

La scoperta … La penicillina venne scoperta dallo studioso inglese A. Fleming che nel 1928 notò la formazione di una muffa (Penicillium notatum) su una piastra d’agar seminata con stafilococchi, casualmente inquinatasi con il fungo. Inoltre Fleming osservò la scomparsa di tali colonie intorno alla muffa ed ipotizzò che essa potesse liberare una sostanza in grado di uccidere gli stafilococchi … Alexander Fleming (1881-1955)

... gli studi successivi … ... Tuttavia questa scoperta rimase senza conseguenze fino a quando nel 1940 due ricercatori dell’università di Oxford, E. Chain e H. W. Florey, ripresero gli studi di Fleming proponendosi di realizzare l’estrazione e la purificazione della penicillina dai liquidi di coltura. H. W. Florey (1898-1968)

Come si produce? La penicillina viene prodotta a partire da ceppi selezionati di Penicillium chrysogenum, che rispetto al notatum garantisce rese più elevate. Inoltre si utilizza il metodo delle colture sommerse perché essendo organismi strettamente aerobi , la loro riproduzione avviene preferibilmente a livello esteso superficiale e ciò rappresenta un limite nella produzione industriale.

Fasi di produzione della Penicillina G Ricerca, isolamento e selezione del ceppo Sporificazione su apposito terreno Germinazione su apposito terreno Semina su terreno adatto per la fase vegetativa Semina su terreno adatto per la produzione Fermentazione Estrazione Purificazione Cristallizzazione Essiccazione Confezionamento Composizione dl terreno nutritivo Fonte di carbonio: melasso Fonte d’azoto: corn steep liquor

Produzione penicilline sintetiche Vengono prodotte per via semisintetica a partire dall’acido 6-aminopenicillanico, a sua volta ottenuto dalla Penicillina G per idrolisi enzimatica o chimica. Tramite l’acilazione si possono introdurre, nella molecola del 6-APA, differenti catene laterali, ottenendo quindi diversi tipi di penicilline.

Curiosità sulle prime produzioni … In origine questo antibiotico veniva prodotto in bottiglie da latte, che opportunamente sterilizzate venivano poste obliquamente in reticelle e riempite con liquido sterile contenente il mezzo nutritivo necessario alla crescita della muffa. Successivamente veniva introdotto il microrganismo che cresceva e produceva la penicillina.

… alcuni impianti di produzione …

Alcuni tipi di penicilline sintetiche … Formula base di tutti i tipi di penicilline Radicale (R) Nome Penicillina Meticillina Nafcillina Propicillina

Note sul Penicillium Importante genere di funghi Ascomiceti comprendente circa 140 specie, il cui nome deriva dal latino e significa “spazzola” o muffa a spazzola. Apparato riproduttore del penicillium: conidioforo

Classificazione scientifica Penicillium notatum Specie Notatum Genere Penicillium Famiglia Trihomaceae Ordine Eurotiales Classe Eurotiomycetes Phylum Ascomicate Regno Fungi

Lavoro realizzato da: Sara Cappelli 5°C Chimica A.s. 2005/06