Биотехнология ответственный редактор академик И. И. Гительзон

2.6. АНТИБИОТИКИ
Антибиотики (антибиотические вещества) – это продукты обмена 
микроорганизмов, избирательно подавляющие рост и развитие бактерий, 
микроскопических грибов, опухолевых клеток. Образование антибиоти-
ков – одна из форм проявления антагонизма. В научную литературу тер-
мин веден в 1942 г. Ваксманом, – «антибиотик – против жизни». По 
Н. С. Егорову: «Антибиотики – специфические продукты жизнедеятель-
ности организмов, их модификации, обладающие высокой физиологиче-
ской активностью по отношению к определенным группам микроорга-
низмов (бактериям, грибам, водорослям, протозоа), вирусам или к злока-
чественным опухолям, задерживая их рост или полностью подавляя раз-
витие».
Специфичность антибиотиков по сравнению с другими продуктами об-
мена (спиртами, органическими кислотами), также подавляющими рост от-
дельных микробных видов, заключается в чрезвычайно высокой биологиче-
ской активности. Например, минимальная концентрация эритромицина 
(0.01–0.25 мкг/мл) полностью подавляет многие грамположительные фор-
мы.
Механизмы повреждающих воздействий антибиотиков на клетки раз-
личны. Отдельные антибиотики (пенициллины, новобиоцин, цефалоспори-

---

90 
ны) подавляют процессы образования клеточных стенок; другие (стрепто-
мицин, полимиксины) изменяют проницаемость мембран; третьи (грамици-
дины) подавляют окислительное фосфорилирование; хлорамфеникол по-
давляет отдельные этапы синтеза белка на рибосомах; азасерин и сарколи-
зин – вызывают нарушения в процессах синтеза нуклеиновых кислот и т.д. 
Существует несколько подходов в классификации антибиотиков: по 
типу продуцента, строению, характеру действия. По химическому строе-
нию различают антибиотики ациклического, алициклического строения, 
хиноны, полипептиды и др. По спектру биологического действия анти-
биотики можно подразделить на несколько групп:
– антибактериальные, обладающие сравнительно узким спектром дей-
ствия (пенициллин, эритромицин, грамицидин, бацитрацин), подавляют 
развитие грамположительных микроорганизмов (стафилококки, стрепто-
кокки, пневмококки), и широкого спектра действия (стрептомицин, тетра-
циклины, неомицин, хлоромицетин), подавляющие как грамположитель-
ных, так и грамотрицительных микроорганизмов (кишечную палочку, 
дифтерии, брюшного тифа);
– противогрибковые, группа полиеновых антибиотиков (нистатин, гри-
зеофульвин и др.), действующие на микроскопические грибы;
– противоопухолевые (актиномицины, митомицин и др.), действующие 
на опухолевые клетки человека и животных, а также на микроорганизмы. 
В настоящее время описано свыше 6000 антибиотиков, но на практике 
применяется только около 150, так как многие обладают высокой токсич-
ностью для человека, другие – инактивируются в организме и пр.
Антибиотики широко применяются в различных сферах человеческой 
деятельности: медицине, пищевой и консервной промышленности, сель-
ском хозяйстве. Открытие антибиотиков вызвало переворот в медицине. 
Широко известно применение антибиотиков с бактерицидным и бакте-
риостатическим действием; благодаря антибиотикам стали излечимыми 
многие инфекционные заболевания (чума, туберкулез, пневмония, брюш-
ной тиф, холера и т.д.). В течение многих лет антибиотики применяют в 
сельском хозяйстве в качестве стимуляторов роста сельскохозяйственных 
животных, средств борьбы с болезнями животных и растений. Антибио-
тические вещества также широко применяют для борьбы с посторонней 
микрофлорой в ряде бродильных производств и в консервной промыш-
ленности. Однако нельзя не отметить, что длительное и неконтролируемое 
применение антибиотиков приводит к возникновению и широкому рас-
пространению в микробных популяциях R-фактора устойчивости к анти-
биотикам, передающегося от одной бактериальной клетки к другой при 
помощи плазмид в процессе коньюгации. Средствами борьбы с проявле-
нием лекарственной устойчивости к антибиотикам является обоснованное 
и строго контролируемое их применение и получение новых, модифици-

---

91 
рованных антибиотических препаратов, обладающих биологической ак-
тивностью к резистентным формам.
Способность синтезировать антибиотики широко распространена сре-
ди различных представителей микробного мира. Связи между таксономи-
ческим положением микроорганизмов и способностью синтезировать тот 
или иной антибиотик нет. Так, микроорганизмы, принадлежащие к одной 
группе, способны синтезировать самые разнообразные по химическому 
строению и действию антибиотики, и один и тот же антибиотик может 
продуцироваться различными микроорганизмами. Продуцентами анти-
биотиков являются бактерии, актиномицеты, мицелиальные грибы.
Описано около 600 антибиотиков, которые синтезируются бактериями. 
Эти антибиотики по химическому строению принадлежат к полипептидам 
и низкомолекулярным белкам. Однако в промышленных масштабах вы-
пускается незначительное число антибиотиков бактериального происхож-
дения. Важнейшими их них являются: грамицидин (Bacillus brevis), поли-
миксины (Bac. polymyxa, Bac. circulans), бацитрацины (Bacillus licheni-
formis), низины (Streptococcus lactis).
Самое большое количество (свыше 70 %) антибиотиков, выпускаемых 
промышленностью и широко применяемых, синтезируется актиномице-
тами. Среди них – антибиотики различного химического строения, кото-
рые относят к нескольким группам: а) аминогликозиды – стрептомицин 
(Streptomyces griseus), неомицины (Streptomyces fradiae, Str. albogriseolus), 
канамицины (Str. kanamyceticus), гентамицины (Micromonospora purpurea) 
и др.; б) тетрациклины – хлортетрациклин (Str. aureofaciens), окситетра-
циклин (Str. rimosus); в) актиномицины – большая группа близких по 
строению препаратов, синтезируемых различными микроорганизмами, в 
том числе (Streptomyces antibioticus, Str. chrysomallus, Str. flavus); г) мак-
ролиды – эритромицин (Streptomyces erythreus), олеандоимицин (Str. 
antibioticus), магнамицин (Str. halstedii), филипин (Str. filipensis); д) анза-
мицины – стрептоварицины (Str. spectabilis), рифамицины (Nocardia 
mediterranea), галамицины (Micromonospora halophytica), нафтамицин (Str. 
collinus) и др.
Мицелиальные грибы также синтезируют достаточно большое количе-
ство антибиотиков (около 1200). Наиболее известны среди них следую-
щие: пенициллины (Penicillium chrysogenum, P. brevicompactum, 
Aspergillus flavus, Asp. nidulans), цефалоспорины (Cephalosporium 
acremonium), фумалгин (Aspergillus fumigatus), гризеофульвин (Penicillium 
nigricans, P. griseofulvum), трихоцетин (Trichthecium roseum).
Синтез антибиотиков микробными клетками – это специфический про-
цесс обмена веществ, возникший и закрепленный в процессе эволюции 
организма. Каждый микробный вид способен образовывать один или не-
сколько вполне определенных антибиотических веществ. Выделенные из 
природных источников, так называемые «дикие» штаммы обладают низ-

---

92 
кой антибиотической активностью. В промышленности применяют в ка-
честве продуцентов штаммы, которые по сравнению с исходными штам-
мами обладают повышенной на 2–3 порядка антибиотической активно-
стью. Это достигается, как и во многих других биотехнологических про-
цессах, двумя способами: генетическими усовершенствованиями организ-
мов и оптимизацией условий ферментации.