Многие антибиотики активны в отношении тех самых микроорганизмов, которые их образуют. Действительно, если суспензию спор или фрагменты мицелия внести в свежую питательную среду, содержащую антибиотик, образуемый этим же организмом, роста не будет. Здесь мы имеем дело с кажущимся парадоксом: штамм, способный синтезировать большие количества антибиотика, не может расти при низких его концентрациях. Этот парадокс можно разрешить, предположив наличие одного или нескольких следующих механизмов: 1) репрессия синтеза антибиотика во время роста; 2) изменение проницаемости;

3. инактивация антибиотика; 4) изменение внутриклеточной мишени антибиотика.

1. РЕПРЕССИЯ СИНТЕЗА АНТИБИОТИКА

Зачастую антибиотик образуется только после завершения роста культуры. Это наблюдение привело к появлению терминов тропофаза и идиофаза. Первый термин означает период роста вегетативного мицелия, а второй — период синтеза антибиотика. Синтез антибиотиков часто репрессируется веществами, способствующими быстрому росту клеток, такими как глюкоза (катаболитная репрессия), ионы аммония (репрессия азотом) и фосфат. Когда уровень этих питательных веществ низок, скорость роста клеток замедляется и синтез антибиотика дерепрессируется. Таким образом, антибиотик синтезируется только тогда, когда организм продуцента «физиологически» нечувствителен к нему.

2. ИЗМЕНЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ

Показано, что определенные высокопродуктивные штаммы отличаются от низкопродуктивных проницаемостью для антибиотика, который они образуют. Они более эффективно транспортируют антибиотик наружу и утратили способность ассимилировать или транспортировать его из среды.

3. ИНАКТИВАЦИЯ АНТИБИОТИКА

Даже при наличии отмеченных выше механизмов внутриклеточные концентрации антибиотиков могут достигать ингибиторных уровней. В этом случае штамм может избежать самоубийства за счет ферментативной инактивации антибиотика.

4. ИЗМЕНЕНИЕ МИШЕНИ

У высокопродуктивных мутантов часто изменяется структура субклеточной мишени антибиотика (рибосом, РНК-полимеразы и т. д.) и, следовательно, штамм-продуцент становится менее чувствительным к антибиотику.
Часто у одного штамма одновременно работает несколько механизмов, как в случае высокопродуктивных мутантов, образующих рифамицин В. Рифамицин S, ключевой метаболит при биосинтезе рифамицина, являющийся токсическим веществом, инактивируется за счет конденсации с гликолом с образованием рифамицина В, нетоксичного вещества. Рифамицин В, по-видимому, эффективнее выделяется, чем рифамицин S. Наконец, РНК-полимераза (мишень рифамицинов) высокопродуктивного штамма менее чувствительна к рифамицину S, чем тот же фермент из штамма дикого типа.