第二章_酶工程酶的发酵生产.pptVIP

第二节 酶的生物合成法生产 第三十一页，共六十三页。 一、基本概念 酶的生物合成：所有的生物体在一定条件下都能够产生多种多样的酶。酶在生物体内的产生过程，称为酶的生物合成。 酶的生物合成法生产：经过预先设计，通过人工操作控制，利用细胞（包括微生物细胞、植物细胞和动物细胞）的生命活动，产生人们所需要的酶的过程。 第三十二页，共六十三页。 二、酶的生物合成法生产种类 微生物发酵产酶 植物细胞培养产酶 动物细胞培养产酶 第三十三页，共六十三页。 优良的产酶细胞应具备的条件 1.繁殖快,产酶量高，有利于缩短生产周期。 2. 能在便宜的底物上良好生长。 3. 产酶性能稳定，菌株不易退化，不易受噬菌体侵袭。 4. 产生的酶容易分离纯化。 5. 不是致病菌及产生有毒物质或其他生理活性物质的微生物，才能确保酶生产和应用的安全。 第三十四页，共六十三页。 1. 大肠杆菌 特征： 细胞成杆状，0.5μm*（1~3） μm，无芽孢，G-，菌落从白色到黄色，光滑闪光，扩展。 产酶种类：一般生产胞内酶 谷氨酸脱羧酶，天冬氨酸酶，苄青霉素酰化酶，基因工程研究用酶等 三、酶发酵生产常用的微生物 第三十五页，共六十三页。 2. 枯草芽孢杆菌 特征： 细胞成杆状，（0.7~0.8）μm*（2~3） μm，单个，无荚膜，周生鞭毛，运动，G+，菌落粗糙，不透明。污白色或微带黄色。 产酶种类： α-淀粉酶、蛋白酶、β-葡聚糖酶、碱性磷酸酶等 第三十六页，共六十三页。 3. 链霉菌 特征： 最高等的放线菌。有发育良好的分枝菌丝，菌丝无横隔，分化为营养菌丝、气生菌丝、65孢子丝。孢子丝再形成分生孢子。孢子丝和孢子的形态、颜色因种而异，是分种的主要识别性状之一。 产酶种类： α-淀粉酶、蛋白酶、β-葡聚糖酶、碱性磷酸酶等 第三十七页，共六十三页。 4. 黑曲霉 特征： 属于半知菌亚门, 菌丝有隔,细胞多核；部分气生菌丝细胞形成特化的厚壁、膨大的足细胞，由足细胞的中间稍呈垂直地向上延长，形成分生孢子梗。 产酶种类： 糖化酶、α-淀粉酶、酸性蛋白酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶等 第三十八页，共六十三页。 特征： 属于半知菌亚门,分生孢子梗基部无足细胞，孢子梗顶端不膨大成囊，而是多次分枝形成扫帚状，小梗末端形成分生孢子。 产酶种类： 葡萄糖氧化酶、果胶酶、纤维素酶等 5. 青霉 第三十九页，共六十三页。 四、产酶菌种的筛选方法 胞内酶：含菌样品的采集→菌种分离→产酶性能测定→复筛 ①固体培养法：把菌种接人固体培养基中,保温数天,用水或缓冲液浸泡培养基,将酶抽提,测定酶活力,这种方法主要适用于霉菌. ②液体培养法：将菌种接人液体培养基后,静置或在摇床上振荡培养一段时间(视菌种而异),再测定培养物中酶的活力,通过比较,筛选 胞外酶： 第四十页，共六十三页。 五、酶的发酵生产方式 1.固体培养发酵 2. 液体深层发酵 3. 固定化细胞 4. 固定化原生质体发酵 第四十一页，共六十三页。 第四节 发酵工艺的条件及控制 第四十二页，共六十三页。 保藏细胞 细胞活化 细胞扩大培养 发酵 分离纯化 酶 原生质体 培养基 固定化原生质体 固定化细胞 预培养 无菌空气 酶发酵生产的一般工艺流程 第四十三页，共六十三页。 一、细胞活化与扩大培养 细胞活化：保藏细胞在使用之前必须接种于新鲜的斜面培养基上，在一定条件下进行培养，以恢复细胞的生命活力，这就叫细胞的活化。 种子培养基：用于细胞扩大培养的培养基。 氮源丰富 碳源少 温度、pH、溶解氧 接种量：1~10% 第四十四页，共六十三页。 二、培养基的配制 培养基：是指人工配制的用于细胞培养和发酵的各种营养物质的混合物。 碳源 氮源 无机盐 生长因素 第四十五页，共六十三页。 三、pH调节 1.细胞发酵产酶的最适pH与生长最适pH值往往不同，通常接近于该酶反应的最适pH。 2.有些细胞可以同时产生多种酶，通过控制培养基的pH，往往可以改变各种酶之间的产量比例。 3.培养基的pH在细胞生长繁殖和代谢物产生的过程中往往会发生变化。 第四十六页，共六十三页。 第一节 酶生物合成的基本理论 第一页，共六十三页。 一、中心法则 1958年 Crick： DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 A T C G A U C G 43=64 遗传密码 氨基酸 折叠密码 第二页，共六十三页。 二、RNA的生物合成——转录 RNA的种类 dsRNA:某些病毒遗传信息载体 催化活性RNA：催化作用 tRNA：氨基酸载体 rRNA：与蛋白质共同组成核糖体 mRN