第二章_酶工程-酶的发酵生产zg.ppt

六、微生物产酶的方式及特点 1.固体培养发酵 优点：设备简单、操作方便、麸曲中酶浓度较高、适合霉菌培养发酵 缺点：劳动强度大、原料利用率低、生产周期长 2.液体深层发酵 3.固定化细胞 4.固定化原生质体 * 七、提高酶产量的措施 1.添加诱导物 酶的作用底物: 酶的反应产物: 酶的底物类似物: 葡萄糖：1个 β-半乳糖苷酶 乳糖：3000个 半乳糖醛酸诱导果胶酶 纤维二糖诱导纤维素酶 异丙基-β-硫代半乳糖苷（IPTG）对β-半乳糖苷酶的诱导效果比乳糖高几百倍 * 2.控制阻遏物的浓度：无机磷是碱性磷酸酶的阻遏物 3.添加表面活性剂：增加细胞的通透性 4.添加产酶促进剂：聚乙烯醇提高糖化酶的产量机理尚不清楚 * 八、酶发酵动力学 发酵动力学是研究发酵过程中细胞生长速度、产物生成速度、基质消耗速度以及环境因素对这些速度的影响的学科 * 细胞浓度/（mg/mL） 酶浓度/(单位/ml) 细胞浓度/（mg/mL） O A B C D O-A调整期 A-B生长期 B-C平衡期 C-D衰退期 时间/h I-同步合成型 II-延续合成型 III-中期合成型 IV-滞后合成型 时间/h I II III IV （一）酶生物合成模式 * （二）各种酶生物合成模式的特点 1.同步合成型 例：单宁诱导米曲霉合成单宁酶 1.生物合成可以诱导，但不受分解代谢阻遏物和反应产物阻遏。 2.酶所对应的mRNA很不稳定。 细胞浓度/（mg/mL） 时间/h 酶浓度/（单位/mL） 0 20 40 60 细胞浓度 总酶浓度 胞外酶浓度 胞内酶浓度 特点： * 2. 延续合成型 例：果胶诱导黑曲霉合成聚半乳糖酸酶 1.生物合成可以诱导，但不受分解代谢阻遏物和反应产物阻遏。 2.酶所对应的mRNA很稳定。 细胞浓度 总酶浓度 细胞浓度/（mg/mL） 时间/h 酶浓度/（单位/mL） 0 20 40 60 特点： * 3.中期合成型 例：枯草杆菌合成碱性磷酸酶 1.生物合成受反馈抑制。 2.酶所对应的mRNA不稳定。 细胞浓度 酶浓度 细胞浓度/（mg/mL） 时间/h 酶浓度/（单位/mL） 0 20 40 60 特点： * 4. 滞后合成型 1.酶在对数期不合成。 2.酶所对应的mRNA稳定。 例：黑曲霉合成酸性蛋白酶 细胞浓度 酶浓度 细胞浓度/（mg/mL） 时间/h 酶浓度/（单位/mL） 0 20 40 60 特点： * 第五节 动、植物细胞发酵产酶 * 一、动植物细胞的特点 微生物细胞 动物细胞 植物细胞 细胞大小/μm 1~10 20~300 10~100 倍增时间 0.3~6 〉12 〉15 营养要求 简单 简单 复杂 对剪切力 大多数不敏感 敏感 敏感 主要产物 醇类、有机酸、氨基酸、抗生素、酶、核苷酸 色素、香精、药物、酶、次级代谢产物 激素、疫苗、单克隆抗体、酶 * 二、植物细胞发酵 1.产率高 2. 周期端 3.易于管理、减轻劳动强度 4. 产品质量高 （一）植物细胞发酵特点 * （二）植物发酵产酶的工艺条件控制 1.温度的控制：25℃ 2. pH的控制：微酸pH5-6 3.溶解氧的调节控制：相对少 4.光照的控制：生长及次级代谢产物 5.前体的添加： 6.刺激剂的应用： * 三、动物细胞的发酵 1.疫苗 2. 激素 3.多肽生长因子 4.酶 5.单克隆抗体 6.各种细胞因子 （一）动物细胞培养产生的主要功能蛋白 * 1.没有细胞壁 2. 体积比微生物细胞大几千倍 3.群体效应、锚地依赖性、接触抑制、功能全能性 4.营养要求复杂 （二）动物细胞的特性 * 1.生长较慢，细胞倍增时间15~100小时 2. 较容易污染 3.体积大、无细胞壁保护，对各种外界因素敏感 4.需贴壁培养 5.培养基成分复杂 6.原代细胞培养后会退化死亡 （三）动物细胞培养的特点 * 1.温度：36.5℃ 2. pH=7.0~7.6 3.渗透压：700~850kPa 4.溶解氧 （四）动物细胞发酵产酶的工艺条件 * 动物细胞连续培养 * * * （streptomycin）一种氨基葡萄糖型抗生素，分子式C21H39N7O12。 1943年美国 S.A.瓦克斯曼从链霉菌中析离得到，是继青霉素后第二个生产并用于临床的抗生素。它的抗结核杆菌的特效作用，开创了结核病治疗的新纪元。从此，结