《细胞破碎分离》PPT课件

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1、13细胞破碎（cellrupture）2常见的细胞壁结构细胞破碎技术本章的主要内容3细胞破碎（cellrupture）技术是指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内物质包括目的产物成分释放出来的技术。43.1细胞壁结构对破碎的影响微生物细胞和植物细胞外层均为细胞壁，细胞壁里面是细胞膜，动物细胞没有细胞壁，仅有细胞膜。通常细胞壁较坚韧，细胞膜脆弱，易受渗透压冲击而破碎，因此细胞破碎的阻力主要来自于细胞壁。不同细胞壁的结构和组成不完全相同，故细胞壁的机械强度不同，细胞破碎的难易程度也就不同。51.细菌细胞壁结构

2、组成成分：肽聚糖（peptidoglycan）:主要成分组，它是难溶性的聚糖链；相邻聚糖链上的短肽又交叉相联，构成了细胞壁的三维网状结构，包围在细胞周围；氨基酸：D,L-丙氨酸；D-谷氨酸；L-赖氨酸磷壁酸：醛糖磷酸酯的聚合物；仅在革兰氏阳性菌中存在；糖：葡萄糖，半乳糖，甘露糖等脂质：不多，仅在于革兰氏阴性菌中破碎细菌的主要阻力：是来自于肽聚糖的网状结构。6782.酵母细胞壁的结构葡聚糖：它构成了细胞壁的骨架，使细胞具有一定的形状；最里层。糖蛋白:在葡聚糖上面甘露聚糖：最外层。由1,6-磷酸二酯键连接成网

3、状。在内部有甘露聚糖-酶的复合物。破碎酵母细胞壁的阻力：主要决定于壁结构交联的紧密程度和它的厚度。93.真菌的细胞壁真菌的细胞壁较厚，主要由多糖，蛋白质和脂类组成。大多数真菌的多糖壁是由几丁质和葡聚糖构成，少数含纤维素。10红面包霉菌细胞壁结构：最外层(a)是α-和β-葡聚糖的混合物，第2层(b)是糖蛋白的网状结构第3层(c)主要是蛋白质，最内层(d)主要是几丁质。真菌细胞壁的结构示意图真菌细胞壁的强度：主要决定于聚合物的网状结构，不仅如此，它还含有几丁质或纤维素的纤维状结构，所以强度更高。11微生物革兰

4、氏阳性细菌革兰氏阴性细菌酵母菌霉菌壁厚20-80nm10-13nm100-300nm100-250nm层次单层多层多层多层主要组成肽聚糖(40-90%)多糖胞壁酸蛋白质脂多糖(1-4%)肽聚糖(5-10%)脂蛋白脂多糖(11-22%)磷脂蛋白质葡聚糖(30-40%)甘露聚糖(30%)蛋白质(6-8%)脂类(8.5-13.5%)多聚糖(80-90%)脂类蛋白质微生物革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌酵母菌真菌壁厚20-80nm10-13nm100-300nm100-250nm层次单层多层多层多层主要组成肽聚糖(4

5、0-90%)多糖胞壁酸蛋白质脂多糖(1-4%)肽聚糖(5-10%)脂蛋白脂多糖(11-22%)磷脂蛋白质葡聚糖(30-40%)甘露聚糖(30%)蛋白质(6-8%)脂类(8.5-13.5%)多聚糖(80-90%)脂类蛋白质4.微生物不同细胞壁的组成和结构125.植物细胞壁的结构对于已生长结束的植物细胞壁可分为初生壁和次生壁两部分。初生壁是细胞生长期形成的。初生壁一般较薄（1～3μm），富有弹性。初生壁的组成：主要是多糖和蛋白质；多糖主要成分为纤维素、半纤维素和果胶类物质。许多纤维素形成微纤丝。细胞壁的机械强

6、度：主要来自于微纤丝。1314植物次生细胞壁次生细胞壁：植物细胞生长停止后，在细胞质和初生细胞壁之间形成次生细胞壁。次生壁一般较厚(4μm以上)，常有三层组成。在次生壁中，纤维素和半纤维素含量比初生壁多，纤维素的微纤丝排列得更紧密和有规则，而且存在木质素的沉积。因此次生壁的形成提高了细胞壁的坚硬性，使植物细胞具有很高的机械强度。15木质素的网状结构显微镜图纤维素半纤维素16分类作用机理适应性机械法研磨法固体剪切作用可达较高破碎率，可较大规模操作；大分子目的产物易失活，浆液分离困难高压匀浆法液体剪切作用可达

7、较高破碎率，可大规模操作，不适合丝状菌和革兰氏阳性菌超声破碎法液体剪切作用对酵母菌效果较差，破碎过程升温剧烈，不适合大规模操作非机械法生物法酶分解作用具有高度专一性，条件温和，浆液易分离；溶酶价格高，通用性差化学渗透法改变细胞膜的渗透性具一定选择性，浆液易分离；但释放率较低，通用性差渗透压法渗透压剧烈改变破碎率较低，常与其他方法结合使用冻结融化法反复冻结-融化破碎率较低，不适合对冷冻敏感目的产物干燥法改变细胞膜渗透性条件变化剧烈，易引起大分子物质失活3.2常用的细胞破碎技术17机械破碎捣碎法研磨法匀浆法超

8、声法物理破碎温度差破碎法压力差破碎法化学破碎有机溶剂：表面活性剂：酸碱生物法破碎自溶法外加酶制剂法通过机械运动产生的剪切力，使细胞破碎。通过各种物理因素的作用，使组织、细胞的外层结构破坏，而使细胞破碎。通过各种化学试剂对细胞膜的作用，而使细胞破碎通过细胞本身的酶系或外加酶制剂的催化作用，使细胞外层结构受到破坏，而达到细胞破碎细胞破碎方法及其原理181.机械法机械破碎法又可分为高压匀浆破碎法（homogenization）高速研