《微生物发酵产酶》PPT课件

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1、第二章微生物发酵产酶重点：微生物细胞中酶生物合成的调节，酶生物合成的模式，酶发酵生产的工艺条件及其控制，提高酶产率的措施，固定化微生物发酵产酶。微生物发酵产酶是指在人工控制的条件下，有目的地利用微生物培养来生产所需的酶，其技术包括培养基和发酵方式的选择，以及发酵条件的控制管理等方面的内容。在一定的条件下，酶可以催化各种生化反应，并且具有催化效率高、转一性强和作用条件稳定等特点，所以酶在医药、食品、轻工、化工、环保、能源和生物工程等领域广泛应用。微生物发酵产酶的工艺流程产酶菌种的筛选含菌样品的采集,菌种分

2、离,产酶性能测定及复筛等全过程。一个优良的产酶菌种应具备以下几点：a繁殖快,产酶量高，有利于缩短生产周期b容易培养和管理c产酶性能稳定，菌株不易退化，不易受噬菌体侵袭d产生的酶容易分离纯化e安全可靠、无毒性微生物酶的类型1.胞外酶：细胞内合成而在细胞外起作用的酶。包括位于细胞外表面或细胞外质空间的酶，也指释放入培养基的酶。大多是水解酶（如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶），是微生物为了利用环境中的大分子而释放到细胞外的。2.胞内酶：指合成后仍留在细胞内发挥作用的酶，这些酶在细胞内常与颗粒体结合并有着一定

3、的分布。如线粒体上分布着三羧酸循环酶系和氧化磷酸化酶系，而蛋白质合成的酶系则分布在内质网的核糖体上。酶的发酵生产方式①固体培养发酵:把菌种接入固体培养基中,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.适合于传统发酵工艺及乡镇企业用来生产比较简单的产品。②液体深层发酵:采用液体培养基,置于生物反应器中，经过灭菌、冷却后，接种产酶细胞，在一定条件下，进行发酵，生产得到所需的酶.适合于大规模工业化生产。液体深层发酵优点①液体悬浮状态是很多微生物的最适生长条件②在液体中菌体、

4、营养物、产物易于扩散，便于控制③液体输送方便，易于机械化操作④占地面积小，生产效率高，易进行自动化控制⑤产品易于提取和精制等③固定化微生物细胞发酵和固定化微生物原生质体发酵前者是20世纪70年代后期，在固定化酶的基础上发展起来的发酵技术。是固定在水不溶性的载体上，在一定的空间范围内进行生命活动的细胞。后者是20世纪80年代中期发展起来的技术。是固定在载体上，在一定的空间范围内进行生命活动的原生质体。固定化酶的优缺点优点多次使用可以连续反应纯化简单提高产物质量应用范围广固定化原生质体的优点属于胞内产物的胞

5、内酶等分泌到胞外稳定性较好，可以连续或重复使用较长时间第一节酶生物合成的基本理论提取分离法微生物细胞发酵产酶酶的生产方法生物合成法植物细胞发酵产酶化学合成法动物细胞发酵产酶一、酶的生物合成遗传信息传递的中心法则蛋白质翻译转录逆转录复制复制DNARNA（一）RNA的生物合成--转录(transcription)定义以DNA为模板，以核苷三磷酸为底物，在RNA聚合酶（转录酶）的作用下，生成RNA分子的过程。转录模板启动子（promotor)终止子(terminator)模板链（templatestrand）

6、反意义链(antisensestrand)编码链(codingstrand)有意义链(sensestrand)DNA5´5´3´3´反意义链:指导转录作用的一条DNA链有意义链:无转录功能的一条DNA链.TCGAGTACAGCTCATGCGAGUACGCAURNA聚合酶有意义链反意义链RNAPPi5’5’3’GTPUTPCTPATPUTPRNA在DNA模板上的生物合成3’3’5’RNA的转录过程(三步)1.起始2.延长3.终止原核生物的RNA聚合酶(DDRP)E.coli的RNA聚合酶是由四种亚基组成的

7、五聚体（2）起始因子RNA合成过程起始双链DNA局部解开磷酸二酯键形成终止阶段解链区到达基因终点延长阶段53RNA启动子（promotor)终止子(terminator)5RNA聚合酶5353553离开RNA链的延伸图解3´5´RNA-DNA杂交螺旋聚合酶的移动方向新生RNA复链解链有义链模板链（反义链）延长部位启动子：在DNA分子上，RNA聚合酶识别和结合的核苷酸序列，即转录作用起始的部位。终止子：DNA上的一段核苷酸序列，给RNA聚合酶提供终止转录的信号，

8、也称终止序列。操纵子：转录的功能单位。（调控系统和结构基因的综合）。原核生物的基因组成（1）基因区：操纵子形式存在，但各基因分别有ATG的起始密码子和TAA（TAG、TGA）的终止密码子。（2）启动区：RNApol识别、结合和开始转录的一段DNA核苷酸序列。5′TTGACATATAATA/G3′3′AACTGTATATTAT/C5′-35序列-10序列识别序列Pribnow框转录起点16～19bp5～9bp（3）SD区：在起始密码子ATG上