《微生物发酵产酶》ppt课件

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1、Chapter2TheproductionofEnzymebyFermentationofMicroorganism微生物发酵产酶1酶的生产方法提取分离法血液中提取SOD；木瓜中提取木瓜蛋白酶；动物胰脏中提取胰蛋白酶。来源：器官、组织、细胞。受到生物资源、地理环境、气候条件的影响。生物合成法微生物发酵产酶；（枯草芽孢杆菌生产淀粉酶、蛋白酶、磷酸酶；曲霉产糖化酶等）植物细胞培养产酶；动物细胞培养产酶。化学合成法成本昂贵，效果不好。一般只用于实验室研究2定义：利用微生物的生命活动，获得所需的酶的技术过程。利用微生物产酶主要

2、原因：微生物种类繁多，分布广泛。可以根据不同的需求从环境中筛选出相应的微生物。繁殖迅速、代谢能力强。短时间内可获取大量细胞和酶类。微生物发酵产酶3章节内容一、酶生物合成调节理论三、酶的发酵工艺条件及控制四、酶生产过程的动力学二、产酶微生物4一、酶生物合成调节理论生物体对千变万化的环境采取的一种适应性策略。遵循节约、经济、实用的原则。组成型酶（Constitutiveenzyme）：生物细胞中合成的酶的量比较恒定，这些酶的合成速率变化不大。调节型酶（Regulatedenzyme）：生物细胞中合成的酶的含量变化很大，其合

3、成速率明显受到环境因素的影响。了解生物体的合成调节模式，有利于在酶的生产采取相应的措施以提高酶产量。5调节酶生物合成的方式主要有：转录水平的调节转录产物的加工调节翻译水平的调节翻译产物的加工调节酶降解的调节转录水平的调节是原核生物最常用也最实用的一种调节方式。直接在源头决定产物是否表达。6原核生物的调节理论3.反馈抑制作用2.分解代谢物的阻遏作用1.酶合成的诱导作用生物体采用何种调节模式都存在一定的生物学意义71.酶合成的诱导作用加入某些物质，能够使酶的生物合成开始或者加速进行的现象称之为酶的诱导作用。乳糖操纵子理论（

4、Jocob&Monod,1960）8实验现象：已知与分解利用乳糖相关的酶类有：-半乳糖苷酶(lacZ)、-半乳糖苷透过酶(lacY)和-半乳糖乙酰化酶(lacA)。1.大肠杆菌生长在葡萄糖培养基上时，细胞内上述三种酶基本不合成；2.大肠杆菌生长在以乳糖为唯一碳源培养基上时，三种酶都大量合成，达到细胞总蛋白量的6%~7%左右；3.当再次换回葡萄糖培养基时，三种酶又基本消失；经济性原则：有需要，才合成！！9乳糖操纵子（Jocob&Monod,1960）在原核生物细胞中，多数基因是按照功能相关性而组成基因群共同存在。单

5、个基因群在同一操纵体系下进行表达和调节。对基因表达进行统一控制的完整单元称为操纵子。一个操纵子包括结构基因、调节基因、操纵基因和启动基因等。regulatorpromoteroperatorStructualgene理论支撑10乳糖操纵子模型无乳糖存在的情况下，阻遏蛋白与操纵基因结合，阻碍RNA聚合酶与启动基因的正常结合，转录关闭。乳糖存在的情况下，乳糖在β-半乳糖苷酶的作用下生成别乳糖，与阻遏蛋白结合改变其结构，使之从操纵基因上解离；RNA聚合酶与启动基因结合，开启转录。11在乳糖操纵子中，除阻遏状态（乳糖诱导）与阻

6、遏状态下（无乳糖诱导）的β-半乳糖苷酶的酶产量比例约为1000:1。正常情况下，细胞会本底产生极少量(1~5个)β-半乳糖苷酶和透过酶。用于监测环境中是否存在乳糖，监测到便可将乳糖生成别乳糖进行诱导作用，而打开结构基因的表达。在没有-半乳糖苷酶(lacZ)、-半乳糖苷透过酶(lacY)的情况下，细胞怎样进行乳糖的吸收利用？？12与分解代谢相关的酶常采用这种调节模式，目的就是避免浪费。比如半乳糖操纵子、阿拉伯糖操纵子等。在相关酶的生产中可以考虑加入酶的诱导物，从而提高酶产量。13原核生物的调节理论3.反馈抑制作用2.

7、分解代谢物的阻遏作用1.酶合成的诱导作用142.分解代谢物的阻遏作用指一些物质经过分解代谢产生的物质会阻遏某些酶生物合成的现象；当培养基中含有多种能源物质（比如同时存在葡萄糖和乳糖）时，微生物首先利用易于分解利用的能源物质（葡萄糖），而这种首先被利用的物质的分解可以阻碍微生物对另外一种能源物质的利用。葡萄糖效应（二次生长现象）15实验现象：细菌在只有葡萄糖的培养基中生长的时候，可以利用葡萄糖。细菌在以乳糖为单一碳源的培养基中生长的时候，可以利用乳糖。细菌在葡萄糖和乳糖培养基中生长的时候，只利用葡萄糖，而不利用乳糖！二次

8、生长现象16葡萄糖效应理论乳糖操纵子的启动基因内，除RNA聚合酶结合位点外，还有一个称为CAP-cAMP复合物的结合位点。理论支撑其中，cAMP是环腺苷酸，CAP是称为cAMP受体蛋白，当CAP与cAMP结合为复合物后结合到CAP-cAMP结合位点，激活启动基因，使RNA聚合酶在启动子处能解开DNA双链。17细胞内分解葡萄糖的酶类