酶的发酵生产

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1、第二章酶的发酵生产酶的生产方法提取分离法(Extraction)生物合成(Biosynthesis)化学合成(chemicalsynthesis)SOD-bloodPapain-PapayaChymotrypsin-Pancrea……organ/tissue/cellAmylasefromBacillusProteasefromBacillusPhosphatasefromBacillusGlucoamylasefromAspergillus……PlantcellcultureAnimalcellcultureFewexample前言酶的生物合成：生物体在一定的条件下都能产生多种多样的

2、酶。酶在生物体内产生的过程，称为~。经过预先设计，通过人工操作控制，利用细胞的生命活动，产生人们所需要的酶的过程，称为酶的发酵生产——是现在酶生产的主要方法。酶生物合成的调节(regulation)基因水平的表达控制酶含量的调节操纵子（operon）：是一组功能上相关，受同一调控区控制的基因组成的一个遗传单位。ABEX底物水平的调节酶水平的调节酶活性的调节酶含量的调节酶的定位调节辅助因子调节生长发育的不同时期外界环境变化酶合成与分解速度的变化（基因表达调控）产物调节细胞内酶的调控模式酶在细胞内的含量取决于酶的合成速度和分解速度。细胞根据自身活动需要，严格控制细胞内各种酶的合理含量，从而

3、对各种生物化学过程进行调控。酶浓度调节的化学本质是基因表达的调节。在细胞内，所合成的酶的种类及数量是由特殊的基因信息决定的。DNA所携带的酶蛋白遗传信息，需要通过转录和翻译而合成酶蛋白。在细胞内进行的转录或翻译过程都有特定的调节控制机制，其中转录的调控占主导地位。因此，基因表达的调控主要在转录水平上进行。酶合成诱导的现象—JacobandMonod的工作：已知分解利用乳糖的酶有：-半乳糖苷酶；-半乳糖苷透过酶；硫代半乳糖苷转乙酰酶。实验：1.大肠杆菌生长在葡萄糖培养基上时，细胞内无上述三种酶合成；2.大肠杆菌生长在唯一碳源乳糖培养基上时，细胞内有上述三种酶合成；当换成葡萄糖培养基时

4、，三种酶基本消失；3.表明菌体生物合成的经济原则：需要时才合成。本世纪三十年代，H.Karstrom在对糖代谢过程中的某些酶的合成进行研究时提出：诱导酶与组成酶某些代谢物可以诱导某些酶的合成，是通过促进为该酶编码的基因的表达而进行的，这种现象叫做酶合成的诱导。能诱导酶合成的物质叫诱导物。被诱导合成的酶叫诱导酶。酶合成阻遏的现象—JacobandMonod的工作：实验：1.大肠杆菌生长在无机盐和葡萄糖的培养基上时，检测到细胞内有色氨酸合成酶的存在；2.在上述培养基中加入色氨酸，检测发现细胞内色氨酸合成酶的活性降低，直至消失。3.表明色氨酸的存在阻止了色氨酸合成酶的合成，体现了菌生长的经济

5、原则：不需要就不合成。某些代谢物可以阻止某些酶的合成，是通过阻止为该酶编码的基因的表达而进行的，这种现象叫做酶合成的阻遏。能阻遏酶合成的物质叫辅阻遏物。被辅阻遏物作用而停止合成的酶叫阻遏酶。乳糖操纵子调节基因操纵基因结构基因mRNA酶蛋白阻遏蛋白不能与操纵基因结合，结构基因表达调节基因操纵基因结构基因辅阻遏物trp代谢产物与阻遏蛋白结合，使之构象发生变化与操纵基因结合，结构基因不能表达色氨酸操纵子（酶的阻遏）----------阻遏物和操纵基因的调节用于酶发酵生产的细胞必需具备的条件：发酵周期短、酶的产量高容易培养和管理产酶稳定性好利于酶的分离纯化安全可靠生产酶的细胞：微生物细胞、植物

6、细胞和动物细胞第二章酶的发酵生产2.1微生物发酵生产酶2.2动物细胞培养生产酶2.3植物细胞培养生产酶2.1微生物发酵生产酶大多数酶采用微生物细胞进行发酵生产。2.1.1菌种的获得一、常见产酶微生物微生物特点:种类多，繁殖快，容易培养，代谢能力强。1、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)是芽胞杆菌属细菌，应用最广泛的产酶微生物之一。细胞成杆状，G+。菌落粗糙，不透明，污白色或微带黄色。生产α-淀粉酶、蛋白酶、β-葡聚糖酶、碱性磷酸酶等。2、大肠杆菌(Escherichiacoli)细胞呈杆状，G-，无芽胞，菌落白色、黄白色，光滑，扩展。生产胞内酶（需细胞破碎分离）。谷氨酸脱

7、羧酶天冬氨酸酶苄青霉素酰化酶β—半乳糖苷酶限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、核酸外切酶3、黑曲霉(Aspergillusniger)曲霉属。菌丝体由具横隔的分枝菌丝构成，菌丛黑褐色，顶囊球形，分生胞子球形。生产胞外酶和胞内酶。糖化酶、α-淀粉酶、酸性蛋白酶等。4、米曲霉(Aspergillusoryzae)曲霉属。菌丛一般为黄绿色，后变为黄褐色，分生孢子头呈放射形，顶部囊球形或瓶形，分生孢子球形。生产糖化酶和蛋白酶---我国传统的酒