发酵工业制药课件.ppt

《发酵工业制药课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章发酵工业制药一、概述发酵工程发酵工程又称为微生物工程，是利用微生物制造工业原料与工业产品并提供服务的技术。发酵工业中的化学反应是通过微生物完整细胞的综合生物化学过程来实现的。发酵工业以某种特定的产物为工艺的目的物，这就要求微生物细胞既能正常生长又能过量地积累目的产物。一、概述发酵工程的四个阶段：第一阶段：20世纪以前时期，传统微生物的发酵过程来生产葡萄酒、酒、醋、酱、奶酪等食品。发现了发酵的本质。“一切发酵过程都是微生物作用的结果”一、概述发酵工程的四个阶段：第二阶段：1900-1940年期间，随着微生物培养技术的不断进步，新的发酵产品不断问世。新产品有酵母、甘油、乳酸、柠檬酸、丁醇和丙

2、酮等。一、概述发酵工程的四个阶段：第三阶段：发酵工业大发展时期，青霉素工业化成功推动了发酵工业的发展。主要标志有深层培养、生产大规模化，多种抗生素、氨基酸、核酸发酵成功，甾体的微生物转化。采用纯种发酵，进行无菌操作，对操作条件有严格的控制，相应地采用较复杂的工艺和装备。一、概述发酵工程的四个阶段：第四阶段：基因工程等高新技术应用阶段。1953年沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型，与此同时，科学家们发现细胞中的“质粒”是能在细菌染色体外进行自我繁殖的细胞质因子，可以说这就是当今基因操作的起点。一、概述发酵工程制药微生物发酵制药是利用微生物进行药物研究、生产和制剂的综合性应用技术科学。微生物

3、药物是指由微生物在其生命活动中产生的具有生理活性的次级代谢产物及其衍生物。这些具有生理活性的次级代谢产物包括具有抗微生物感染和抗肿瘤作用的传统抗生素、酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化物等。一、概述微生物次级代谢产物的生物合成具有以下基本特性：微生物的次级代谢是微生物的生理、生化状态的体现，通常次级代谢产物是在菌体生长后期开始形成，当培养液缺乏某种重要的营养物质而使细胞生长繁殖受到限制时，次级代谢产物的合成才被启动。一、概述微生物次级代谢产物的生物合成具有以下基本特性：次级代谢的生物合成是以初级代谢产物为前体物，并受初级代谢的调节。当与次级代谢产物生物合成有关的初级代谢受阻时，该次级代谢

4、产物不能合成。一、概述微生物次级代谢产物的生物合成具有以下基本特性：一种微生物能够合成多种结构上完全不同的次级代谢产物；相反，不同的微生物也可能合成相同的次级代谢产物。微生物菌种在分类学上的位置与产生的次级代谢产物的结构之间没有明确的内在联系。一、概述微生物次级代谢产物的生物合成具有以下基本特性：合成次级代谢产物的酶系对底物的特异性不强，进行次级代谢的产生菌往往同时合成多种结构类似的次级代谢产物，而且代谢过程中液存在着许多结构相似的次级代谢产物。一、概述微生物次级代谢产物的生物合成具有以下基本特性：在次级代谢产物的合成过程中，有时控制代谢产物生成的基因不仅位于染色体上，也可位于染色体以外的遗传

5、物质（如质粒）中，而且质粒在次级代谢产物生物合成中所起的作用要比在初级代谢产物生物合成大得多。正因为染色体外遗传物质更容易受外界环境的影响而从细胞丢失，所以造成了次级代谢产物生物合成的不稳定性。一、概述微生物药物的分类：抗生素类药物：抗生素是在低微生物浓度下能抑制或影响活的机体生命过程的次级代谢产物及其衍生物。氨基酸类药物：主要针对用于治疗某些针对性的疾病。核苷酸类药物：肌苷酸、5‘-酰苷酸等。维生素类药物：维生素B2、维生素B12等。甾体类激素治疗酶及酶抑制剂：消化类酶抗肿瘤酶类等。二、微生物药物的产生菌1.微生物药物生产中的优点：一、微生物种类繁多，并且生活环境条件复杂多样，从而使得微生物

6、在生理代谢上和遗传上存在其它生物群类无法比拟的多样性，其生活过程中产生的代谢产物也因此多种多样，为我们寻找新药物提供了充分的可能性。二、微生物药物的产生菌1.微生物药物生产中的优点：二、微生物生长快速，并且可以进行大规模的工业化生产。二、微生物药物的产生菌1.微生物药物生产中的优点：三、微生物的遗传背景简单，易于利用各种遗传突变手段，改变微生物的代谢途径和调控方式，使得各种微生物的药用成分能够大量合成，开发价廉物美的药物。二、微生物药物的产生菌1.微生物药物生产中的优点：四、药物的疗效包括两个方面，一是治疗疾病的效果，二是药物的毒性大小。一个好的药物既要求疗效高，同时又要求毒性尽可能的低。微生

7、物代谢产物的广泛多样性为筛选高效低毒药物提供了可能性。并且，随着基因工程技术和组合生物合成技术的发展，甚至能够利用微生物的代谢系统生产出自然界原来不存在的“人工”天然产物。二、微生物药物的产生菌2.药源微生物：半个多世纪的微生物药物的筛选与开发，为人们提供了大量的各种类型的天然化合物，占全部发现的生物活性天然化合物的80%以上。在微生物来源的生物活性天然化合物中大多数是由放线菌（约占70%），尤其