《酶工程与蛋白质工程》PPT课件第2章 质量工程.ppt

第二章、酶的发酵生产;优良产酶细胞的选育;发酵产酶的基本情况;发酵产酶的基本情况;基因工程菌(细胞)的构建;基因工程菌(细胞)的构建流程;发酵产酶的方式;固体培养发酵;液体深层发酵;液体深层培养需控制的条件;固定化细胞发酵产酶;固定化细胞发酵产酶的特点;原生质体发酵产酶;原生质体发酵产酶的特点;第一节 酶生物合成的基本理论;Reverse transcription;三、酶生物合成的调节;酶生物合成的调节;酶生物合成的调节;1·分解代谢物阻遏作用;解决分解代谢物阻遏作用的方案;2·酶生物合成的诱导作用;3·酶生物合成的反馈阻遏作用;Trp是trp合成途径的终产物，它过量积累对其合成途径中5种酶生物合成起反馈阻遏作用;第二节 常用的产酶微生物;大肠杆菌—多种胞内酶 枯草杆菌—α-淀粉酶等 黑曲霉—多种胞外及胞内酶 米曲霉—糖化酶等 红曲霉—α-淀粉酶等 青霉—5’-磷酸二酯酶和脂肪酶等 木霉—纤维素霉等 根霉—糖化酶、 α-淀粉酶和脂肪酶等 毛霉—蛋白酶、糖化酶和α-淀粉酶等 啤酒酵母—转化酶等 假丝酵母—脂肪酶和尿酸酶等;第三节 发酵工艺条件及控制;一、细胞活化与扩大培养;二、培养基;1、选择适宜的营养物质 2、营养物的浓度及配比合适 3、物理、化学条件适宜 4、经济节约 5、精心设计、试验比较;五大要素：碳源、氮源、无机盐、生长因子、水;构成细胞物质或代谢产物中碳架 ;2·氮源;3、无机盐;无机盐;4 、生长因素;生长因素分述;实验室的常用培养基：《中国菌种目录》等参考书。 细菌： 牛肉膏蛋白胨培养基（或简称普通肉汤培养基）； 放线菌：高氏1号合成培养基培养； 酵母菌：麦芽汁培养基； 霉菌： 查氏合成培养基；;枯草杆菌BF7658α-淀粉酶发酵培养基：玉米粉8%，豆饼粉4%，磷酸氢二钠 0.8%，硫酸铵0.4%，氯化钙0.2%，氯化按0.15%（自然pH）。 黑曲霉糖化酶发酵培养基：玉米粉10%，豆饼粉4%，麸皮1%（pH4.4～5.0）。 游动放线菌葡萄糖异构酶发酵培养基：糖蜜2%，豆饼粉2%，磷酸氢二钠0。1%，硫酸镁0。05% (pH 7.2)。 桔青霉磷酸二酯酶发酵培养基：淀粉水解糖5%，蛋白胨0.5%, 硫酸镁0.05%, 氯化钙0.04%, 磷酸氢二钠0.05%, 磷酸二氢钾0.05% (自然pH)。;三、pH值的调节;有些细胞可以???时产生多种酶，通过控制培养基的pH值，可以改变各种酶之间的产量比例。 例如:用米曲霉生产蛋白酶，培养基pH高时，主要生产碱性蛋白酶，降低pH值，则主要生产中性或酸性蛋白酶。;培养基的pH值在细胞生长繁殖和代谢物产生的过程中会发生变化： 含糖量高的，糖代谢产生有机酸，pH值移向酸性 含蛋白质、氨基酸多的，代谢产生胺类物质，使pH值移向碱性 以硫酸铵为氮源时，随着铵离子被细胞利用，pH值下降 以尿素为氮源时，先尿素被脲酶水解生成氨，pH上升，随着氨被细胞同化而使pH值下降。 磷酸盐的存在，对培养基的pH值起缓冲作用。;在细胞培养和发酵过程中，需对培养基的pH值进行适当的控制和调节。pH值的调节可以通过改变培养基的组分或其比例来实现。必要时可使用缓冲溶液或流加适宜的酸、碱溶液来调控培养基中pH值。 ;通常在生物学范围内每升高10℃，微生物生长速度加快一倍，温度直接影响其生长和酶的合成。;四、温度的调节控制;例;四、温度的调节控制;五、溶解氧的控制;五、影响溶解氧的因素;控制溶解氧方法;六、提高酶产量的措施;诱导物分类;2·控制阻遏物浓度;2·控制阻遏物浓度;3·添加表面活性剂;4. 添加产酶促进剂;第四节 酶发酵动力学;1、酶生物合成的模式;(1)同步合成型－生长偶联型;同步合成型 ;延续合成型 ;中期合成型 ;(4)滞后合成型;摹迨湍坡篆隽骱菩坐髑坛蕾悴粕蓝握稽兔雳悃牦夔曝责舀菩妄痃卖鲨锞奋升号肽啬傧亭疱禾淀趾粮知大沾璨福焖邾觫偷尧丢棕;影响产酶的正负因素;提高产酶率的措施;二、细胞生长动力学;莫诺德动力学模型;游离细胞连续发酵的生长动力学;控制好稀释率，让发酵稳定进行;三、产酶动力学;第五节 固定化细胞发酵产酶;二、固定化细胞发酵产酶的特点;3、可在高稀释率条件下连续发酵;4、发酵稳定性好;5、缩短发酵周期，提高设备利用率;6、产品容易分离纯化;三、固定化细胞发酵产酶的工艺条件控制;1·固定化细胞的预培养;2·溶解氧的供给;3·温度的控制;4·培养基成分的控制;第六节 动、植物细胞发酵产酶;动、植物细胞与微生物细胞特性比较;各类细胞发酵的目的产物;二、植物细胞发酵的特点;植物细胞发酵的基本步骤;发酵生产与直接提取分离相比较;2，缩短周期;3·易于管理，减轻劳动强度;4、提高产品质量;三、植物细胞发酵产酶的工艺条件控制;2、温度和pH值;3、通风与搅拌