微生物发酵制药技术.ppt

*;*;*;发酵工程的4个阶段 ;;第三阶段 20世纪40年代初，第二次世界大战爆发，青霉素迅速工业大规摸生产。 深层培养、生产大规模化、多种抗生素、氨基酸、核酸发酵成功。;*;*;*;;初级代谢产物： 与菌体生长相伴随的产物、对菌体生长、分化和繁殖是必须的 氨基酸、核苷酸、维生素、糖类等 菌体对其合成反馈控制严密，一般不过量积累;三、常见的制药用微生物;细菌之大肠杆菌属(Escherichia coli);细菌之短杆菌属(Brevibacterium);;细菌之芽孢杆菌属(Bacillus);细菌之假单胞菌属 (Pseudomonas);细菌之乳酸杆菌属 (Lactobacillus);放线菌;放线菌之链霉菌属 ( Streptomyces );放线菌之诺卡氏菌属 (Norcadia);放线菌之小单胞菌属 (Micromonospora);放线菌之游动放线菌属 （Actinoplanes）;真菌之根霉属(Rhizopus);真菌之曲霉属(Aspergillus);真菌之青霉属(Penicillum);真菌之头孢霉菌属(Cephalosporium);真菌之酵母菌属(Saccharomyces);真菌之其它;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;诱变育种;诱变育种流程;杂交育种;（1）准性生殖育种;准性生殖是指异核体（单个生物个体中含有两种或两种以上基因型）细胞中两个遗传物质不同地细胞核可以结合成杂合二倍体地细胞核。这种杂合二倍体的细胞核在有丝分裂过程中可以发生染色体和单倍体化,最后形成遗传物质重组的单倍体的过程。也就是不经过减数分裂就能导致基因重组的生殖过程。 ;（2）接合育种;（3）原生质体融合育种;;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;四、代谢产物的生物合成 ;次级代谢产物生物合成的基本特征 ;（2）具有种属特异性，与种属分类学无关。分类学上相同的菌种能产生不同结构的抗生素，如灰色链霉菌既可以产生氨基环醇类抗生素，又可以产生大环内酯类抗生素。分类学上不同的菌种能产生相同结构的抗生素，如霉菌和链霉菌均可产生头孢菌素C。一种微生物的不同菌株产生结构不同的多种次级代谢物，而同一菌株会产生一组结构类似的化合物。 ;（3）生长期转向生产期，形态与生理发生变化。次级代谢产物是在细胞生长后期开始形成，当生长受限制时被启动。完成菌体营养生长期（trophophase）之后，出现次级代谢物合成期（idiophase），其生物合成比生长对环境更敏感，要求更高。次级代谢产物是以初级代谢产物为前体，受到初级代谢的调节。可能是缺乏某种营养成分，菌体生长抑制，启动了次级代谢物合成。菌体内中间代谢物积累，抑制了初级代谢酶，使之消失或活性下降，诱导了新酶的出现，转入生产期。芽孢杆菌形成芽孢，放线菌和真菌形成孢子，抗生素合成可能是细胞分化的伴随现象。 ;（4）次级代谢产物是结构相似的一组混合物，但活性差异较大。参与反应的酶的底物特异性不强。产生菌利用一种或两种以上的初级代谢产物合成一种主要的次级代谢产物，并继续对该产物进行修饰生成多种衍生物。一种次级代谢产物可由两种或两种以上代谢途径合成。 ;（5）次级代谢产物的合成受多基因控制。往往以基因簇形式存在。除染色体外，还有细胞质遗传物质，可能存在于质粒、线粒体基因。遗传物质的变异和丢失是导致菌种退化和生产不稳定的重要因素，所以具有代谢不稳定性。;次级代谢产物的构建单位 ;次级代谢产物的生物合成的基本过程;（1）前体聚合;氨基酸的聚合有三种形式：氨基酸活化成磷酸酯，再被酶催化缩合，如谷胱甘肽；蛋白质的核糖体模板合成途径；多酶复合物将氨基酸活化后，按硫模板或非核糖体机理缩合，形成肽链。氨基酸与ATP反应???在羧基上形成腺苷单磷酸酯被激活。氨基酸被转移到酶的巯基上，形成硫酯键。硫酯键断裂，提高能量，使2个氨基酸之间形成肽键（羧基与氨基结合）。依次，形成多肽链。如短杆菌肽S是由2条5肽首尾连接而成。;（2）结构修饰 ;（3）装配 ;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;三、微生物发酵的3种主要操作方式;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*