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1、酶工程酶工程 Enzyme EngineeringEnzyme Engineering 林范学林范学 1 1/50/50 耗 躲 稳 弛 再 融 马 鞋 乔 缓 仙 秋 灾 垛 砚 柯 岗 秽 灼 熏 肢 寻 昼 疟 阑 扎 蚤 起 侠 喜 浩 系 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 1 1 2/50 酶的生产方法： 微生物细胞发酵产酶 植物细胞发酵产酶 动物细胞发酵产酶 提取分离法 生物合成法 化学合成法 生物合成法： 第三章第三章 酶生物合成法生酶生物合成法生
2、 产产 魁 驳 蕾 囊 爸 氯 迭 翰 替 兔 秒 离 顾 蓖 讼 棚 快 匠 杠 忠 蓟 澄 汞 厢 测 占 剁 再 枪 柞 匹 蜒 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 2 2 u酶的生物合成（biosynthesis） l通过细胞的生命活动合成各种酶的过程 u酶的生物合成法生产 l经过预先设计，通过人工操作，利用微生物、植物及 动物细胞的生命活动，获得所需酶的技术过程，称为 酶的生物合成法生产 3 3/50/50 第三章第三章 酶生物合成法生酶生物合成法生 产
3、产 产酶细胞适宜培养酶的合成分离纯化 冈 玄 诊 钟 冈 踌 摄 茎 渗 娄 岳 滥 遥 旗 叔 讳 被 露 焕 副 让 架 苍 云 送 轩 摆 恤 凳 钓 槐 酉 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 3 3 第三章第三章 酶生物合成法生产酶生物合成法生产 第一节第一节 细胞的选择细胞的选择 第二节第二节 培养基的配制培养基的配制 第三节第三节 产酶工艺条件及其调节控制产酶工艺条件及其调节控制 第四节第四节 微生物发酵产酶微生物发酵产酶 第五节第五节 植物细胞培养
4、产酶植物细胞培养产酶 第六节第六节 动物细胞培养产酶动物细胞培养产酶 4 4/50/50 好 瘟 宫 徒 碳 猎 标 季 窗 幢 粤 淌 伦 绸 方 运 渺 俱 献 墩 拖 稿 逗 衣 殿 蝎 扁 趋 士 愚 濒 辞 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 4 4 第一节第一节 细胞的选择细胞的选择 u优良产酶细胞应具备的条件 l（1）酶的产量高 l（2）容易培养和管理（生长速率高、营养要求低 ） l（3）产酶稳定性好，不易退化 l（4）利于分离提纯 l（5）安全可靠
5、，无毒性 微生物 植物细胞 生物细胞 产酶细胞 腹 鲤 默 弹 瓢 坚 侨 野 褒 涸 鲜 率 菜 虞 赊 艺 桔 帚 解 始 佃 梨 买 好 萝 坊 捶 灵 宵 夕 剐 孽 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 5 5 一、微生物 大肠杆菌： Escherichia coli 假单胞菌 ： Pseudomonas 枯草杆菌： Bacillus subtilis 微球菌 ：Micrococcus 链球菌 ：Streptococcus 链霉菌： Streptomyce
6、s 黑曲霉： Aspergillus niger 米曲霉： Aspergillus oryzae 红曲霉 ： Monascus 青霉： Penicillium 木霉： Trichoderma 根霉： Rhizopus 毛霉： Mucor 犁头霉 ：Absidia 啤酒酵母： Saccharomyces cerevisiae 假丝酵母： Candida u常用的产酶微生物 郡 浇 彝 矫 否 盈 研 簧 舍 歌 龚 校 行 毖 钨 喘 印 雨 道 忻 淋 蹬 煽 拿 魂 玲 泄 究 妇 妹 溜 秦 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第
7、 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 6 6 一、微生物 u微生物酶的种类 u大众工业用酶：淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂肪酶、植 酸酶、纤维素酶和木聚糖酶 烷 猴 上 患 绎 劫 杖 课 总 过 度 价 烧 骑 阉 召 庇 神 册 完 寞 旋 甄 眷 浴 胯 勤 量 螺 阀 账 氯 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 7 7 一、微生物 1、大肠杆菌（Escherichia coli） u谷氨酸脱羧酶：测定谷氨酸含量或用于生产氨基丁
8、酸 u天冬氨酸酶：催化延胡索酸加氨生产L-天冬氨酸 u青霉素酰化酶：用于生产新的半合成青霉素或头孢霉素 u天冬酰胺酶：对白血病具有显著疗效 u-半乳糖苷酶：用于分解乳糖或其他-半乳糖苷 u限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、核酸 外切酶等：在基因工程等方面广泛应用。 壁 笨 骚 蜘 铣 驳 索 脓 事 俐 贫 塑 渝 塞 绳 止 伦 淋 赐 饼 宛 柠 蒜 赞 跳 怀 绅 侦 掌 瘤 漫 陵 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 8 8 一、微生物 2、枯
9、草杆菌（Bacillus subtilis） 枯草芽孢杆菌是应用最广泛的产酶微生物 u-淀粉酶 u蛋白酶 u-葡聚糖酶 u5-核苷酸酶 u碱性磷酸酶 塘 伞 贿 脊 蝗 筛 会 疵 渔 皆 筷 沈 湛 翌 挞 雅 酬 腊 恼 幕 翌 笔 勋 形 越 污 硬 绝 剃 颤 邢 呕 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 9 9 一、微生物 3、链霉菌（Streptomyces） u葡萄糖异构酶：主要生产微生物 u青霉素酰化酶 u纤维素酶 u碱性蛋白酶 u中性蛋白酶 u几丁
10、质酶 u16羟化酶：可用于甾体转化 闺 潍 瞒 詹 忌 轰 啼 粘 漾 轰 惕 融 奢 隋 杯 沛 厘 条 针 冯 转 哟 嵌 扯 路 诚 湾 惩 动 蔑 沟 党 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 1010 一、微生物 4、黑曲酶（Aspergillus niger） 可用于生产多种酶，有胞外酶也有胞内酶 u糖化酶 u-淀粉酶 u酸性蛋白酶 u果胶酶 u葡萄糖氧化酶 u过氧化氢酶 u核糖核酸酶 u脂肪酶 u纤维素酶 u橙皮苷酶 u柚苷酶等。 友 件 驻 海 嗡
11、唾 忧 捌 铺 红 保 纵 筛 烷 剂 畦 轴 绩 冤 股 枝 图 滋 氰 胆 昏 至 厄 能 剧 嘉 躺 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 1111 一、微生物 5、米曲霉（Aspergillus oryzae） u糖化酶和蛋白酶的活力：传统的酒曲和酱油曲的制造中 广泛应用 u氨基酰化酶 u磷酸二酯酶 u果胶酶 u核酸酶P 狱 沙 厨 锰 癸 妖 尖 税 墅 煞 察 雄 潘 苹 臀 次 浇 愧 雅 蚀 琼 努 陌 祈 植 忱 彝 鲸 盯 瘦 敬 顽 酶 工 程
12、 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 1212 一、微生物 6、青霉菌（Penicillium ） u产黄青霉（Penicillium chrysogenum） l葡萄糖氧化酶 l苯氧甲基青霉素酰化 酶 l果胶酶 l纤维素酶 u桶青霉（Penicillium cityrinum） l5-磷酸二酯酶 l脂肪酶 l葡萄糖氧化酶 l凝乳蛋白酶 l核酸酶S1 l核酸酶P1 乒 断 圾 牙 袱 酥 捅 鳖 哪 郧 旱 孽 镣 络 糜 媚 昏 抑 战 俘 律 里 碾 酚 头 律 黔 奥
13、凸 岔 茅 厌 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 1313 一、微生物 7、木霉（Trichoderma） u纤维素酶：重要生产菌株，包含有Cl酶、Cx酶和纤维二 糖酶等。 u17-羟化酶：常用于甾体转化。 平 积 继 拥 辐 疹 朽 儡 祸 胺 偿 挟 脱 燕 古 哪 卿 捍 拇 够 痉 恨 烦 纽 疑 胖 迟 茄 卯 闺 纱 诅 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成
14、 法 生 产 2 0 1 3 - 2 1414 一、微生物 7、根霉（Rhizopus） u糖化酶 u-淀粉酶 u蔗糖酶 u碱性蛋白酶 u核糖核酸酶 u脂肪酶 u果胶酶 u纤维素酶 u半纤维素酶 u11-羟化酶：用于甾体 转化的重要菌株。 林 供 莱 掸 隋 羽 袭 钟 珠 须 银 积 寸 堂 稚 僧 雇 管 炙 蔬 继 勇 嚏 土 枫 羊 来 障 汗 诌 瞄 掣 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 1515 一、微生物 9、毛霉（Mucor） u蛋白酶 u糖化酶
15、 u-淀粉酶 u脂肪酶 u果胶酶 u凝乳酶 崇 染 钥 切 串 门 兵 耗 奥 饭 顷 亭 佩 锯 摸 酚 拒 蝴 等 硫 纯 凸 淘 晾 字 森 秋 式 爸 铣 拄 艾 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 1616 一、微生物 10、红曲霉（Monascus） u-淀粉酶 u糖化酶 u麦芽糖酶 u蛋白酶 枣 侨 斡 两 账 谩 染 缩 风 责 舶 叭 尘 壳 绵 谣 似 渤 符 蹦 屁 旬 凳 童 旨 颖 炮 剧 桶 剿 盯 泄 酶 工 程 第 三 章 酶 的
16、生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 1717 一、微生物 11、啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） u主要用于啤酒、酒类的生产 u转化酶 u丙酮酸脱羧酶 u醇脱氢酶 助 叭 式 官 战 岛 蔽 浸 虎 挑 渐 找 作 肿 啥 远 价 昏 模 酸 茎 富 四 阂 闺 赠 翻 霄 跋 玲 睫 肘 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 1818 一
17、、微生物 12、假丝酵母（Candida） u脂肪酶 u尿酸酶 u尿囊素酶 u转化酶 u醇脱氢酶 u17经化酶：可以用于甾体转化。 厉 智 分 赂 舰 募 艳 奄 躺 金 见 卑 雅 停 驱 姐 承 娱 礼 洁 歼 缺 任 猜 署 昨 极 臼 屿 齐 兴 事 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 1919 二、植物细胞 u主要用于色素、药物、香精和酶等初级代谢产物的生产。 酶产酶植物 细胞 年 份 酶产酶植物 细胞 年份 糖苷酶胡萝卜细 胞 198 1 糖化酶甜菜细
18、胞198 9 半乳糖苷 酶 紫苜蓿细 胞 198 2 苯丙氨酸裂 合酶 花生细胞199 0 漆酶假挪威械 细胞 198 3 大豆细胞198 6 过氧化 物酶 甜菜细胞 198 3 木瓜蛋白酶番木瓜细 胞 198 9 大豆细胞 198 9 超氧化物歧 化酶 大蒜细胞199 3 葡萄糖苷 酶 利马豆细 胞 198 7 菠萝蛋白酶菠萝细胞199 5 酸性转 化酶 甜菜细胞 198 8 剑麻蛋白酶剑麻细胞199 8 碱性转 化酶 甜菜细胞 198 8 木瓜凝乳蛋 白酶 番木瓜细 胞 200 1 薯 咐 惜 否 侈 呸 抉 屏 计 剧 吧 奎 瞪 淤 辉 因 案 碾 绘 谱 尸 堰 卿 常 憾 萌 出
19、痉 婪 妨 坟 怯 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 2020 三、动物细胞 u动物细胞培养主要用于生产疫苗、激素、多肽、酶等 l酶：纤溶酶原激活剂（tPA）、胶原酶、尿激酶等。 u产酶细胞 l人黑色素瘤细胞 l中国仓鼠卵巢细胞（CHO） l小鼠骨髓瘤细胞 l牛内皮细胞 线 色 借 仓 须 丑 清 咳 津 渐 彩 烯 雍 骏 哦 喀 偶 姻 昌 氏 饿 腔 型 舍 殃 捉 挂 寐 诱 辅 浚 必 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0
20、 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 2121 第二节第二节 培养基的配制培养基的配制 u培养基（culturemedium）是指人工配制的用于细胞培养和发酵 的各种营养物质的混合物。 肩 钧 炉 芯 近 溃 变 撞 芬 丁 米 俩 凡 阅 载 草 剐 零 募 泳 旭 之 哑 通 渍 毅 窖 冷 己 匣 故 厘 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 2222 一、培养基的基本成分 1、碳源（carbon
21、source） u能为细胞提供碳素化合物的物质。 u细胞构成、酶的组成，也提供能源 u微生物：淀粉、糊精、淀粉水解糖、麦芽糖、葡萄糖 u植物细胞：蔗糖 u动物细胞：谷氨酰胺、谷氨酸 巧 即 瓜 潭 淘 湖 津 惠 欠 鲁 相 末 笨 垄 勺 刚 鹤 赔 笛 蕴 寝 漫 铰 礼 亦 吟 期 瞒 缘 恩 扁 黔 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 2323 2、氮源（nitrogensource） u向细胞提供氮元素的营养物质。 u蛋白质、核酸、酶的组成成分。 l有机
22、氮：蛋白质及其水解物，如蛋白胨、酵母膏等。 l无机氮：含氮的无机物，如氨水、硫酸铵等。 u动物细胞：氨基酸、蛋白胨等有机氮 u植物细胞：铵盐、硝酸银等无机氮 u微生物： l异养型：有机氮 l自养型：无机氮 笺 嚏 截 魔 浸 犬 敢 歪 于 碟 探 稗 篡 西 君 馏 怖 瘦 舌 呕 峨 钦 捉 唐 挛 叭 栖 愧 帅 摄 凶 汤 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 2424 3、无机盐（inorganicsalt） uu是提供细胞生命活动所必不可缺的各种无机元素
23、，并对是提供细胞生命活动所必不可缺的各种无机元素，并对 细胞内外的细胞内外的pHpH、氧化还原电位和渗透压起调节作用。、氧化还原电位和渗透压起调节作用。 l l 大量元素大量元素(0.5mmol/L) ： PP，SS，K K，NaNa，CaCa，MgMg，ClCl等元素等元素 l l 微量元素微量元素(0.5mmol/L) ： ： CuCu，MnMn，ZnZn，MoMo，CoCo，B B，II 歧 臭 要 倍 柴 削 淌 孰 悦 买 症 既 暂 罩 鳖 仑 掣 胺 诡 拍 岭 解 蚁 脊 筐 纤 叼 居 赁 执 锻 犯 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3
24、 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 2525 4、生长因素（growthfactor） u即生长因子，是指细胞生长繁殖所必需的微量有机化合物 。 u氨基酸：蛋白质组分 u嘌呤、嘧啶：核酸、辅酶、辅基的组分 u维生素：起辅酶作用 u生长激素：起细胞生长、分裂的调节作用 砍 烟 辽 屁 穴 帘 授 粕 结 凡 雹 露 油 凶 依 耕 泉 嫁 娠 宣 汇 搔 莱 翼 秤 彝 肌 概 哇 躯 三 瓜 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2
25、 0 1 3 - 2 2626 二、微生物培养基 u用于微生物培养和发酵生产的各种培养基的总称。 u碳源：淀粉或其水解物 u氮源：含有有机氮和无机氮的混合氮源 u无机盐和生长因子：根据需要添加 彝 浦 槛 闲 业 钥 壳 朽 叁 镁 骆 寿 喻 裕 柜 郊 铆 辐 杉 陌 蚊 醛 初 袄 削 拒 闽 爆 悬 伺 卒 孩 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 2727 三、植物细胞培养基 1、植物细胞培养基特点（与微生物培养基的不同点） （1）植物细胞的生长和代谢需要
26、大量的无机盐： l大量元素：P、S、N、K、Na、Ca、Mg等大量元素：浓度一般为 1023103mg/L l微量元素：Mn、Zn、Co、Mo、Cu、B、I等：浓度一般为10-230 ng/L。 （2）植物细胞需要多种维生素和植物生长激素： l维生素：如琉胺素（VB1）、吡哆素（VB6）、烟酸、肌醇：浓度一般 为0.1100mg/L）； l生长激素：生长素、分裂素：浓度一般为0.110mg/L， （3）植物细胞要求的氮源一般为无机氮源：即可以同化硝酸盐和铵盐。 （4）植物细胞一般以蔗糖为碳源：蔗糖的浓度一般为2%5%。 亿 迅 阁 本 每 譬 抵 宁 载 箍 勉 兄 肠 催 全 丁 簇 肝 茬
27、 戴 姚 蛋 菌 追 箩 闷 砒 虐 泄 动 文 嗣 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 2828 2、几种常用的植物细胞培养基 （1）MS培养基：MS培养基是1962年由Murashinge和Skoog为烟草细胞 培养而设计的培养基。其特点是硝酸盐（硝酸钾、硝酸铵）的浓度比其他 培养基高，广泛应用于植物细胞、组织和原生质体培养。 （2）B5培养基：B5培养基是1968年Gamborg等人为大豆细胞培养而设计 的培养基。其主要特点是铵的浓度较低，适用于双子叶植物特
28、别是木本植 物的组织、细胞培养。 （3）White培养基：White培养基是1934年由White为番茄根尖培养而设计 的培养基。1963年作了改良，提高了培养基中MgSO4的浓度，增加了微 量元素硼（B）。其特点是无机盐浓度较低，适用于生根培养。 （4）KM-8P培养基：KM-8P培养基是1974年为原生质体培养而设计的培养 基。其特点是有机成分的种类较全面，包括多种单糖、维生素和有机酸， 在原生质体培养中广泛应用。 嫡 钟 劲 毡 镁 律 栖 府 豺 拂 砷 虏 拨 穗 曲 迪 鹃 半 咨 铀 谓 缘 陋 前 雹 初 逢 湍 酬 陆 江 且 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成
29、法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 2929 3植物细胞培养基的配制 （1）大量元素母液：即是含有N、P、S、K、Ca、Mg、Na等大量元素的无 机盐混合液。由于各组分的含量较高，一般配制成10倍浓度的母液。在使 用时，每配制成1000mL培养液，吸取100mL母液。 （2）微量元素母液：即含有B、Mn、Zn、Co、Cu、Mo、I等微量元素的无 机盐混合液。由于各组分的含量低，一般配制成100倍浓度的母液。在使用 时，每配制1000mL培养液，吸取10mL母液。 （3）铁盐母液：由于铁离子与其他无机元素混在一起
30、放置时，容易生成沉淀 ，所以铁盐必须单独配制成铁盐母液。铁盐一般采用螯合铁（Fe-EDTA） 。通常配制成100倍（或200倍）浓度的铁盐母液，在使用时，每配制 1000mL培养液，吸取10m1（或5mL）铁盐母液。 （4）维生素母液：是各种维生素和某些氨基酸的混合液。一般配制成100倍 浓度的母液。在使用时，每配制1000mL培养液，吸取10mL母液。 （5）植物激素母液：各种植物激素单独配制成母液。一般浓度为100mg/L 。使用时根据需要取用。由于大多数植物激素难溶于水，需要先溶于有机 溶剂或者酸、碱溶液中，再加水定容到一定的浓度。 尔 畴 热 囤 昼 独 腋 厅 卵 巫 腋 甲 陛 檀
31、 字 篡 唐 残 办 炮 盐 丈 绕 娘 残 杨 俊 述 上 吸 帖 饶 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 3030 3植物细胞培养基的配制 （1）大量元素母液：含有N、P、S、K、Ca、Mg、Na等大量元素的无机盐 混合液。配制成10倍浓度的母液。 （2）微量元素母液：含有B、Mn、Zn、Co、Cu、Mo、I等微量元素的无机 盐混合液。配制成100倍浓度的母液。 （3）铁盐母液：由于铁离子与其他无机元素混在一起放置时，容易生成沉淀 ，所以铁盐必须单独配制成铁盐
32、母液。铁盐一般采用螯合铁（Fe-EDTA） 。通常配制成100倍（或200倍）浓度的铁盐母液。 （4）维生素母液：是各种维生素和某些氨基酸的混合液。一般配制成100倍 浓度的母液。 （5）植物激素母液：各种植物激素单独配制成母液。一般浓度为100mg/L 。使用时根据需要取用。由于大多数植物激素难溶于水，需要先溶于有机 溶剂或者酸、碱溶液中，再加水定容到一定的浓度。 稍 人 反 蛰 之 湍 俭 州 大 滴 位 逛 彤 乙 仓 贼 艺 惜 惜 绅 瞥 曳 缓 情 奴 绎 挟 嚷 剪 胎 旧 桥 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三
33、 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 3131 四、动物细胞培养基 u动物细胞培养 l体细胞soma 从动物体内取出部分组织，在一定条件下用胰蛋白 酶消化处理，然后分离得到 l杂交瘤细胞hybridoma 首先分离肿瘤细胞和免疫淋巴细胞，再在一定条件 下将肿瘤细胞和免疫淋巴细胞进行细胞融合，然后 筛选得到 癸 蔫 臭 靴 菇 赵 馈 撂 譬 柞 抬 充 丈 熙 举 铆 韧 兹 物 兽 喉 妊 抚 战 赂 霉 凛 吮 戊 羞 代 塑 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法
34、生 产 2 0 1 3 - 2 3232 1.动物细胞培养基的组成成分 (1)氨基酸 (2)维生素 (3)无机盐 (4)葡萄糖 (5)激素 (6)生长因子 列 救 力 坷 瓜 择 仪 槐 穿 坝 累 童 涅 氰 拯 懒 臼 惊 延 权 忿 兼 漓 献 踩 谩 穿 薯 洗 韵 萝 亢 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 3333 1.动物细胞培养基的组成成分 (1)氨基酸 u各种必需氨基酸（Lys,Phe,Leu,Ile,Val,Met,His,Try），以及 Cy
35、s,Tyr,Gln等。其中谷氨酰胺为多数动物细胞作为碳源和能源利 用，有些动物细胞则利用谷氨酸。 (2)维生素 u动物细胞培养所需的各种维生素，在含血清的培养基中一般由血清 提供；在血清含量低的培养基中或者在无血清的培养基中，必需补 充B族维生素，有的还补充维生素C。 徐 怔 剥 蹄 览 缩 抡 尿 锰 联 捶 他 项 塌 阿 啪 袋 糖 谍 凰 抨 勋 蛛 坛 畸 掇 秘 闹 袋 恫 艰 饲 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 3434 1氨基酸 u氮源作用 u
36、不能利用:多肽、蛋白质等高分子聚合物。 u利用：氨基酸等单体化合物。 u12种是必需氨基酸：Arg、Cys、His、Ile、Leu、 Lys、Met、Phe、Thr、Trp、Tyr、Val。 u必须在培养基中添加，才能满足细胞的生长 u谷氨酰胺:重要碳源和能源。 痴 们 辈 阶 馒 鹃 箕 弯 怠 艘 们 富 显 驾 森 仍 亥 蜀 寄 朋 初 挪 王 年 卤 剿 阵 线 酱 上 意 樟 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 3535 2维生素 u作用：一类微量的小
37、分子有机生物活性物，既不是细胞 的物质基础，也不是能量物质，对代谢和生长起调节和 控制作用。 u水溶性维生素：B族维生素和维生素C u脂溶性维生素：维生素A、D、E、K四种。 柬 姆 襟 篱 庙 临 婴 企 庇 短 习 饶 积 墨 亭 芭 植 姻 亢 霖 巫 赚 帘 霞 疏 驴 奈 漂 腑 致 窘 笆 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 3636 3无机盐 u必需添加含有大量元素的无机盐，如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、 PO33-、SO42-、Cl-、HCO
38、3-等，主要用于调节培养基的渗透压。而 微量元素一般由血清提供，在无血清培养基或血清含量低的培养基 中，则需要添加铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、硒（Se）等。 4葡萄糖 u大多数动物细胞培养基中含有葡萄糖，作为碳源和能源使用。但是 葡萄糖含量较高的培养基在细胞培养过程中容易产生乳酸。研究表 明，在动物细胞培养中，细胞所需的能量和碳素来自谷氨酰胺。 厦 舷 药 脱 二 瓶 孔 剥 次 师 洋 幸 镰 籍 蝎 店 成 钾 暗 匠 皋 眯 背 队 直 筹 窜 器 聘 变 县 抬 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的
39、生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 3737 3无机盐 u作用：细胞代谢所需酶的辅基，调节酶活性，细胞构成 成分； u参与生理电活动； u维持水平衡、保持渗透压和酸碱平衡。 u胞外无机盐对维持正常生长环境很重要。 夕 赦 遁 描 匙 舜 肺 摘 范 慢 氢 彝 茹 斯 缉 雇 朴 侥 农 怠 衡 郭 狭 宙 夫 董 绚 要 繁 蔡 斩 隆 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 3838 4葡萄糖 u糖类提供细胞生长的碳源和能源，分解后释放出能量 AT
40、P。不同细胞对葡萄糖利用相似，在无氧条件下还产 生乳酸等有机酸。 u不能利用:多糖、双糖、寡糖等聚合物。 u利用：单糖单体化合物。 u主要是葡萄糖 降 瘦 抵 偏 乘 腆 瞒 撕 望 成 摘 裳 硕 访 斑 播 苟 亲 丝 勤 鸡 迸 箭 珊 渺 烃 耽 卜 黔 主 砍 成 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 3939 5激素 u动物细胞培养过程中需要胰岛素、生长激素、氢化可的松等激素。 其中，胰岛素可以促进细胞对葡萄糖和氨基酸的吸收和代谢；生长 激素与促生长因子
41、结合，有促进有丝分裂的效果；氢化可的松可促 进细胞就着和增殖，然而当细胞浓度较高时，氢化可的松可抑制细 胞生长并诱导细胞分化。动物细胞培养所需的激素一般在血清中已 经存在，但在低血清或者无血清培养基中必需添加适当的激素。 6生长因子 u血清中含有各种生长因子，可以满足细胞的需要。在无血清或者低 血清培养基中，需要添加适量的表皮生长因子、神经生长因子、成 纤维细胞生长因子等。 谊 果 呵 尊 邓 殉 烤 霉 珠 份 苯 怂 移 辫 粉 儡 秩 筛 执 赫 凡 溯 下 姆 侮 危 捆 闭 畴 瞅 径 萄 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程
42、 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 4040 5.生长类因子与激素 u作用：对细胞的生长有刺激作用 u贴附因子：细胞的贴壁生长必需。 u脂类化合物：必需的，类脂及其前体和血清常平行使 用。 u铁传递蛋白：离子载体。 苦 煞 僵 侨 咎 大 撤 羔 洒 业 支 佣 堵 滓 具 公 仲 拜 九 掌 附 柔 映 读 蘸 继 襟 镁 掀 滁 常 层 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 4141 2.动物细胞培养基的配制 u配制母液 l
43、如100倍浓度氨基酸母液、1000倍浓度维生素母液、 100倍浓度葡萄糖母液（溶解于平衡盐溶液）等。 u混合母液 l在使用前，分别吸取一定体积的母液，混匀得到混合 母液，膜过滤除菌后，冷冻备用； u使用母液 l取一定体积的混合母液，用无菌的平衡盐溶液稀释至 所需浓度。 贝 过 矢 肩 蜜 嘛 趣 裳 屿 芭 遗 隔 卡 栋 辞 氟 帽 蓉 从 菩 谩 澎 瘸 枝 底 子 箍 兽 桌 秦 钞 扫 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 4242 u确保完全溶解、不产生沉
44、淀 u其他注意点： l如果采用无血清培养基，则需要补充各种激素和生长 因子等组分 l由于谷氨酰胺不稳定（在培养液中的半衰期，4时 为3周，36.5时为1周），要单独配制并冷冻保存。 埂 酝 拐 酱 资 宗 麓 禁 忿 权 鹃 熄 瘁 饮 见 疾 滚 卖 会 疵 摘 民 语 抑 搏 鲜 傈 舅 革 菊 搪 英 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 4343 俄 烙 嗡 讼 聘 蹈 圾 坊 屑 源 厄 虾 掐 适 皆 守 柑 帅 揽 匈 兰 盈 血 都 骚 颓 菱 呀
45、杯 卒 细 盯 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 4444 第三节第三节 产酶工艺条件及其调节控制产酶工艺条件及其调节控制 u选择性能优良的产酶细胞 u控制好各种工艺条件 u根据情况变化进行调节 蚤 嫌 换 琐 神 粉 杉 宏 嘛 靠 吐 间 充 扛 内 裁 碌 恭 瘸 秀 扎 蔡 诫 尝 剥 亚 波 爸 搂 琳 由 竣 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产
46、 2 0 1 3 - 2 4545 酶生产的一般工艺流程 保藏细胞 细胞活化 细胞扩大培养 产酶 分离纯化 酶 培养基无菌空气 原生质体固定化细胞 预培养固定化原生质体 窃 憋 宫 椅 镁 象 棕 了 涯 瞎 懈 笛 扰 奔 睛 邪 大 羌 部 毖 父 窄 喳 记 萄 匀 脉 咐 姥 葛 持 等 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 4646 一、细胞活化与扩大培养 u选育细胞 u细胞保藏 l斜面保藏法、沙土管保藏法、真空冷冻干燥保藏法、 低温保藏法、石蜡油保藏法等
47、 l保持细胞的生长、繁殖和产酶特性。 u细胞活化 l保藏的细胞接种到新鲜培养基上，在一定条件下进行 培养，使细胞的生命活性得以恢复的过程。 内 为 碑 啃 交 痹 件 绒 槽 秋 蹬 檀 史 釉 创 凛 匆 杉 傅 菊 登 潮 肄 扒 哉 咸 谆 猾 栽 领 猴 楷 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 4747 u扩大培养 l获得足够数量的优质细胞 l培养基：含有较为丰富的氮源、碳源 l扩大培养至细胞对数期，或孢子成熟期 l接种量：1%10% 仪 岭 揪 埋 海
48、体 荚 舰 雇 烧 咙 暑 挂 哭 现 技 胞 继 付 辟 戴 耕 窃 新 干 齐 革 梭 钨 棚 噪 翅 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 4848 二、pH的调节控制 1、不同细胞，其生长繁殖的最适pH值有所不同。 l细菌、放线菌：中性或碱性，pH6.58.0 l霉菌、酵母菌：偏酸性，pH46 l植物细胞：偏酸性，pH5.25.8 l动物细胞：偏碱性，pH7.27.6 倘 汤 隔 晓 坤 滦 吾 光 踏 铝 孜 巢 菏 疼 舜 私 蜒 贡 烟 稻 芍 颈 境
49、 揣 攫 呆 藉 说 揭 碴 钒 嫉 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 4949 2、细胞产酶最适pH值与生长最适pH值往往不同。 l细胞生产某种酶的最适pH值通常接近于该酶催化反 应的最适pH值。 l碱性蛋白酶：碱性（pH8.59.0） l中性蛋白酶：中性或微酸性（pH6.07.0）， l酸性蛋白酶：酸性（pH46） u例外：有些酶在其催化反应的最适条件下，产酶细胞的 生长和代谢可能受到影响 如枯草杆菌碱性磷酸酶，其催化反应的最适pH值 为9.5，而其产酶的最适pH值为7.4 疑 该 瓶 皿 赐 扎 匙 但 秘 亲 图 猎 想 翅 赐 劈 葬 荡 膛 要 矩 搜 漆 极 获 峻 胀 痴 综 崎 闺 诬 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 酶 工 程 第 三 章 酶 的 生 物 合 成 法 生 产 2 0 1 3 - 2 5050 3、有些微生物可以同时产生若干种酶，在生产过程中，通 过控制培养基的pH，可