第二章微生物发酵产酶to学生说课.pptVIP

Chapter 2 生物催化剂的来源及发酵生产 酶及产酶微生物的筛选 确定了酶促过程和目标反应过程后，最重要的一步是寻找具有这种催化活性的酶或微生物。 1 从现有商品化酶及储藏的微生物菌种中进行筛选； 世界主要酶试剂供应商有Sigma, Novo Nordisk, Amano 日本: Amano, Asahi, Meito Sangyo, Nagase Sangyo, Oriental Yeast, Osaka Saiken, Takeda Yakuhin,Tanabe Seiyaku, Towa Koso, Toyo Yozo, Wako，Pure Chemical. 英国: Biocatalysts, Biozyme, Chiroscience, Genzyme, ICN Nztional Biochemicals. 美国: Biocatalytics Calbiochem, Miles Laboratories, Sigma Thermogen, Warthington. 丹麦: Hansen, Novo Nardisk. 2 从自然界中搜寻所需要的酶微生物； 3 从已知菌种来源和菌种保藏中心筛选生物催化剂； 4 从基因库筛选。：由一种或几种宿主微生物（如大肠杆菌、芽孢杆菌或酵母）建立一个基因克隆库，只需有限的繁殖方法，筛选更简便。 酶制剂及其应用的发展趋势 酶制剂促进传统产业的绿色化 酶制剂用于高附加值产品的研发 酶制剂应用于清洁能源的生产 酶制剂在环保行业的应用趋势 高新技术应用于酶制剂的生产 微生物产酶 酶生物合成过程基本理论 The biosynthesis process of Enzyme 转录过程 起始位点的识别 recognition 转录起始 initiation 链的延伸 elongation 转录终止 termination 转录后加工 modification 蛋白质的合成过程 肽链合成的起始 initiation 肽链合成的延伸 elongation 肽链合成的终止与释放 termination and release 合成多肽的输送和加工 transport and modification 蛋白质分子的折叠 folding 生物合成进行调节控制 ◇转录水平的调节 ◇转录产物的加工调节 ◇翻译水平的调节 ◇翻译产物的加工调节和酶降解的调节等 根据生物合成类型分两类： 组成型酶（Constitutive enzyme）：生物细胞中合成的酶的量比较恒定，环境对这些酶的合成速率影响不大。如DNA聚合酶、RNA聚合酶、糖酵解途径的各种酶等。 适应型酶（Adaptive enzyme）或调节型酶（Regulated enzyme）：生物细胞中合成的酶的含量变化很大，其合成速率明显受到环境因素的影响。如大肠杆菌β-半乳糖苷酶。 生物体为了适应环境的变化，使代谢过程有条不紊地进行，需要根据各种条件的变化，对各种适应型酶的生物合成进行调节控制。 酶合成诱导的现象—Jacob and Monod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，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。 酶合成阻遏的现象—Jacob and Monod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原则：不需要就不合成。 常见产酶微生物 Common microorganism in Enzyme Production 优良的产酶微生物具备的条件： （1）酶的产量高；发酵周期短, （2）产酶稳定性好； （3）容易培养和管理；不易变异退化 （4）利于酶的分离纯化；最好是产生胞外酶的菌种 （5）安全可靠、无毒性等。对医药和食品用酶,不是致病菌 凡从可食部分或食品加工中传统使用的微生物生产的酶,安全! 由非致病微生物制取的酶,需作短期毒性实验。 非常见微生物制取的酶,需做广泛的毒性实验,包括慢性中毒实验。 ◆产酶微生物: 细菌 放线菌 霉菌 酵母 细菌是在工业上有重要应用价值的原核微生物。在酶的生产中常用的细菌有大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等。 1 大肠埃希氏杆菌，简称为大肠杆菌，是最为著名的原核生物。 Escherich属菌株和大多数大肠杆菌是无害，但也有些致病的. 大肠杆菌的