生物催化与生物转化I.pptVIP

虾青素的提取分析检测（胞内产物） 蒸馏水或柠檬酸自溶法 机械破碎后溶剂提取法 进行灭活处理，灭活酵母，调整pH后加入芽孢杆菌 有机溶剂提取法：甲醇、乙酸、二甲亚砜、丙酮和石油醚 避免光、热、氧等的破坏作用 TLC法分析：25%的丙酮和75%的正己烷 HPLC法： 50%正己烷和50%醋酸乙酯 虾青素的应用 作为抗氧化剂 作为抗癌变预防治疗剂 作为防晒剂 作为眼病的治疗剂和预防剂 增强免疫功能 作为饲料添加剂 作为食品和化妆品着色剂 例：将合成与四环素类似结构的聚酮体基因蔟克隆至含有D-橄榄酸基因产生菌S. fradiae，可产生糖苷化的四环素。 将megosamine合成基因簇克隆至红霉素产生菌，可以产生巨霉素 酮酯类化合物对大环内酯耐药菌比较有效，C12位羟基化是酮内酯进一步被肼基取代的必要过程 （8）体外表达系统 DEBS1+TE、DEBS1+单元3+TE或DEBS3+TE系统均能在体外合成相应产物，而且可以接受两种构型的底物形成两种构型的化合物。 组合生物合成的表达系统 载体系统 其他较新的聚酮类化合物基因簇及进行基因组合生物合成的可能性 1 埃波霉素 基因簇含有9个单元PKS、22个开放阅读密码框和1个非核糖体肽合成酶组成 用基因突变或缺失可进行埃波霉素的改造，如使2MT域缺失，可以获得4-单甲基依普希隆。 2 拉伐他汀 基因簇由两个PKSI型酶、拉伐他汀的九酮体合成酶和二酮体合成酶组成。 3 海洋微生物中的PKS基因 海洋微生物中分离到产生肠菌素和wailupemycin两种三维结构的聚酮体化合物。 非核糖体多肽合成酶类型基因组合生物合成 许多具生物活性、分子量较小的多肽的合成是由非核糖体多酶体系介导。 NRPS是由四种以上多功能酶组成，包括活化、起始、延伸、终止。 NPRS首先将氨基酸活化为腺嘌呤核苷酸，然后将氨基酸缩合至酶的SH基团，再逐步聚合成多肽。最后由硫酯酶环化和从酶系中将肽链释放。 微囊藻素生物合成基因簇由10个ORF组成，6个多功能酶负责前体的掺入，生物合成过程有非通常功能的酶的参与，因而形成一些特殊的结构。 组合生物合成存在的问题 多酶体中经组合的前一酶系所产生的中间体有时不能被下一酶系所接受，影响了终产物的形成。 宿主的限制修饰系统 产物的后修饰需要综合考虑基因组合改变原来酶系对底物的特异性和对新产物后修饰酶的可塑性 生物学与化学的有机组合 链霉菌的基因转化系统尚未成熟 发展体外蛋白系统 广泛的开发基因资源 第七章 胡萝卜素的生物合成 胡萝卜素生物合成的基因工程 胡萝卜类色素广泛分布于藻类、植物和一些细菌包括蓝细菌，已知结构的胡萝卜素已经超过600多个，其主要用途是作为维生素A的营养源、动物饲料色素、化妆品等，同时也发现具有抑癌活力和防止慢性疾病功能。 生物合成途径的基因和酶 迄今为止，已经有150个以上的基因，编码24个不同crt酶已从细菌、植物、藻类和真菌分离。 利用已经克隆出来的合成基因可以在重组微生物中构建一系列的胡萝卜素。 为了扩大结构不同的胡萝卜素，将不同的合成基因进行组合后在E.coli中进行表达 将合成胡萝卜素前体的另一个途径的基因，包括参与IDP合成的1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶和idi在E.coli中过量表达，B-胡萝卜素和玉米黄质可达到1.5mg/g干重。 微藻酮基胡萝卜素的产生 （1）Phaffia rhodozyma (2) 董氏藻 （3）红球藻 在生长阶段胡萝卜素合成极少，在环境条件影响下，鞭毛细胞变为静孢子时才大量合成虾青素，另外混养条件、缺氮和磷，以及加入氯化钠、乙酸、硫酸亚铁、天门冬县酰胺等可以促进色素的生产。 B-胡萝卜素 (1)B-胡萝卜素在医学上用于维生素A缺乏症和光敏感患者的治疗。 （2）天然B-胡萝卜素是混合型的立体异构体，而化学合成的B-胡萝卜素全为反式结构。 （3）天然B-胡萝卜素在抗癌、防癌等方面和预防心血管疾病等方面有明显作用。 （4） B-胡萝卜素在人体内可抑制肿瘤转移。 （5）B-胡萝卜素具有营养增补剂和食品着色剂的双重功效，被广泛用作饮料、食品及饲料添加剂。 B-胡萝卜素的生产方法 化学合成法 以C14醛为原料的途径 以维生素A为原料的生产途径 天然B-胡萝卜素的生产方法 （1）天然植物中提取 （2）从蚕粪中提取 （3）盐藻法 盐生杜氏藻： 甘油：细胞的渗透调节剂 高光照、强辐射、高含盐量、缺氮、磷、低溶氧 氯化钠：高浓度有利于B-胡萝卜素的积累，但不利于盐生杜氏藻的生长，以色列（15%转入25%） （4）微生物发酵法：真菌和酵母，真菌主要集中在布拉克须霉菌和三孢布拉霉菌 采用两性株混合培养发酵，产生的三孢酸对B胡萝卜素生物合成有促进作用。 添加植物油 虾青素 属于酮式类胡萝卜素，1933年发现，1938年