酶的生物合成与发酵生产教学课件电子教案全套课件.pptxVIP

酶的生物合成与发酵生产 ; 第一节 酶生物合成及调节 一、酶的生物合成 ;（一）RNA的生物合成--转录(transcription);转录模板;;RNA的转录过程(三步); ;RNA合成过程;RNA链的延伸图解; 定义 以mRNA为模板，以氨基酸为底物，在核糖体上通过各种tRNA、酶和辅助因子的作用，合成多肽链的过程。;;; 蛋白质的合成过程 （大肠杆菌）;氨基酸的活化与转运;在核糖体上合成多肽（三阶段）;肽链合成的起始阶段;;肽链合成的延伸阶段;;肽链合成的终止阶段;;二、酶生物合成的调节 ; 操纵子——基因表达的协同单位;基因操纵子调节系统示意图;　;;操纵基因（Operater gene）: 位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，能特异性地与调节基因产生的变构蛋白结合，操纵酶合成的时机与速度。 结构基因（Structural gene）: 决定某一多肽的DNA模板，与酶有各自的对应关系，其中的遗传信息可转录为mRNA，再翻译为蛋白质。;(二) 酶合成调节的类型 1.诱导 (induction) 组成酶：细胞固有的酶类。 诱导酶：是细胞为适应外来底物或其结构类似 物而临时合成的一类酶。 2.阻遏 (repression) 分解代谢物阻遏(catabolite repression) 反馈阻遏(feedback repression);（三）酶合成的调节机制 1. 酶合成的诱导 加进某种物质，使酶生物合成开始或加速进行。 酶合成诱导的现象： 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）大肠杆菌生长在乳糖培养基上时，细胞内有上述三种酶合成； （3）表明菌体生物合成的经济原则：需要时才合成。;调节基因; 2.末端产物阻遏 由某代谢途径末端产物的过量累积引起的阻遏。 酶合成阻遏的现象： 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??的合成，体现了菌体生长的经济原则:不需要就不合成。; 色氨酸操纵子——酶的阻遏 ;酶的诱导和阻遏操纵子模型;调控方式;3.分解代谢物阻遏;分解代谢物阻遏现象： 实验：细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基上生长，优先利用葡萄糖。待葡萄糖耗尽后才开始利用乳糖，产生了两个对数生长期中间隔开一个生长延滞期的“二次生长现象”(diauxie或biphasic growth）。;分解代谢物阻遏;三、提高酶产量的策略 （一）菌种选育（一劳永逸） 1.诱变育种 (1) 使诱导型变为组成型——选育组成型突变株 (2)使阻遏型变为去阻遏型 选育营养缺陷型突变株 解除反馈阻遏 选育结构类似物抗性突变株 解除分解代谢物阻遏——选育抗分解代谢阻遏突变株 2. 基因工程育种 ;（二）条件控制 1. 添加诱导物 加入酶产物，底物或者其他物质都有可能诱导。 酶的底物类似物最有效。 2. 降低阻遏物浓度 诱导和阻遏没有明显界限 除去终产物 产物阻遏 添加阻止产物形成的抑制剂 避免使用葡萄糖 分解代谢物阻遏 避免培养基过于丰富 添加一定量的cAMP(链接）;cAMP;3.添加表面活性剂 离子型 对细胞有毒害作用 表面活性剂 Tween－80 非离子型 TritonX－100 非离子型增加细胞通透性， 4. 添加产酶促进剂 植酸钙镁，聚乙烯醇等 ; 第二节 酶发酵动力学 一、细胞生长动力学 在分批培养(batch culture)过程中，细胞生长一般要经历延迟期、指数生长期、减速期、静止期和衰亡期5个阶段。;; 营