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酶工程第三章动植物细胞培养产酶

一、概述什么是动、植物细胞培养？动植物细胞在体外条件下的存活或生长。如何获得动、植物细胞？动物细胞：离心分离、杂交瘤技术、胰蛋白酶消化处理。植物细胞：机械捣碎或酶解、诱导愈伤组织、原生质体细胞壁再生。动、植物细胞培养方式？动物细胞：悬浮、贴壁和微载体植物细胞：固体、液体浅层和液体悬浮培养。动物细胞：疫苗、激素、多肽药物、单克隆抗体、酶、皮肤等人体组织、器官等功能性蛋白质。植物细胞：色素、药物、香精、酶等次级代谢物。动、植物细胞培养目的？

例：动物细胞培养获得的产物疫苗(vaccine)人小儿麻痹症、风疹、脑炎、乙肝表面抗原、疱疹、狂犬、某些癌症动物牛病毒性腹泻、犬传染性肝炎、犬瘟病、口蹄疫、猪霍乱、草鱼出血病单克隆抗体ReoPro、Rituxan免疫调节剂干扰素、白细胞活化因子、转移抑制因子、胸腺素激素(hormone)促滤泡激素、生长激素、促间质细胞激素、促黄体激素酶(enzyme)尿激酶、胶原酶、纤维素蛋白酶激活剂、胃蛋白酶、胰蛋白酶

例：植物细胞培养获得的产物名称价格（美元/kg）用途长春新碱1000000抗肿瘤药物长春化碱3500000抗肿瘤药物辅酶Q-10600强心碱吗啡600麻醉剂、镇痛剂当归根油800香料、中药茉莉500-2000香料春黄菊油500香料、药物苦橙花油1125香料可特因650麻醉剂、镇痛剂

表植物、动物、微生物细胞的特性比较细胞种类植物细胞微生物细胞动物细胞细胞大小200～300μm1～10μm10～100μm倍增时间﹥12h0.3h-6h﹥15h营养要求简单简单复杂光照要求大多数要求不要求不要求对剪切力敏感大多数不敏感非常敏感主要产物色素、药物、香精、酶等醇、有机酸、氨基酸、抗生素、核苷酸、酶等疫苗、激素、单克隆抗体、酶等

三者之间的差异主要有：动物细胞、植物细胞的生产周期比微生物长。020403植物细胞和微生物细胞的营养要求较简单。植物细胞动物细胞微生物细胞。01植物细胞的生长以及次级代谢物的生产要求一定的光照。植物细胞和动物细胞对剪切力敏感。0506植物、微生物和动物细胞的主要目的产物各不相同。

0102从天然植物材料中直接提取从大规模培养的植物细胞中提取第一节植物细胞培养产酶

从现成植物材料中提取酶的一般步骤取材→预处理→加提取液捣碎→离心或过滤除去固体物，收集粗酶液→适当浓缩→纯化→成品加工植物细胞培养在离体条件下，将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行振荡培养，得到分散成游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量细胞群体的一种技术。

植物细胞培养的特点缩短周期提高产品质量提高产率易于管理，减轻劳动强度其他对剪切力敏感、生产周期长、生长和代谢需要一定的光照。123456

三、植物细胞发酵产酶的工艺条件及控制生长素、分裂素1-3周1、细胞培养的工艺流程外植体的选择和处理→愈伤组织的诱导→细胞的获取→细胞培养→分离纯化→产物外植体的选择与处理：选择外植体、切取片段、消毒处理。植物愈伤组织直接分离法机械捣碎发：动作轻柔酶分解法：纤维素酶、果胶酶等过滤、离心分离愈伤组织诱导法能迅速增殖、无特定结构和功能的薄壁细胞团外植体半固体培养基灭菌、冷却插入培养25℃愈伤组织分散、接种原生质体再生去除细胞壁后得到的微球体

01植物细胞培养产酶的工艺控制02培养基03温度和pH04通风与搅拌05前体的添加06刺激剂的应用

培养基植物细胞生长需要大量无机盐多种维生素氮源一般为无机氮碳源一般为蔗糖010302

植物细胞培养的温度一般控制在室温范围。温度稍为升高，则对细胞生长有利；而对次级代谢物的积累而言，温度低些为好。即是说，有些植物细胞的最适生长温度和最适发酵温度有所差别。植物细胞培养的pH，一般在微酸性范围，即pH5~6。培养基配制时，pH一般控制在5.5左右。2、温度和pH

3、通风与搅拌4、前体的添加5、刺激剂的应用前体是指处于目的代谢物途径上游的物质。为了提高植物细胞生产次级代谢物的产量，在培养基中添加代谢物的前体或中间产物是有效的方法。刺激剂可以促使植物细胞中的物质代谢朝次级代谢物生成的方向进行，常用的刺激剂是微生物细胞碎片和微生物胞外酶。通过通风和搅拌通入一定氧气，植物细胞需氧不多，过量氧气会带来不良影响。另外要考虑通风和搅拌对植物细胞剪切力的作用。

01第二节动物细胞培养产酶03动物器官中的细胞05悬浮培养、固定化培养02动物细胞培养方法04来自血液、淋巴组织的细胞，肿瘤细胞和杂交瘤细胞等06贴壁培养、固定化培养

2、动物细胞培养的特点（1）动物细胞主要用于各种功能蛋白质和多肽的生产。（2）动物细胞生长慢，倍增时间长。（5）不同细胞采用不同培养方式。（6）动物细胞的