第二章发酵产酶精要.ppt

根据酶的合成与细胞生长之间的关系，可将酶的生物合成分3种模式 生长偶联型： 同步合成型 中期合成型 部分生长偶联型：延期合成型 非生长偶联型：滞后合成型 μm为最大比生长速率, 即不因基质浓度变化而改变的最大μ值; Ks为饱和常数，即在数量上相当于μ=0.5μm时的S值。 Ks值愈小，说明在低基质浓度范围中，S对μ愈为敏感,而保持μm的临界S值愈低 文献阅读 产糖化酶黑曲霉固定化方法比较的研究(open) 第五节 固定化微生物原生质体发酵产酶 原生质是除去细胞壁后由细胞膜及胞内物质组成的微球体。 由于原生质不稳定，通过凝胶包埋法可使之稳定性提高； 可使原来胞内产物分泌到细胞外。 一、固定化原生质体的特点 1、变胞内产物为胞外产物； 2、提高产酶率； 3、稳定性较好； 4、易于分离纯化。 二、固定化原生质体发酵产酶的工艺条件及其控制 （1）渗透压的控制； （2）防止细胞壁的再生； （3）保证原生质体的浓度。 * 酶生物合成的四种类型 比较酶产生与细胞生长的关系,可把酶生物合成模式分成4种类型: 酶生物合成的四种类型 （1）同步合成型： 酶的合成与细胞的生长同步进行 （2）延续合成型： 酶的合成伴随着细胞的生长而开始，生长进入平衡期后，酶又延续合成一段时间 （3）中期合成型 酶的合成在细胞生长一段时间后才开始，进入平衡期后，酶的合成随之停止。 (4) 滞后合成型 当细胞进入平衡期后，才开始并大量积累酶 （1）酶的生物合成可以诱 导，不受分解代谢物 阻遏和反应产物阻遏； （2）当除去诱导物或细胞 进入平衡期后，酶的合成立即停止； （3）酶所对应的mRNA很不稳定。 同步合成型的特点 在单宁（Tannins ）或没食子酸的诱导 （1）酶的合成可以诱导，不受分解代谢物或产物的阻遏； （2）酶所对应的mRNA相当稳定，在生长平衡期后仍可继续较长时间用于酶的合成。 延续合成型的特点 中期合成的特点 （1）酶的合成受到反馈阻遏或分解代谢物阻遏； （2）所对应的mRNA不稳定。 （1）在对数生长期不合成酶（可能是受到分解代谢物阻遏的影响）； （2）所对应的mRNA稳定性高。 滞后期合成型的特点 （1）mRNA的稳定性； （2）培养基中阻遏物存在与否。 总结：影响酶生物合成的模式的主要因素是： （1）mRNA稳定性高，细胞停止生长后继续合成其所对应的酶； （2）mRNA稳定性差，酶的合成随着细胞停止生长而终止； （3）受某些物质阻遏，细胞生长一段时间或在平衡期后（解除阻遏），开始合成酶。 （4）不受某些物质阻遏，酶的合成随着细胞生长而同步增长。 规 律： （1）选择最理想的酶合成模式——延续合成型； （2）改造非理想模式 A、同步合成型：适当降低发酵温度，尽量提 高相应的mRNA的稳定性； B、滞后合成型：尽量减少甚至解除分解代谢 物阻遏，使酶合成提早开始； C、中期合成型：努力提高mRNA稳定性，解 除代谢物阻遏物。 选择与改造 二、细胞生长动力学 主要研究细胞生长速度及其受外界环境影响的规律。 1950年,法国的Monod首先提出表述微生物生长的动力 学方程,细胞生长速率与细胞浓度成正比. Rx =dX/dt= μ X μ: 比生长速率 只存在一种限制性基质时: Monod方程是基本的细胞生长动力学方程; 从不同情况出发对其进行修饰. dx/dt=(μ-D)X D：稀释率 连续全混流反应器发酵过程中,稳态时游离细胞连续发酵的生长动力学方程: D=0,分批发酵; Dμ ,细胞浓度增加; D = μ,细胞浓度恒定; Dμ细胞浓度下降,S升高, μ回升; Dμm X趋于零; Monod方程与米氏方程相似,参数um与Ks也可由双倒数作图法求出. 双倒数作图法 三、产酶动力学 宏观产酶动力学（非结构动力学）: 从整个发酵系统着眼,研究群体细胞的产酶速率及其影响因素 ； 微观产酶动力学（结构动力学）: 从细胞内部着眼,研究细胞中酶合成速率其影响因素 ； 1、分类 研究细胞产酶速率及各因素对其的影响. X—细胞浓度； u—细胞比生长速率； ?—生长偶联的比产酶系数； ?—非生长偶联的比产酶速率。 2、宏观产酶动力学方程通式 dE/dt=(αμ+β)x （1）同步合成型：生长偶联型 β=0，dE/dt=αμX （2）中期合成型： 特殊生长偶联型 β=0，dE/dt= αμX 有阻遏存在时， α =0，无酶产生 dE/dt= 0 阻遏解除后才开始合成酶. 细