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模块七 典型产品 基因工程制药 概 况 基因工程产品生产流程 工程菌选择 甲醇营养型巴斯德毕赤酵母表达系统 选择培养方式 与基因工程菌培养有关的几个问题 一 、基因工程菌生长代谢的特点 （1）菌体生长最大比生长速率由呼吸控制； 三、高密度细胞培养策略 （2）由于基因工程菌质粒的复制和外源基因的转录和翻译需要与宿主细胞 竞争共同的前体和催化结构，从而加剧了这些成分的不足； 基因工程药物的产品分离、纯化 分离纯化的基本过程 基因工程药物的质控 纯化工艺过程的质量控制 （2）重组蛋白质的浓度测定和相对分子质量测定 目的蛋白质含量测定：还原性及非还原性SDS－PAGE法、等电点聚焦、 各种 HLPC、毛细管电泳（CE）等。 （4）生物活性测定 具体产品介绍 人生长激素（Human growth hormone，hGH） 抗生素 概况 根据抗生素的生物合成途径分类 具体产品介绍 青霉素的合成 两分子丙酮酸在乙酰乳酸合成酶催化下，转变成乙酰乳酸，再经异构、 还原和转氨等反应，形成 L–缬氨酸。 2、 β–内酰胺环的形成 2、青霉素G、 6–APA 的形成 头孢菌素C的合成 氨基酸 氨基酸发酵机理和菌种选育 从图中可得出氨基酸合成的如下特点： 氨基酸生物合成的基本调节机制有两种：反馈控制和在合成 途径分支点处的优先合成。 代谢调节突变株： 谷氨酸代谢调控机制 研究证明： 谷氨酸代谢调控机制 在微生物的代谢中，Glu比Asp优先合成；合成过量时则抑制谷氨酸脱氢酶，使代谢转向合成Asp；Asp过量时反馈抑制PEP羧化酶的活力，停止合成草酰乙酸。 Glu生产菌大多是生物素缺陷型，发酵时控制生物素亚适 量，使细胞变形拉长，改变了细胞膜的通透性引起代谢失 调使Glu得以积累。 谷氨酸高产菌模型特征 核苷酸 代谢调控机制 嘌呤核苷酸的全合成途径(1) —— 5 -IMP的生成（“从无到有”） 嘌呤核苷酸的全合成途径(2) —— AMP和GMP的互变 各种微生物合成 IMP 的途径是一样的，但是从IMP分别生成 AMP和GMP的途径是不同的。 2. 嘧啶核苷酸的全合成途径（略） 3. 核苷酸生物合成的补救途径 二、嘌呤核苷酸的代谢调节机制（枯草杆菌型） 如果同时添加这两类嘌呤核苷酸（GMP+AMP 或IMP+ADP），抑制作用就会相乘的提高，这种现象叫做“合作终产物抑制”。 根据上述调节机制，当细胞中的GMP水平提高到一定程度时，从IMP的代谢流就自动地转向AMP方面；反之，当细胞的AMP水平高到一定程度时，从IMP的代谢流就自动地转向GMP方面。 三、肌苷和肌苷酸高产菌的选育模型 模型： 肌苷酸发酵机制 鸟苷酸发酵机制(讨论) 柠檬酸 柠檬酸：1978年产量0.35万吨，1996年为18.25万吨，产量增长51倍，产值增加11.13亿元。2002年全国柠檬酸总产量突破40万吨。 　 研究表明 2. 黑曲霉合成柠檬酸的代谢调控 3. 柠檬酸高产菌模型特征 因为Mn 2+为催化核酸合成的酶所必需，其不足会影响某些蛋白质和核酸的 合成，从而使 NH 4+浓度上升，解除柠檬酸对 PFK 的抑制。 微生物酶制剂 酶制剂：1978年产量为0.45万吨，1997年为18.4万吨，产量 增长39倍，产值增加3.5亿元。 2. 常见酶发酵生产用微生物酶的生产菌种 Mucor（毛霉属）：蛋白酶，糖化酶，脂肪酶，凝乳酶。 3. 工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源 3. 工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源 3. 工业规模应用的微生物酶和它们的某些来源 酶生物合成调节的基本理论 诱导：乳糖操纵子 弱化子或衰减子（attenuator)对基因活性的调节（转录弱化作用） 细菌的应急反应（严紧控制） 微生物发酵产酶方式 优点：①设备简单，投资较少。②环境污染少；③特别适用于霉菌的培养 和发酵产酶。 3. 固定化细胞发酵 酶发酵动力学 2、延续合成型 3、中期合成型 4、滞后合成型 理论的应用 目的：提高产酶率和缩短发酵周期。 最理想的合成模式：延续合成型。 酱 油 国内酱油生产和消费现状 酱油生产工艺及技术现状 白 酒 概 述 小曲酒 定义：以小曲为糖化发酵剂，进行多次发酵，然后进行 蒸馏、 勾兑、贮存而成的酒。 2. 按香型分类 兼香型：采用上述某些白酒生产工艺或其它特殊工艺酿制成的、具有混 合香型或特殊香型的白酒。例如，西凤酒、董酒等。 三 大曲生产 黑曲霉在生长期和产