《微生物制药复习纲要.doc

第二章：微生物药物产生菌和菌种改良 1、自发突变的原因:①菌种连续传代，这种自发突变比保藏过程中产生的比例高，因为在生命活动中遗传物质更容易受环境因素的影响。活细胞内进行的新陈代谢活动，能产生具有诱变作用的物质，如过氧化氢、有机过氧化物等，当它们在细胞内积累到一定浓度时能诱发DNA结构的改变。②DNA中存在的增变基因也能诱发基因突变.③有的微生物染色体上还存在导致菌体退化的死亡基因，DNA的代谢失调也会引起基因突变而造成菌种退化。 2、自然选育：是一种纯种选育方法.它利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，通过分离、筛选排除衰退型菌株，从中选择维持原有生产水平的菌株。因此，它能达到纯化、复壮菌种，稳定生产的目的，生产上又将该方法称为自然分离。 3、单孢子悬浮液的制备：用无菌生理盐水或缓冲液制备单孢子悬浮液，在显微镜下计数，也可稀释后在平板上进行活菌计数。 4、诱变育种：通过诱变剂处理就可以大大提高菌种的突变频率，扩大变异幅度，从中选出具有优良特性的变异菌株，这种方法就称为诱变育种。 5、诱变育种的特点：优点：速度快、收效大，方法简便，是当前菌种选育的主要方法，生产中使用十分普遍。缺点：诱发突变缺乏定向性，因此诱发突变必须与大规模的筛选工作配合才有好的效果。 6、DNA损伤的修复：不利于突变发生①光复活作用②切补修复③DNA多聚酶的校正作用 利于突变发生④SOS修复系统⑤重组修复。 6-1光复活作用：DNA被紫外线照射后形成胸腺嘧啶二聚体，黑暗中酶与二聚体结合，形成的复合物在可见光照射下，酶可以解离二聚体，DNA复原。 6-2切补修复：在4种酶的协同作用下进行DNA损伤的修复，4种酶都不需要可见光的激活：在胸腺嘧啶二聚体的5‘端，核酸内切酶作用下造成单链断裂；其次在核酸外切酶作用下切除胸腺嘧啶二聚体；然后在DNA多聚酶Ⅰ、Ⅲ的作用下进行修补合成，最后在DNA连接酶的作用下形成一个完整的双链结构。 6-3 DNA多聚酶的校正作用：细胞对于复制过程中的差错也具有校正功能。大肠杆菌中的三种DNA多聚酶（多聚酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）也具有3‘到5’外切酶的作用，能在复制过程中随时切除错配的核苷酸。 6-4 SOS修复系统：一种能够造成误差修复的“呼救信号”修复系统。当DNA受诱变损伤而阻断DNA复制时，DNA损伤相当于一个呼救信号，促使细胞中的有关酶系解除阻遏，进行DNA修复。修复过程中，DNA多聚酶在无模板的情况下进行DNA的修复合成，并将合成的DNA片段插入受损DNA的空隙处。SOS修复系统容易导致基因突变，大多数经诱变所获得的突变来源于此修复系统的作用。 6-5重组修复：重组修复必须在DNA进行复制的情况下进行，又称为复制后修复。重组修复是在不切除胸腺嘧啶二聚体的情况下进行修复作用。以带有二聚体的单链为模板合成互补单链，但在每一个二聚体附近留下一个空隙，通过染色体交换，空隙部位不再面对二聚体，而是面对正常单链，此时DNA多聚酶和连接酶能把空隙部分修复好。 7、前突变：诱变剂所造成的DNA分子的某一位置的结构改变称为前突变。例如紫外线照射形成的胸腺嘧啶二聚体就是一种前突变。 8、突变：前突变可以通过影响DNA复制而成为真正的突变。也可以经过修复重新回到原有的结构而不发生突变。 9表型延迟的原因：①分离性迟延：分离性迟延是经诱变处理后，细胞中的基因处于不纯的状态（野生型基因和突变型基因并存在同一细胞中），突变型基因由于属于隐性基因而暂时得不到表达，需要经过复制、分离，在细胞中处于纯的状态（一细胞中只有突变型基因，没有野生型基因）时，其性状才得以表达。 ②生理性迟延：突变基因由杂合状态变为纯合状态时,还不一定出现突变表型，新的表型必须等到原有基因产物稀释到某一程度后才能表现出来。而这些原有基因产物浓度降低到能改变表型的临界水平以前，细胞已经分裂多次，经过了好几个世代。 10反馈抑制（feedback inhibition）：是指代谢途径的终产物对催化该途径中的一个反应（通常是第一个反应）的酶活力的抑制，其实质是终产物结合到酶的变构部位，从而干扰酶和它底物的结合，当然与此相反为酶活性的激活。 11反馈阻遏（feedback repression）：是指终产物（或终产物的结构类似物）阻止催化该途径的一个或几个反应中的一个或几个酶的合成，其实质是调节基因的作用，这是微生物不通过基因突变而适应于环境改变的一种措施，当然与此相反有酶合成的诱导。 12筛选终产物营养缺陷型例1 13渗漏缺陷型：遗传性障碍不完全的营养缺陷型，突变使某一种酶的活性下降而不完全丧失，这种缺陷型能够少量地合成某一代谢物，能在基本培养基上少量生长。渗漏缺陷型不会合成过多的终产物，所以不会造成反馈调节而影响中间产物的积累。多数抗生素高产菌株生长速度低于野生菌株，似乎在某种意义上是