52_红霉素生产工艺.ppt

6 染菌对发酵的影响 细菌污染的现象在抗生素生产过程中是经常发生的，它严重影响产量和产品质量，给生产带来极大的危害。污染杂菌类型不同、时间不同对抗生素发酵的影响大小也不同，污染时间越早，红霉素链霉菌的生长量越少，发酵单位越低，反之，如果是晚期污染，红霉素链霉菌己经繁殖起来，与杂菌竟争原料的能力增强，同时，其代谢产物红霉素也积累一定量，对杂菌也产生一定的抑制作用，这样，杂菌的长势就会受到遏制，对发酵的影响不大。但拮抗菌的影响仍大于非拮抗菌。 红霉素的提炼与精制 红霉素是一种有机碱化合物。在碱性时，它溶于有机溶剂；在酸性时则溶于水溶液。因此，可利用红霉素在不同酸碱度下溶解于不同溶剂中的特性，使红霉素从发酵液转移到有机溶剂中，再在适当的酸性条件下使红霉素从溶剂中转移到酸性缓冲液中，而后又在适当的碱性条件下，使红霉素再一次转移到溶剂中。 红霉素的提炼与精制 这样经过反复溶剂萃取，就可达到浓缩去杂提纯的目的，最后达到结晶浓度（2×105－2.7×105 IU/ml）时进行冷冻结晶，即得到红霉素碱。红霉素在低温水溶液中溶解度最大，在55℃溶解度最小。在提炼时，利用这一特性又可提高收率。 1 发酵液处理 计算好发酵液实际过程后，加0.1％－0.2％的甲醛溶液，起杀菌和菌体蛋白凝集变性的作用。接着加4%－6％的ZnSO4，去除酸性蛋白并起助滤作用。用15％－20％的碱液调pH至8.2－8.8之间，稳定红霉素，最后过滤。 2 滤液处理 先计算好醋酸丁酯的加入量，用碱液调pH至10－10.5，边加边搅拌，再加适量的消泡剂，保温30－32℃左右。 3 醋酸丁酯提取液处理 加适量磷酸化磷酸盐缓冲液，用10％醋酸调pH至5－5.5，分层，去掉废醋酸丁酯，用10％NaOH调pH到7－8，同时加适量的醋酸丁酯。 4 酸化缓冲液的处理 经过中和的酸性缓冲提取液保温35－45℃，加醋酸丁酯萃取，用10％NaOH碱化，调pH至10－10.3，二次分级萃取，静置分层，得醋酸丁酯萃取液。 结晶 经冷冻结晶及结晶真空抽干，50－60℃干燥分装。 思考题 红霉素生物合成途径 红霉素发酵工艺 红霉素提炼及精制工艺 要求手绘带控制点工艺流程图 * PKS (A) Modeled structure of an intact PKS module. (B) Crystal structure of porcine FAS. 1. Keatinge-Clay, A. T. Stroud, R. M. (2006) Structure (London) 14, 737-748. 2. Maier, T., Jenni, S. Ban, N. (2006) Science 311, 1258-1263. PKS PKS PKS 组合生物合成(combinatorial biosynthesis)是九十年代中期在微生物次级代谢产物生物合成基因和酶学研究基础上形成并发展而来的，通过异源表达活性产物的生物合成基因放或将不同的生物合成基因簇亚单位进行排列组合后表达，并经翻译后修饰产生与天然化合物不同但活性更好的化合物（unnatural natural products)的一门现代生物技术。 组合生物合成的发展趋势 1、 寻找高效表达系统(如E. coli，放线菌，真菌，粘细菌，植物，真核等表达系统)，优化表达条件 。 2、 根据构效关系合理设计组合生物合成的切入点。 3,、组合生物合成和组合化学的联合。 4、 扩大产生菌的来源，如海洋，极端条件等微生物。将更多的疗效广泛的化合物进行组合生物合成 。 6、NRPS与PKS的组合。 ……… 5.2.3 生产工艺 生产菌种 发酵工艺 控制要点 提取与精制 生产菌种 Saccharopolyspora erythraea Streptomyces erythraeus最早在1923年被发现，命名为Actinomyces erythreus；1948年被改名为Streptomyces erythreus。 生产菌种 1975年，Lacey和Goodfellow把一种从甘蔗渣中取得的放线菌科土壤丝菌属的菌Saccharopolyspora hirsuta独立出来，成为一个新的菌属Saccharopolyspora， 后来Labeda就在1987年，将原来属于Streptomyces的Streptomycrs erythraeus移到这个新的菌属，并重新命名为Saccharopolyspora erythraea，Pseudonocardiaceae科 生产菌种 是具有菌丝及孢子分化的革兰氏阳性菌G+，会产生由表面多刺的孢子组成的短孢子链。产生孢子的方式是由营养气生菌丝末端开始卷曲，然后菌丝会产生隔膜，将菌丝分为几段，接着