酶制剂发酵生产.ppt

复筛是在初筛的基础上筛选产酶量高，性能更符合要求的菌株，要求测定方法准确可靠。 复筛多采用摇瓶培养的方法。将初筛出来的菌种移入三角瓶振荡培养，对产物进行分析检定，找出产酶量最高，性能符合要求的菌株。 自然选育 定义： 不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。 自然突变一般有两种原因 诱变育种 定义： 诱变育种是人为的利用物理化学等因素，使诱变的细胞内遗传物质染色体或DNA的片段发生缺失、易位、倒位、重复等畸变，或DNA的某一碱基对发生改变 (又称点突变)，从而使微生物的遗传物质DNA和RNA的化学结构发生变化，引起微生物的遗传变异。 诱发突变的变异幅度远大于自然突变 。 常用诱变剂 第三节 发酵条件及控制 工艺流程 培养 基制备 灭菌 接种 发酵 冷却 液体 菌种 扩大 培养 活 化 菌 种 保藏菌种 通气、搅拌 控制 t、 pH、 DO 提高酶产量的方法 1、通过条件控制提高酶产量： 添加诱导物、降低阻遏物浓度 优化发酵条件 2、通过基因突变提高酶产量： 使诱导型变为组成型、使阻遏型变为去阻遏型 3、其它提高酶产量的方法： 添加表面活性剂、添加产酶促进剂 * 学时：8 * 第二章 酶的发酵生产  一、酶生物合成的基本理论 一、RNA的生物合成——转录 二、蛋白质的生物合成——翻译 三、酶生物合成的调节 1、RNA的生物合成——转录 转录是以DNA为模板，以核苷三磷酸为底物，在RNA聚合酶（转录酶）的作用下，生成RNA的过程。 2、蛋白质的生物合成——翻译 翻译：以mRNA为模板，以氨基酸为底 物，在核糖体上通过各种tRNA，酶和 辅助因子的作用，合成多肽的过程。 第一节 酶生物合成调控机制 一、诱导酶合成调节（Induction） 操纵子学说概述： 1、操纵子（operon）： 基因表达和控制的一个完整单元，其中包括结构基因，调节基因，操作子和启动子。 Structure of a typical operon ①结构基因(structural genes)： 决定某一多肽的DNA模板，可根据其上的碱基顺序转录出相应的mRNA，然后再可通过核糖体转译出相应的酶 ②启动子(promoter)： 能被RNA聚合酶所识别的碱基顺序，是RNA聚合 酶的结合部位和转录起点。 ③操纵子（operator）： 位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，是阻遏蛋白的结合位点，能通过与阻遏物相结合来决定结构基因的转录是否能进行 ④调节基因（regulator gene）： 用于编码组成型调节蛋白的基因，一般远离操纵子,但在原核生物中,可以位于操纵子旁边,编码调节蛋白。 乳糖操纵子调控 调节基因 操纵基因 乳糖结构基因 P LacZ LacY Laca 阻遏蛋白（有活性） 基 因 关 闭 启动子 O R A、无乳糖存在 P LacZ LacY Laca 调节基因 操纵基因 乳糖结构基因 启动子 O R mRNAZ mRNAY mRNAa 阻遏蛋白（无活性） 基 因 表达 B、有乳糖存在 乳糖 阻遏蛋白（有活性） 乳糖操纵子假说对指导酶生产的意义 (1)现代诱变育种技术 调节基因发生突变 不能产生阻遏蛋白 诱导酶变成组成酶 RNA聚合酶便能起作用，操纵子便能持久地“开”，并连续产生β-半乳糖苷酶 (2)在诱导酶合成时加入诱导物以利诱导酶的合成　食品工业应用的酶包括淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、葡萄糖异构酶、β- 半乳糖苷酶等，它们均属于诱导酶，根据上述原理，在合成时最好的诱导物为该酶的作用底物或其结构类似物。 二、酶合成的反馈阻遏 Repression 反馈阻遏是指酶作用的终产物对酶合成产生阻遏作用 阻遏蛋白 操纵基因 结构基因 调节基因 mRNA 酶蛋白 阻遏蛋白不能与操纵基因结合，所以结构基因表达。 酶代谢产物一旦大量积累 阻遏蛋白被产物激活，结构基因不表达。 这一理论在实践意义： (1)设法从培养基中除去其终产物，以消除反馈阻遏。 三、酶合成的分解代谢阻遏作用 又称葡萄糖效应 是指微生物在其培养基中由于葡萄糖的存在虽然能迅速生长，但明显地抑制某些分解代谢诱导酶的形成。 将E.coli培养在含有葡萄糖和乳糖的培养基上，出现“二峰生长现象” 即使有乳糖存在，也要等葡萄糖耗尽之后诱导形成?-半乳糖苷酶 葡萄糖分解产物对?-半乳糖苷酶形成阻遏 葡萄糖过量存在——放出的能量部分储存在ATP中 ADP+AMP ——ATP cAMP +H2O AMP cAMP-CRP复合物的浓度降低