02第二章 微生物发酵产酶 第三章 动植物细胞培养产酶.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * 第三章 动、植物细胞培养产酶 （自学） 与微生物细胞相比，动物细胞和植物细胞具有各自不同的特性，需采用各自不同的培养工艺。 * 动物细胞模式图 * 植物细胞结构 * 植物、动物、微生物细胞的特性比较 细胞种类 植物细胞 微生物细胞 动物细胞 细胞大小/um 200～300 1～10 10～100 倍增时间/h ﹥12 0.3-6 ﹥15 营养要求 简单 简单 复杂 光照要求 大多数要求 不要求 不要求 对剪切力 敏感 大多数不敏感 非常敏感 主要产物 色素、药物、香精、酶等 醇、有机酸、氨基酸、抗生素、核苷酸、酶等 疫苗、激素、单克隆抗体、酶等 * 三者之间的差异主要有： 植物细胞动物细胞微生物细胞。 动物细胞、植物细胞的生产周期比微生物长。 植物细胞和微生物细胞的营养要求较简单。 植物细胞的生长以及次级代谢物的生产要求一定的光照。 植物细胞和动物细胞对剪切力敏感。 植物、微生物和动物细胞的主要目的产物各不相同。 * 一、植物细胞培养产酶 1.植物细胞培养的特点 2.培养基特点 应用最广的是MS培养基和LS培养基 MS培养基是1962年由Murashinge和Skoog为烟草细胞培养而设计的培养基。LS培养基是在其基础上演变而来的。 * 3.培养方法：——悬浮细胞培养 ①细胞株的建立；外植体与愈伤组织 ②扩大培养； ③大罐培养； * 外植体： 从植株取出，经过预处理后，用于植物组织培养的植物组织（包括根、茎、叶、芽、花、果实、种子等）的片段或小块。 愈伤组织： 将上述外植体植入诱导培养基中，于25℃左右培养一段时间，从外植体的切口部位长出小细胞团。 * 水稻的外植体（幼胚）和愈伤组织 外植体 愈伤组织 * 4. 培养条件的影响与控制 （1）温度 （2）pH （3）通气与搅拌 （4）光照的控制 （5）前体的添加（饲喂） （6）诱导子（elicitors）的应用 * 5.植物细胞培养产酶实例 以大蒜细胞培养生产超氧化物歧化酶（SOD）为例 (1)大蒜愈伤组织的诱导 选取结实、饱满、无病虫害的大蒜蒜瓣，去除外皮，先用70%乙醇消毒20s，再用0.1%升汞消毒10min，然后无菌水漂洗3次。 在无菌条件下，切成0.5cm3的小块，植入含有3mg/L 2,4-D和1.2mg/L 6-BA 的半固体MS培养基中，在25℃，600lux，12h/d光照条件下培养18d，诱导得到愈伤组织，每18天继代一次。 * (2)大蒜悬浮细胞培养 将上述在半固体MS培养基上培养18d的愈伤组织，在无菌条件下转入含有3mg/L 2,4-D和 1.2mg/L 6-BA （苄基腺嘌呤） 的液体MS培养基中，加入灭菌的玻璃珠，25℃，600lux，12h/d光照条件下震荡培养18d，使愈伤组织分散成为小细胞团或单细胞。 然后在无菌条件下，经过筛网将小细胞团或单细胞转入含有3mg/L 2,4-D和1.2mg/L 6-BA 的液体MS培养基中，25℃,600lux，12h/d光照条件下震荡培养18d。 * (3)酶的分离纯化 细胞培养完成后，收集细胞，经过细胞破碎、提取、分离得到超氧化物歧化酶。 * 二、动物细胞培养产酶 1.动物细胞培养的特点 细胞生长速度慢。（需添加抗生素） 细胞体积大，无细胞壁保护，对剪切力敏感。 反应过程成本高，产品价格贵。 细胞具有锚地依赖性。 原代细胞一般繁殖50代。 * 2.培养基 ①天然培养基 ②合成培养基 ③无血清培养基 * 3.培养方法 (1)悬浮培养(suspension culture) (2)贴壁培养(anchorage-dependent culture) (3)贴壁－悬浮培养(pseudo-suspension culture) 微载体培养(microcarrier culture) 包埋(entrapment)和微囊(microencapsulation)培养 结团培养(aggregate culture) * 4.培养条件的影响与控制 （1）温度：一般控制在36.5℃. （2）pH值：一般控制在7.0-7.6的微碱性范围内。 （3）渗透压: 应与细胞内渗透压相同。 （4）溶解氧：根据情况随时调节。 * * * * * * * * * * * * * * * * 调节通气量 调节氧的分压 调节气液接触时间 调节气液接触面积 改变培养液的性质 控制溶解氧方法 3、溶解氧的调节控制 * 三、提高酶产量的措施 添加诱导物 控制阻遏物的浓度 添加表面活性剂 添加产酶促进剂 * 1、添加诱导物