第五章 白色生物技术.ppt

第五章 白色生物技术;5.1细胞概述 ;真核细胞：分为不同的功能单元 ;战术性适应：是指酶的可用性，即化学和生理上的激活或抑制。 战略性适应：是一种针对生活条件整体改变的反应和遗传上的控制。;5.2 战术性适应——谷氨酰胺合成酶 （glutamine synthetase,GS）;5.3 战略性适应—酶的需求量;负调控（negative control） ：在诱导过程中，由于诱导物的存在，使一些酶类得以表达 ，这种调节称为负调控。;5.4 用霉菌代替柠檬—生产柠檬酸;利用黑曲霉生产柠檬酸，影响其产量的最大因素是培养基的酸度（即PH值）和自由离子的数量。 ;?低PH值以及离子的缺乏能抑制柠檬酸降解酶—顺乌头酸酶的活性，使得柠檬酸不会被降解； ?低PH值会使霉菌的细胞膜结构发生改变，使柠檬酸容易分泌出来； ?发酵过程中，低PH值能抑制其他不必要的微生物生长。 ;5.5 突变：定向微生物工程的一种手段;包括:紫外线（UV可以导致相邻的两个胸腺嘧啶形成二聚体）、离子射线（X-射线、γ或中子射线）和大量化合物。 ;5.6 赖氨酸的大规模生产;野生型菌株中赖氨酸的生产受到酶的反馈抑制 ;苏氨酸合成缺陷型（thr-）;5.7 L-谷氨酸—调味品中富含的左旋氨基酸;20世纪20年代，人们从小麦种提取L-谷氨酸 。;野生型菌株中谷氨酸的生产过程 ;维生素H缺陷型;赖氨酸和谷氨酸的生产表明，选择合适的突变体和研究酶促反应是提高工业生产经济效率的重要前提!;5.8 化学合成与微生物生产;5.9 L-抗坏血酸（维生素C） ;棒状杆菌 (G+);基因工程技术可以将两种细菌的遗传特性整合到一种微生物中 ：;a.从培养基中吸收D-葡萄糖，转到周质中； b.周质中的三种酶一步步地合成2,5-DKG； c. 细胞质中来自棒状杆菌的2,5-二酮-D-葡萄糖酸还原酶将2,5-DKG转变为2-KLG，并将其分泌到培养基中； d.2-KLG在酸性条件下失水形成L-抗坏血酸。 ;利用基因工程和发酵技术生产维生素C;5.10 点青霉（Penicillium notatum） ： Alexander Fleming发现的神奇真菌;弗莱明发现的点青霉有个缺点：只能在培养基的表面生长，这样青霉素的产量就很小。 ;1945年5月15日，美国的各大药房都开始出售青霉素了。 ;青霉素开创了战胜炎症的新纪元 ！;5.11 现代生物工厂——生物反应器(fermenter) ;STR的纵剖图;反应器外围的水蒸气管道有什么用处？ ;根据能量输入方式可分3类： a.机械搅拌式反应器（通常具有多种功能，如生产抗生素）； b.液体反应器（带有外接的液体泵，用于生产动物饲养用的酵母）； c.充气反应器（通过压缩空气输入能量，带有内部或外部再循环系统，可用于生产单细胞蛋白质和污水的净化） ;5.12 新一代抗生素——链霉素和头孢菌素;1944年，Selman A·Waksman从一种灰色链霉菌中得到了链霉素（Streptomycin），链霉素是一种氨基葡糖苷。;Waksman创造了抗生素(antibiotics)这个词 ;1945年 ，意大利的Giuseppe Brotzu教授发现了顶头孢霉（Acremonium chrysogenum） ，它能产生对多种细菌具有抑制作用的抗生素，其中之一就是头孢菌素C（Cephalosporin C） ;头孢菌素只用于人类，青霉素不仅用于人类还广泛的用于产肉类动物的饲养。 ;5.13 微生物抗性问题的解决;大家不要忘记，微生物最具威力的武器是体内具有可以互相交换的质粒，而质粒上具有抗生素抗性基因！