酶工程第三章酶的生物合成法生产.ppt

（四）基质消耗动力学*研究发酵过程中基质消耗速率及影响因素基质包括碳源、氮源、氧气等发酵过程中，基质消耗通常用于细胞生长、产物生成和正常的新陈代谢，因此基质消耗速率（RS）表示为这三项之和，即由于发酵过程中基质不断被利用，浓度不断降低，因此，基质消耗速率为负值（四）基质消耗动力学*研究发酵过程中基质消耗速率及影响因素基质包括碳源、氮源、氧气等发酵过程中，基质消耗通常用于细胞生长、产物生成和正常的新陈代谢，因此基质消耗速率（RS）表示为这三项之和，即由于发酵过程中基质不断被利用，浓度不断降低，因此，基质消耗速率为负值SS1菌体增殖S2产物合成S3新陈代谢（四）基质消耗动力学*研究发酵过程中基质消耗速率及影响因素基质消耗通常用于细胞生长、产物生成和正常的新陈代谢，因此基质消耗速率（RS）表示为这三项之和，即负值t——时间（h）X——细胞浓度（gDC/L）μ——细胞比生长速率（1/h）YX/S——细胞生长得率系数，指细胞浓度变化量（?X，g/L）与基质浓度变化量（-?S，g/L）之比用于细胞生长的基质消耗速率，表示单位时间内细胞生长所引起的基质浓度变化Figure2ScanningelectronmicrographofCHOcellsimmobilizedonImmobaSilFSmacroporousmicrocarriers(scalebar,50?mm)固定化原生质体发酵*缺点：制备复杂，维持较高的渗透压，需防止细胞壁再生固定化原生质体是指固定在载体上、在一定的空间范围内进行生命活动的原生质体。优点：解除细胞壁扩散阻碍；易于细胞间质中的酶的分泌；可反复或连续使用二、提高产酶量的措施*优良的产酶细胞正常的发酵工艺条件及调节控制有效措施添加诱导物控制阻遏物浓度添加表面活性剂添加产酶促进剂添加诱导物01能够使某些酶的生物合成开始或者加速的物质。酶的作用底物02乳糖??-半乳糖苷酶，以乳糖代替葡萄糖，可以使?-半乳糖苷酶表达量提高数千倍酶的反应产物03半乳糖醛酸（果胶酶水解产物）?果胶酶酶作用底物的类似物04IPTG??-半乳糖苷酶（IPTG的诱导效率比底物乳糖高几百倍）酶的诱导物*酶微生物底物诱导物淀粉酶嗜热芽孢杆菌淀粉、麦芽糊精麦芽糊精葡萄糖淀粉酶黑曲霉淀粉（异）麦芽糖果胶酶黑曲霉果胶半乳糖醛酸纤维素酶黑曲霉纤维素2-脱氧葡萄糖-β-葡萄糖苷β-半乳糖苷酶大肠杆菌乳糖异丙基-β-D-硫半乳糖苷控制阻遏物浓度能够引起某些酶的生物合成停止或者减速的物质。产物阻遏作用是由酶催化作用的产物或者代谢途径的末端产物引起的阻遏作用。分解代谢物阻遏作用是由分解代谢物引起的阻遏作用1解除产物阻遏作用2及时分离产物,控制产物浓度3枯草杆菌碱性磷酸酶受其反应产物H3PO4的阻遏，当培养基中H3PO4含量在1.0?mol·mL-1以上时，该酶的合成完全受阻；而当H3PO4含量在0.01?mol·mL-1以下时，该酶大量产生解除末端产物阻遏作用*采用营养缺陷型，控制代谢产物添加量硫胺素缺陷型突变株发酵，限制硫胺素，可使硫胺素焦磷酸酶合成量提高1000多倍对于非营养缺陷型菌株，添加末端产物类似物。组氨酸合成：添加组氨酸类似物2-噻唑丙氨酸，即可以解除组氨酸的反馈阻遏作用，使组氨酸合成途径中10种酶的生物合成量提高30倍。解除分解代谢物阻遏作用*1控制速效性碳源（葡萄糖）的浓度3添加cAMP2改用迟效性碳源（淀粉）或补料、分次流加碳源3.添加表面活性剂（surfactant）表面活性剂增加细胞的透过性，有利于胞外酶的分泌，从而提高酶的产量。有利于提高某些酶的稳定性和催化能力阳离子型离子型阴离子型表面活性剂两性离子型非离子型√（吐温、特里顿）利用木霉发酵生产纤维素酶时，在培养基中添加1%的吐温，可使纤维素酶的产量提高l~20倍添加产酶促进剂*产酶促进剂是指可以促进产酶、但是作用机理未阐明清楚的物质。植酸钙镁：霉菌蛋白酶或者橘青霉磷酸二酯酶提高1~20倍；聚乙烯醇（polyvinylalcohol）：提高糖化酶的产量；聚乙烯醇、醋酸钠：对提