细胞工程产酶.ppt

酶发酵动力学*一、动物细胞的特性 没有细胞壁，十分脆弱体积较大，略小于植物细胞具有群体效应、锚地依赖性、接触抑制性以及功能全能性营养要求复杂第31页，共44页，星期日，2025年，2月5日关于细胞工程产酶第1页，共44页，星期日，2025年，2月5日细胞结构第2页，共44页，星期日，2025年，2月5日微生物、植物、动物细胞特性比较细胞种类微生物细胞植物细胞动物细胞细胞大小（μm）1～1020～30010～100倍增时间（h）0.3～0.61215培养要求简单简单复杂光照要求不要求大多数要求不要求对剪切力大多数不敏感敏感敏感主要产物酒精、酒类、有机酸、氨基酸、抗生素、核苷酸、酶等色素、药物、香精、酶等次级代谢产物疫苗、激素、单克隆抗体、酶等功能蛋白质第3页，共44页，星期日，2025年，2月5日酶发酵动力学*一、植物细胞特点体积大生长和代谢速率低营养要求简单要求光照对剪切力敏感生产色素、药物、香精和酶等次生代谢产物第4页，共44页，星期日，2025年，2月5日酶发酵动力学*二、植物细胞培养的特点产率高周期短易于培养，减轻劳动强度产品质量高第5页，共44页，星期日，2025年，2月5日酶发酵动力学*三、植物细胞培养的工艺流程植物细胞培养技术首先从植物外植体中选育出植物细胞，再经过筛选、诱变、原生质体融合或DNA重组等技术而获得优良的植物细胞。然后，在人工控制条件的植物细胞反应器中进行植物细胞培养，从而获得代谢产物。植物细胞培养的一般工艺过程如下: 细胞株建立——扩大培养——大罐培养第6页，共44页，星期日，2025年，2月5日酶发酵动力学*（一）外植体的选择和处理外植体是指从植株分离出，经过预处理后，用于植物组织和细胞培养的植物组织的小段或小块。外植体首先要选择无病虫害、生长力旺盛、生长有规则的植株，如果植物细胞是用于生产次级代谢物，则需从产生该次级代谢物的组织部位中切取一部分组织，经过清洗，除去表面的污物。将上述外植体切成0.5～1cm左右的片段或小块，用70%～75%乙醇溶液或5%次氯酸钠、10%漂自粉、0.1%升汞溶液等进行消毒处理，再用无菌水充分漂洗，以除去残留的消毒剂。第7页，共44页，星期日，2025年，2月5日酶发酵动力学*（二）植物细胞的获取植物细胞可以通过机械捣碎或酶解的方法直接从外植体中分离得到，也可以通过诱导愈伤组织而获得，还可以通过分离原生质体后再经过细胞壁再生而获取所需的植物细胞。通常采用愈伤组织诱导方法获得所需的植物细胞。第8页，共44页，星期日，2025年，2月5日酶发酵动力学*1.直接分离法植物细胞可以直接从外植体中分离得到。从外植体直接分离植物细胞的方法通常有机械法和酶解法两种。机械捣碎法分离植物细胞是先将叶片等外植体轻轻捣碎，然后通过过滤和离心分离细胞。酶解法分离细胞是用果胶酶、纤维素酶等处理外植体，分离出具有代谢活性的细胞。第9页，共44页，星期日，2025年，2月5日酶发酵动力学*2.愈伤组织的诱导法愈伤组织是一种能迅速增殖的无特定结构和功能的薄壁细胞团。通过愈伤组织诱导法获得植物细胞的基本过程如下：将含有一定量的生长素和分裂素的液体培养基中加入0.7%～0.8%的琼脂，制成半固体的愈伤组织诱导培养基。灭菌、冷却后，将上述外植体植入诱导培养基中，于25℃左右培养一段时间，即从外植体的切口部位长出小细胞团，此细胞团称之为愈伤组织。一般培养l～3周后，将愈伤组织分散接种于新的半固体培养基中进行继代培养，以获取更多的愈伤组织。第10页，共44页，星期日，2025年，2月5日酶发酵动力学*3.原生质体再生法原生质使是除去细胞壁后得到的微球体。植物原生质体可从培养的植物单细胞、愈伤组织和植物的组织、器官中获得。植物原生质体的分离方法一般有机械分离法和酶解法两种，目前一般都采用酶解法分离原生质体。第11页，共44页，星期日，2025年，2月5日酶发酵动力学*（三）植物细胞培养1.高产细胞系的选择2.植物细胞培养的培养基3.提高植物细胞产酶量的方法第12页，共44页，星期日，2025年，2月5日酶发酵动力学*1.高产细胞系的选择提高产率是植物细胞发酵生产次生物质的主要目的。因此，选择高产细胞株是培养和生产的前提。目前选择高产细胞株的途径主要有以下几个方面：（1）材料选择（2）克隆选择（3）抗性选择（4）诱导选择（5）细胞融合和基因工程选择第13页，共44页，星期日，2025年，2