第三章酶的發(fā)酵生產(chǎn)(編輯修改稿)
2024-10-27 16:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Xgal (5Bromo4Chloro3IndolylβDGalactoside)的平板中，呈現(xiàn)藍(lán)（ 5溴 4氯靛藍(lán)）白色菌落，進(jìn)行陽(yáng)性克隆子的篩選。 ? 酶 基質(zhì) 產(chǎn)物 葡萄糖淀粉酶 淀粉 (+) 麥芽糖 ， 異麥芽糖 (+)；葡萄糖 () 脂肪酶 油脂 (+)() 脂肪酸 () 纖維素酶 纖維素 (+) 葡萄糖 () ? 什么意義 某些商業(yè)酶的誘導(dǎo) 酶 底物 誘導(dǎo) α淀粉酶 淀粉 淀粉或麥芽糊精 葡萄糖淀粉酶 淀粉 麥芽糖或異麥芽糖 轉(zhuǎn)化酶 蔗糖 蔗糖 普魯蘭酶 普魯蘭 普魯蘭或麥芽糖 木糖異構(gòu)酶 木糖 木聚糖或木糖 反饋?zhàn)瓒糇饔? ? 定義：酶催化作用的產(chǎn)物或代謝途徑的未端產(chǎn)物使該酶的生物合成受阻的過(guò)程 。 ① 限制曲霉培養(yǎng)基中磷酸鹽濃度可增加核酸酶 、 磷酸酯酶 、 植酸酶的生產(chǎn) 30到 50倍 。 ② 色氨酸的過(guò)量積累，對(duì)色氨酸合成途徑中的 5種酶的生物合成均起反饋?zhàn)瓒糇饔谩?E、 D、 C、 B、A分別為鄰氨基苯甲酸合成酶、鄰氨基苯甲酸磷酸轉(zhuǎn)移酶，鄰氨基苯甲酸異構(gòu)酶，吲哚甘油 3磷酸合成酶，色氨酸合成酶 。 分枝酸 色氨酸 分解代謝物阻遏 ? 定義：容易利用的碳源阻遏某些酶 （ 主要是誘導(dǎo)酶 ） 生物合成的現(xiàn)象 。 葡萄糖阻遏 ?－半乳糖苷酶的生物合成機(jī)理： 葡萄糖的大量存在 ， 降低了胞內(nèi) cAMP濃度 （ ① 葡萄糖抑制腺苷酸環(huán)化酶活性 ， 降低 cAMP生成：ATP→cAMP+Pii；或 ② 葡萄糖存在引起 ATP濃度上升 ， 消耗胞內(nèi) cAMP ：cAMP+H2O→ADP→ATP） ， 結(jié)果 啟動(dòng)子上沒(méi)有cAMP－ CRP復(fù)合物結(jié)合 ， RNA聚合酶也就無(wú)法結(jié)合到啟動(dòng)子的位點(diǎn)上 。 第三節(jié) 酶的發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù) ? 一 、 微生物發(fā)酵產(chǎn)酶方式 1. 固體培養(yǎng) 定義：利用麩皮 、 米糠等主要原料 ， 添加谷殼等輔料 ， 加水拌成半固體狀態(tài) ， 供微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)酶用 （ 酒曲 ） 。 淺盤(pán)法 、 轉(zhuǎn)桶法 、 厚層通氣法 ？ 優(yōu)點(diǎn)： ① 設(shè)備簡(jiǎn)單 ， 投資較少 。 ② 環(huán)境污染少； ③ 特別適用于霉菌的培養(yǎng)和發(fā)酵產(chǎn)酶 。 缺點(diǎn) ： ① 勞動(dòng)強(qiáng)度大； ② 原料利用率低； ③產(chǎn)酶純度較差；提取精制較難； ④ 傳質(zhì)傳熱效率低 ， 發(fā)酵條件不易控制均勻 ， 產(chǎn)酶不穩(wěn)定； ⑤ 不宜胞內(nèi)酶生產(chǎn) （ 菌體分離難度大 ） ? 2. 液體深層發(fā)酵 ? 液體表面發(fā)酵， 液體深層通風(fēng)發(fā)酵 ? 優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)酶純度高，質(zhì)量穩(wěn)定；②較易控制發(fā)酵條件，有利于自動(dòng)化控制；③機(jī)械化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度??；設(shè)備利用率高。 ? 缺點(diǎn)：設(shè)備投資較大 （價(jià)錢(qián)） 。 ? 3. 固定化細(xì)胞發(fā)酵 ? 優(yōu)點(diǎn)： ① 固定化細(xì)胞的密度大 ， 反應(yīng)器生產(chǎn)強(qiáng)度大； ② 發(fā)酵穩(wěn)定性好 ， 可以連續(xù)使用較長(zhǎng)時(shí)間 ，易于連續(xù)化 ， 自動(dòng)化生產(chǎn)； ③ 可在高稀釋率的條件下連續(xù)發(fā)酵 （ D＞ μm） ,提高設(shè)備利用率； ④ 發(fā)酵液含菌體較少 ， 利于產(chǎn)品分離 。 ? 缺點(diǎn)： ① 不能強(qiáng)烈攪拌； ② 技術(shù)要求高 ， 傳質(zhì)傳熱效果差 （ 氧氣供給 ， 溫度控制 。 培養(yǎng)基成分的控制 ） ；理論研究階段； ③ 只適用于胞外酶的生產(chǎn)； 二、發(fā)酵工藝條件及控制 ? 1． 酶的發(fā)酵生產(chǎn)要求 ① 性能優(yōu)良菌種 （ 產(chǎn)率 ， 穩(wěn)定性 ， 發(fā)酵周期 ，營(yíng)養(yǎng)要求 ， 副產(chǎn)物 ， 安全性 ） ② 滿(mǎn)足菌種生長(zhǎng)需求； ③ 滿(mǎn)足菌種產(chǎn)酶需求 。 ? 2． 酶發(fā)酵生產(chǎn)的工藝流程 保藏菌種 ?菌種活化 ?菌種擴(kuò)大培養(yǎng) ?發(fā)酵?分離純化 ?酶 三、培養(yǎng)基 培養(yǎng)基：人工配制的用于細(xì)胞培養(yǎng)和發(fā)酵的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的混合物 。 培養(yǎng)基設(shè)計(jì)考慮： ① 菌種特性 ② 不同培養(yǎng)階段 ③ 產(chǎn)物 ④ 原料來(lái)源難易 。 ? 1 碳源： 角色： ① 能量； ② 細(xì)胞和各種代謝產(chǎn)物的碳架 種類(lèi)：淀粉及其水解物 （ 主要 ） ， 烷烴 、 甲醇 對(duì)發(fā)酵的影響： ① 營(yíng)養(yǎng) ② 對(duì)酶生物合成的代謝調(diào)節(jié) （ 誘導(dǎo) ， 反饋?zhàn)瓒?， 分
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