基因工程制藥培訓(編輯修改稿)
2025-01-23 13:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 養(yǎng)，并不斷地取出發(fā)酵液。連續(xù)培養(yǎng)則多用于動力學特性和穩(wěn)定性等研究。 透析培養(yǎng) 固定化培養(yǎng) 基因工程菌培養(yǎng)方式 補料分批培養(yǎng) 補料分批培養(yǎng)是將種子接入發(fā)酵反應(yīng)器中進行培養(yǎng)，經(jīng)過一段時間，間歇或連續(xù)地補加新鮮培養(yǎng)基，使菌體進一步生長的培養(yǎng)方法。 在分批培養(yǎng)中，為保持基因工程菌生長所需的良好微環(huán)境，延長其生長對數(shù)期，獲得高密度菌體，通常把溶氧控制和流加補料措施結(jié)合起來，根據(jù)基因工程菌的生長規(guī)律來調(diào)節(jié)補料的流加速率。 連續(xù)培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng)是將種子接入發(fā)酵反應(yīng)器中，攪拌培養(yǎng)至菌體濃度達到一定程度后，開動進料和出料蠕動泵，以一定稀釋率進行不間斷培養(yǎng)。 連續(xù)培養(yǎng)可以為微生物提供恒定的生活環(huán)境，控制其比生長速率，為研究基因工程菌的發(fā)酵動力學、生理生化特性、環(huán)境因素對基因表達的影響等創(chuàng)造了良好的條件。 但由于基因工程菌的不穩(wěn)定性，連續(xù)培養(yǎng)比較困難。為了解決這一問題，人們將工程菌的生長階段和基因表達階段分開，進行兩階段連續(xù)培養(yǎng)。在這樣的系統(tǒng)中關(guān)鍵的控制參數(shù)是誘導水平、稀釋率和細胞比生長速率。優(yōu)化這三個參數(shù)以保證在第一階段培養(yǎng)時質(zhì)粒穩(wěn)定，菌體進入第二階段后可獲得最高表達水平或最大產(chǎn)率。 透析培養(yǎng) 透析培養(yǎng)技術(shù)是利用膜的半透性原理使培養(yǎng)物和培養(yǎng)基分離，其主要目的是通過去除培養(yǎng)液中的代謝產(chǎn)物來解除其對生產(chǎn)菌的不利影響。 采用膜透析裝置是在發(fā)酵過程中用蠕動泵將發(fā)酵液抽出打入罐外的膜透析器的一側(cè)循環(huán)，其另一側(cè)通入透析液循環(huán)，在補料分批培養(yǎng)中，大量乙酸在透析器中透過半透膜，降低培養(yǎng)基中的乙酸濃度，并可通過在透析液中補充養(yǎng)分而維持較合適的基質(zhì)濃度，從而獲得高密度菌體。 膜的種類、孔徑、面積，發(fā)酵液和透析液的比例，透析液的組成，循環(huán)流速，開始透析的時間和透析培養(yǎng)的持續(xù)時間段都對產(chǎn)物的產(chǎn)率有影響 固定化培養(yǎng) 基因工程菌培養(yǎng)的一大難題是如何維持質(zhì)粒的穩(wěn)定性。有人將固定化技術(shù)應(yīng)用到這一領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)基因工程菌經(jīng)固定化后，質(zhì)粒的穩(wěn)定性大大提高，便于進行連續(xù)培養(yǎng)，特別是對分泌型菌更為有利。由于這一優(yōu)點，基因工程菌固定化培養(yǎng)研究已得到迅速開展。 主要 表現(xiàn)在重組質(zhì)粒的不穩(wěn)定性， 兩種 表現(xiàn)形式： 1） 結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性 重組 DNA 分子上某一區(qū)域發(fā)生缺失、重排、修飾，導致其表觀生物學功能的喪失 2） 分配不穩(wěn)定性 整個 重組 DNA 分子從受體細胞中 逃逸 基因工程菌不穩(wěn)定性的可能產(chǎn)生機制 ： ? 受體細胞 中限制修飾系統(tǒng) 對外源重組 DNA 分子的降解 ? 外源基因的高效表達嚴重干擾受體細胞 正常生長代謝 能量、 物質(zhì)的匱乏和外源基因表達產(chǎn)物的毒性誘導受體細胞產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)：關(guān)閉合成途徑，啟動降解程序 ? 重組質(zhì)粒在受體細胞分裂時的不均勻 分配 重組質(zhì)粒 逃逸的基本原因 ? 受體細胞中內(nèi)源性的轉(zhuǎn)座元件促進重組分子的缺失重排 培養(yǎng)基 比生長速率 限制性 基質(zhì) 溫度 pH 和溶氧 外源基因 表達 遺傳特性 影響基因工程菌穩(wěn)定性的因素 載體的選擇 宿主的選擇 外源基因整合到宿主染色體上 發(fā)酵工藝 一些基因重組菌在復(fù)合培養(yǎng)基中顯示較高的質(zhì)粒穩(wěn)定性 微生物在含有有機氮源如酵母抽提物、蛋白胨等營養(yǎng)豐富的復(fù)合培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，由于培養(yǎng)基提供了生
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