酶的生產(chǎn)條件的優(yōu)化以及常用酶的應(yīng)用

1、1第二章第二章 酶的生產(chǎn)酶的生產(chǎn) The production of Enzyme 一、酶的生產(chǎn)方法一、酶的生產(chǎn)方法 n1、 提取法提取法 (Extraction) 酶作為生物催化劑普遍存在于動物、植物、微生物中，酶作為生物催化劑普遍存在于動物、植物、微生物中，可以直接從生物體中分離提純而獲得，早期酶的生產(chǎn)多可以直接從生物體中分離提純而獲得，早期酶的生產(chǎn)多是以動植物為主要原料提取而得。是以動植物為主要原料提取而得。 動、植物等原料中提取。n例：胰臟胰蛋白酶、胰淀粉酶、胰脂肪酶；n 動物胃胃蛋白酶；n 動物小腸堿性磷酸酶；n 木瓜木瓜蛋白酶；n 菠蘿皮菠蘿蛋白酶；n 檸檬酸發(fā)酵的廢菌體果膠酶 等

2、。n利用動物、植物細(xì)胞和組織培養(yǎng)方法來生產(chǎn)酶，由于周利用動物、植物細(xì)胞和組織培養(yǎng)方法來生產(chǎn)酶，由于周期較長、成本較高，也存在一定難度。期較長、成本較高，也存在一定難度。n50年代以來酶生產(chǎn)的主要方法。n80年代以來，植物細(xì)胞或動物細(xì)胞發(fā)酵。n主要方式：固態(tài)發(fā)酵和液體發(fā)酵法n2、發(fā)酵生產(chǎn)法、發(fā)酵生產(chǎn)法 (Biosynthesis)1 1、氧化、氧化- -還原酶還原酶（1 1）葡萄糖氧化酶）葡萄糖氧化酶（來源于霉菌）（來源于霉菌）（2 2）D D氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（來源于霉菌、腎臟）（來源于霉菌、腎臟）（3 3）尿激酶）尿激酶（來源于酵母菌、腎臟）（來源于酵母菌、腎臟）（4 4）過氧化氫酶）

3、過氧化氫酶（來源于細(xì)菌、霉菌、紅血球）（來源于細(xì)菌、霉菌、紅血球）（5 5）近氧化物酶）近氧化物酶（來源于植物）（來源于植物）2 2、轉(zhuǎn)移酶、轉(zhuǎn)移酶（1 1）轉(zhuǎn)氨基酶）轉(zhuǎn)氨基酶（來源于細(xì)菌、動物肝臟）（來源于細(xì)菌、動物肝臟）（2 2）核苷磷酸轉(zhuǎn)移酶）核苷磷酸轉(zhuǎn)移酶（來源于細(xì)菌）（來源于細(xì)菌）3 3、水解酶脂肪酶、水解酶脂肪酶（來源于細(xì)菌、霉菌、胰臟）（來源于細(xì)菌、霉菌、胰臟）5-5-磷酸二酯酶磷酸二酯酶（來源于霉菌）（來源于霉菌）淀粉酶淀粉酶（來源于細(xì)菌、霉菌、胰臟、麥芽）（來源于細(xì)菌、霉菌、胰臟、麥芽）果膠酶果膠酶（來源于細(xì)菌、霉菌）（來源于細(xì)菌、霉菌）纖維素酶纖維素酶（來源于霉菌、蘑菇）（

4、來源于霉菌、蘑菇）半纖維素酶半纖維素酶（來源于霉菌）（來源于霉菌）溶菌酶溶菌酶（來源于細(xì)菌、雞卵白）（來源于細(xì)菌、雞卵白）蜜二糖酶蜜二糖酶（來源于霉菌）（來源于霉菌）乳糖酶乳糖酶（來源于細(xì)菌、霉菌）（來源于細(xì)菌、霉菌）轉(zhuǎn)化酶轉(zhuǎn)化酶（來源于細(xì)菌、酵母）（來源于細(xì)菌、酵母）透明質(zhì)酸酶透明質(zhì)酸酶（來源于細(xì)菌、動物睪丸）（來源于細(xì)菌、動物睪丸）凝乳酶凝乳酶（來源于霉菌、小牛胃、羊胃）（來源于霉菌、小牛胃、羊胃）天冬酰胺酶天冬酰胺酶（來源于細(xì)菌）（來源于細(xì)菌）脲酶脲酶（來源于豆科植物）（來源于豆科植物）青霉素?；盖嗝顾仵；福▉碓从诩?xì)菌、霉菌）（來源于細(xì)菌、霉菌）氨基?；赴被；福▉碓从诩?xì)菌、霉菌

5、、牛腎臟）（來源于細(xì)菌、霉菌、牛腎臟）橙皮苷酶橙皮苷酶（來源于霉菌）（來源于霉菌）蛋白酶蛋白酶（來源于霉菌、放線菌、動物內(nèi)臟、植物瓜果）（來源于霉菌、放線菌、動物內(nèi)臟、植物瓜果）4 4、裂合酶、裂合酶裂合酶天冬氨酸天冬氨酸-脫羧酶脫羧酶（來源于細(xì)菌）（來源于細(xì)菌）-酪氨酸酶酪氨酸酶（來源于細(xì)菌）（來源于細(xì)菌）延胡索酸酶延胡索酸酶（來源于細(xì)菌）（來源于細(xì)菌）谷氨酸脫羧酶谷氨酸脫羧酶（來源于細(xì)菌）（來源于細(xì)菌）5 5、異構(gòu)酶、異構(gòu)酶氨基酸消旋酶氨基酸消旋酶（來源于細(xì)菌、霉菌、酵母）（來源于細(xì)菌、霉菌、酵母）葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖異構(gòu)酶（來源于細(xì)菌、放線菌（來源于細(xì)菌、放線菌（1）酶的液體發(fā)酵生產(chǎn)一般過

6、程）酶的液體發(fā)酵生產(chǎn)一般過程液體酶制劑生產(chǎn)流程圖液體酶制劑生產(chǎn)流程圖n微生物種類多、酶種豐富;n微生物生長繁殖快，酶易提取;n微生物培養(yǎng)基來源廣泛、價格便宜;n酶發(fā)酵生產(chǎn)過程可實現(xiàn)規(guī)?；B續(xù)化。（2）微生物產(chǎn)酶的優(yōu)點）微生物產(chǎn)酶的優(yōu)點n3、化學(xué)合成法：、化學(xué)合成法：n60年代中期出現(xiàn)的新技術(shù)。n人工合成酶的方法人工合成酶的方法 1969 年，美國首次用化學(xué)合成法得到含有124個氨基酸的核糖核酸酶。n要求氨基酸純度高，合成成本高昂。至今停留在實驗室階段。n目前還受到試劑、設(shè)備條件的限制。目前還受到試劑、設(shè)備條件的限制。n1 1、中心法則（Central Dogma ）二、酶的生物合成過程二、酶的

7、生物合成過程Reverse transcription2、RNA的生物合成的生物合成(轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄)- Transcription 在在RNARNA的合成中，的合成中，DNADNA的二條鏈中僅有一條鏈可作為轉(zhuǎn)錄的模板，稱為轉(zhuǎn)錄的二條鏈中僅有一條鏈可作為轉(zhuǎn)錄的模板，稱為轉(zhuǎn)錄的不對稱性。的不對稱性。 轉(zhuǎn)錄所需酶轉(zhuǎn)錄所需酶 依賴依賴DNADNA的的RNARNA聚合酶又稱為轉(zhuǎn)錄酶。聚合酶又稱為轉(zhuǎn)錄酶。 原核生物的轉(zhuǎn)錄酶由原核生物的轉(zhuǎn)錄酶由1 1種種RNARNA聚合酶催化所有聚合酶催化所有RNARNA的生物合成。的生物合成。 真核生物中真核生物中RNARNA聚合酶分別為聚合酶分別為RNARNA聚合酶聚合酶、

8、RNARNA聚合酶聚合酶和和RNARNA聚合酶聚合酶33種，它們都屬于寡聚酶，酶的亞基數(shù)目為種，它們都屬于寡聚酶，酶的亞基數(shù)目為4 41010個，亞基種類有個，亞基種類有4 46 6種。種。n過程過程：RNARNA聚合酶聚合酶 DNADNA啟動基因啟動基因，DNADNA雙螺旋部分解開雙螺旋部分解開，以其中，以其中一條一條鏈為模板鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)方式結(jié)合進(jìn)入第一個核苷酸，然后，通過堿基互補(bǔ)方式結(jié)合進(jìn)入第一個核苷酸，然后，RNARNA聚合酶聚合酶移動移動，DNADNA逐漸解開，按模板堿基順序逐個加入核苷酸并聚合成逐漸解開，按模板堿基順序逐個加入核苷酸并聚合成多聚核苷酸鏈多聚核苷酸鏈。轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)

9、錄成的成的RNARNA按結(jié)構(gòu)和功能的不同分為按結(jié)構(gòu)和功能的不同分為mRNA,tRNAmRNA,tRNA和和rRNArRNA。RNA聚合酶聚合酶n3、翻譯：、翻譯：n以mRNA為模板，以氨基酸為底物，在核糖體上通過各種tRNA，酶和輔助因子，合成多肽。n分四個過程：nA、氨基酸活化生成氨酰-tRNA nB、肽鏈合成的起始nC、肽鏈的延長nD、肽鏈合成的終止nA、氨基酸活化生成氨酰-tRNAn氨基酸在氨酰-tRNA合成酶的作用下，與特定的tRNA結(jié)合，由ATP供給能量；A A ULeucineAC UAsparticAcidAUGThreonineTRANSFER RNAAMINO ACIDSA

10、A ULeucineAC UAsparticAcidAUGThreonineAmino acids combine with the tRNAs using the energy from the splitting of ADP.A A ULeucineAC UAsparticAcidAUGThreonineAmino acids combine with the tRNAs using the energy from the splitting of ADP.A A ULeucineAC UAsparticAcidAUGThreonineANTICODONnB、肽鏈合成的起始：n在GTP和

11、起始因子參與下核糖體30S亞基、甲酰甲硫氨酰-tRNAF（fMet-tRNAF）、mRNA 和 50S亞基結(jié)合組成起始復(fù)合物。n30S與起始因子IF3結(jié)合；30S與mRNA結(jié)合形成30S- IF3-mRNA復(fù)合物；fMet-tRNAF與起始因子IF2以及GTP結(jié)合；n過程可分為五個階段進(jìn)行：n在起始因子IF1的參與下，fMet-tRNAF -IF2-GTP與30S- IF3-mRNA結(jié)合生成30S起始復(fù)合物，fMet-tRNAF正好位于mRNA的起始密碼子AUG上；n50S50S與與30 S30 S起始復(fù)合物結(jié)合，形成具有完起始復(fù)合物結(jié)合，形成具有完整結(jié)構(gòu)的整結(jié)構(gòu)的70S 70S 核糖體。同時

12、放出核糖體。同時放出IF1 IF1 、IF2 IF2 、IF3IF3并使并使GTPGTP水解生成水解生成GDPGDP和和PiPi； nC、肽鏈的延長：在延伸因子的參與下，與mRNA上的密碼子對應(yīng)的氨酰-tRNA進(jìn)入70S核糖體之中的“A”位。 n通過肽合成酶的作用，P位上fMet-tRNAF的甲酰甲硫氨酰(fMet)與A位上的氨酰-tRNA(aa1-tRNA：)以肽鍵結(jié)合，形成肽酰-tRNA。 nmRNA和核糖體作相對移動，A位上的肽酰t-RNA轉(zhuǎn)至P位，而原在P位上的t-RNAF游離出去。然后下一個氨酰-tRNA進(jìn)入A位，再重復(fù)上述過程，使肽鏈不斷延伸，直至終止密碼子為止。 nD、 肽鏈合成

13、的終止：n隨著肽鏈的延伸，mRNA與70s核糖體不斷地作相對移動。n當(dāng)mRNA分子中的終止密碼子(UAA，UAG，UGA)移動到核糖體的A位時，沒有相應(yīng)的氨酰-tRNA進(jìn)入，此時釋放因子(Release Factor)進(jìn)入A位，并與終止密碼子結(jié)合。n新合成的肽鏈釋放出來需經(jīng)過加工形成完整空間結(jié)構(gòu)的酶或蛋白質(zhì)。n先經(jīng)過肽脫甲酰酶的作用，使甲酰甲硫氨酸殘基上的甲?；?。n有時還需在氨肽酶的作用下從肽鏈的N-末端切除一個或數(shù)個氨基酸殘基。n然后自動折迭彎曲成完整的空間結(jié)構(gòu)。n三、酶生物合成的調(diào)節(jié)三、酶生物合成的調(diào)節(jié) n雅各布(Jacob)和莫諾德(Monod)于1960年提出的操縱子學(xué)說來闡明酶生

14、物合成的調(diào)節(jié)。操縱子調(diào)節(jié)基因調(diào)節(jié)基因Regulator gene啟動基因啟動基因Promoter gene操縱基因操縱基因Operator gene結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因Strutural genen（1）基因調(diào)控模式）基因調(diào)控模式3種調(diào)控模式：種調(diào)控模式：分解代謝物阻遏作用；分解代謝物阻遏作用；酶合成的誘導(dǎo)作用；酶合成的誘導(dǎo)作用；酶合成的反饋阻遏作用酶合成的反饋阻遏作用。 n 1 ）分解代謝物阻遏作用）分解代謝物阻遏作用n易利營養(yǎng)基質(zhì)代謝使細(xì)胞內(nèi)ATP濃度增加，從而使AMP濃度降低。cAMP可通過磷酸二酯酶水解成AMP致使cAMP的濃度之而降低。cAMP-CRP復(fù)合物的濃度跟著降低。結(jié)果，在啟動基

15、因(P)上沒有cAMP-CRP復(fù)合物結(jié)合，RNA聚合酶也就無法結(jié)合到啟動基因的位點上。結(jié)構(gòu)基因(S)上的遺傳信息無法轉(zhuǎn)錄，酶的合成無法進(jìn)行。-35-100CAPcAMPORNA聚合酶結(jié)合無葡萄糖:有葡萄糖:cAMPcAMP(促進(jìn)轉(zhuǎn)錄)(不促進(jìn)轉(zhuǎn)錄)n當(dāng)易利用基質(zhì)不存在或用完后，隨著細(xì)胞中ATP濃度的下降，而使ADP，AMP，cAMP的濃度增加。當(dāng)cAMP-CRP的濃度增加到一定量的時候，cAMP-CRP復(fù)合物結(jié)合到啟動基因的特定位點上，RNA聚合酶也隨著結(jié)合到它的位點上，酶的生物合成就有可能進(jìn)行。n2）酶生物合成的誘導(dǎo)作用）酶生物合成的誘導(dǎo)作用n無誘導(dǎo)物時，阻抑蛋白與操縱基因的結(jié)合較強(qiáng)，啟動基

16、因上的RNA 聚合酶無法進(jìn)入結(jié)構(gòu)基因上轉(zhuǎn)錄，酶不能合成。n有誘導(dǎo)物時，誘導(dǎo)物與阻抑蛋白結(jié)合，阻抑蛋白的結(jié)構(gòu)改變，不能與操縱基因結(jié)合，RNA聚合酶可進(jìn)行轉(zhuǎn)錄生成mRNA，再進(jìn)一步翻譯成酶蛋白多肽鏈。n3）酶生物合成的反饋阻遏作用）酶生物合成的反饋阻遏作用n當(dāng)沒有共阻遏物（酶催化產(chǎn)物或途徑的末端產(chǎn)物）時，阻抑蛋白不能與操縱基因結(jié)合，啟動基因上的RNA聚合酶能順利通過操縱基因位置，結(jié)構(gòu)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而合成酶蛋白多肽鏈。 n當(dāng)有共阻遏物時與阻抑蛋白特異結(jié)合形成完全阻遏物，與操縱基因的親和力增強(qiáng)，阻止RNA聚合酶通過，結(jié)構(gòu)基因無法轉(zhuǎn)錄，酶合成受阻。四、酶生物合成的模式四、酶生物合成的模式細(xì)胞生長過程細(xì)

17、胞生長過程：調(diào)整期、生長期、平衡期和衰退期等4個階段比較細(xì)胞生長與酶產(chǎn)生的關(guān)系比較細(xì)胞生長與酶產(chǎn)生的關(guān)系, , 酶生物合成的模式分為酶生物合成的模式分為：同步合成型、延續(xù)合成型、中期合成型和滯后合成型。 1 1、同步合成型、同步合成型 酶的生物合成與細(xì)胞生長同步進(jìn)行。酶的生物合成與細(xì)胞生長同步進(jìn)行。酶的合成速度與細(xì)胞生長速度緊密聯(lián)系，又稱為生長偶聯(lián)型。酶的合成速度與細(xì)胞生長速度緊密聯(lián)系，又稱為生長偶聯(lián)型。屬于該合成型的酶，細(xì)胞進(jìn)入旺盛生長期時，酶大量生成；當(dāng)細(xì)胞生長進(jìn)入平衡期后，酶的合成隨著停止。 細(xì)胞濃度mg/ml酶濃度U/ml總細(xì)胞濃度 活細(xì)胞濃度胞外酶濃度 胞內(nèi)酶濃度大部分組成酶的生物合

18、成屬于同步合成型，大部分組成酶的生物合成屬于同步合成型，有部分誘導(dǎo)酶也按照此種模式進(jìn)行生物合有部分誘導(dǎo)酶也按照此種模式進(jìn)行生物合成。成。 例如米曲霉在含有單寧或者沒食子酸的例如米曲霉在含有單寧或者沒食子酸的培養(yǎng)基中生長，在單寧或沒食子酸的誘導(dǎo)培養(yǎng)基中生長，在單寧或沒食子酸的誘導(dǎo)作用下，合成單寧酶（作用下，合成單寧酶（tanase EC3.1.1.20）。）。 2 2、延續(xù)合成型、延續(xù)合成型 酶的生物合成在細(xì)胞的生長階段開始，在細(xì)胞生長進(jìn)入平衡期后，酶的生物合成在細(xì)胞的生長階段開始，在細(xì)胞生長進(jìn)入平衡期后，酶還可以延續(xù)合成一段較長時間。酶還可以延續(xù)合成一段較長時間。 屬于該類型的酶可以是組成酶，

19、也可以是誘導(dǎo)酶。例如， 在黑曲霉在以半乳糖醛酸或果膠為單一碳源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，可以誘導(dǎo)聚半乳糖醛酸酶（Polygalacturonase，EC3.2.1.15）的生物合成。 細(xì)胞濃度mg/ml酶濃度U/ml細(xì)胞濃度mg/ml酶濃度U/ml以半乳糖醛酸為誘導(dǎo)物 以含有葡萄糖的果膠為誘導(dǎo)物 3 3、中期合成型、中期合成型 該類型的酶在細(xì)胞生長一段時間以后才開始，而在細(xì)胞生長進(jìn)入平衡該類型的酶在細(xì)胞生長一段時間以后才開始，而在細(xì)胞生長進(jìn)入平衡期以后，酶的生物合成也隨著停止期以后，酶的生物合成也隨著停止。 細(xì)胞濃度mg/ml酶濃度U/ml例如，枯草桿菌堿性磷酸酶例如，枯草桿菌堿性磷酸酶（Alkalin

20、e phophatase，EC 3.1.3.1)的生物合成模式屬于中期合成型。由于該酶的合成受到其反應(yīng)產(chǎn)物無機(jī)磷酸的反饋阻遏，而磷又是細(xì)胞生長所必不可缺的營養(yǎng)物質(zhì)，培養(yǎng)基中必須有磷的存在。在細(xì)胞生長的開始階段, 培養(yǎng)基中的磷阻遏堿性磷酸酶的合成，只有當(dāng)細(xì)胞生長一段時間， 培養(yǎng)基中的磷幾乎被細(xì)胞用完（低于0.01 mmol/L）以后，該酶才開始大量生成。又由于堿性磷酸酶所對應(yīng)的mRNA不穩(wěn)定，其壽命只有30 min左右，所以當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入平衡期后， 酶的生物合成隨著停止。4 4、滯后合成型、滯后合成型 此類型酶是在細(xì)胞生長一段時間或者進(jìn)入平衡期以后才開始其生此類型酶是在細(xì)胞生長一段時間或者進(jìn)入平衡期

21、以后才開始其生物合成并大量積累。又稱為物合成并大量積累。又稱為非生長偶聯(lián)型非生長偶聯(lián)型。許多水解酶的生物合成都屬于這一類型。許多水解酶的生物合成都屬于這一類型。酶合成受到培養(yǎng)基中存在的受到培養(yǎng)基中存在的阻遏物的阻遏作用。只有隨著細(xì)胞的生長，阻遏物幾乎被細(xì)胞用完而阻遏物的阻遏作用。只有隨著細(xì)胞的生長，阻遏物幾乎被細(xì)胞用完而使阻遏解除后，酶才開始大量合成。使阻遏解除后，酶才開始大量合成。 若培養(yǎng)基中不存在阻遏物，該酶的合成可以轉(zhuǎn)為延續(xù)合成型。該類型酶所對應(yīng)的mRNA穩(wěn)定性很好，可以在細(xì)胞生長進(jìn)入平衡期后的相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行酶的生物合成。黑曲霉羧基蛋白酶生物合成 放線菌素D 對產(chǎn)酶的影響細(xì)

22、胞濃度mg/ml酶濃度U/ml酶濃度U/ml酶濃度U/ml3022不加加入不加加入5、理想的酶合成模式、理想的酶合成模式nmRNAmRNA穩(wěn)定性好的，平衡期以后繼續(xù)合成酶；不受阻遏物影響；生穩(wěn)定性好的，平衡期以后繼續(xù)合成酶；不受阻遏物影響；生產(chǎn)中，產(chǎn)中，最理想的合成模式應(yīng)是延續(xù)合成型。n同步合成型要盡量提高其對應(yīng)的同步合成型要盡量提高其對應(yīng)的mRNAmRNA的穩(wěn)定性，為此適當(dāng)降低發(fā)酵溫度是的穩(wěn)定性，為此適當(dāng)降低發(fā)酵溫度是可取的措施；可取的措施；n滯后合成型要設(shè)法降低培養(yǎng)基中阻遏物的濃度滯后合成型要設(shè)法降低培養(yǎng)基中阻遏物的濃度 ，盡量減少甚至解除產(chǎn)物阻，盡量減少甚至解除產(chǎn)物阻遏或分解代謝物阻遏作

23、用，使酶的生物合成提早開始；遏或分解代謝物阻遏作用，使酶的生物合成提早開始；n中期合成型則要在提高中期合成型則要在提高mRNAmRNA的穩(wěn)定性以及解除阻遏兩方面下功夫，使其生的穩(wěn)定性以及解除阻遏兩方面下功夫，使其生物合成的開始時間提前，物合成的開始時間提前， 并盡量延遲其生物合成停止的時間。并盡量延遲其生物合成停止的時間。6 6、酶生產(chǎn)過程中細(xì)胞生長動力學(xué)、酶生產(chǎn)過程中細(xì)胞生長動力學(xué) 細(xì)胞生長動力學(xué)主要研究細(xì)胞生長速度以及外界環(huán)境因素對細(xì)胞生長速度影響的規(guī)律。1950年，法國的 Monod首先提出了表述微生物細(xì)胞生長的動力學(xué)方程。 在培養(yǎng)過程中，在培養(yǎng)過程中， 細(xì)胞生長速率與細(xì)胞濃度成細(xì)胞生長

24、速率與細(xì)胞濃度成正比正比 。假設(shè)培養(yǎng)基中只有一種限制性基質(zhì)，而不存假設(shè)培養(yǎng)基中只有一種限制性基質(zhì)，而不存在其他生長限制因素時，在其他生長限制因素時，為這種限制性基為這種限制性基質(zhì)濃度的函數(shù)。質(zhì)濃度的函數(shù)。KS KS 為為MonodMonod常數(shù)，常數(shù)， 是指比生長速率達(dá)到是指比生長速率達(dá)到最大比生長速率一半時的限制性基質(zhì)濃度。最大比生長速率一半時的限制性基質(zhì)濃度。限制性基質(zhì)的物料平衡式限制性基質(zhì)的物料平衡式連續(xù)培養(yǎng)時的方程變化形式7 7、酶生產(chǎn)過程中產(chǎn)酶動力學(xué)、酶生產(chǎn)過程中產(chǎn)酶動力學(xué) 與生長相關(guān)與生長部分相關(guān)與生長無關(guān)常用的幾種模型常用的幾種模型五、酶的生產(chǎn)菌種五、酶的生產(chǎn)菌種n枯草桿菌枯草桿

25、菌：淀粉酶、蛋白酶；n巨大芽孢桿菌巨大芽孢桿菌：葡萄糖異構(gòu)酶；n大腸桿菌大腸桿菌：谷氨酸脫羧酶、青霉素?；傅?。n啤酒酵母啤酒酵母：轉(zhuǎn)化酶、醇脫氫酶；n假絲酵母假絲酵母：脂肪酶、轉(zhuǎn)化酶；n黑曲酶黑曲酶：果膠酶、酸性蛋白酶、糖化酶；n根霉根霉：糖化酶、轉(zhuǎn)化酶；n毛霉菌毛霉菌：蛋白酶、糖化酶、脂肪酶；n青霉青霉：纖維素酶、葡萄糖氧化酶；n米曲霉米曲霉：糖化酶、蛋白酶；n鏈霉菌鏈霉菌：青霉素酰化酶、堿性蛋白酶、幾丁質(zhì)酶。 六、酶的發(fā)酵生產(chǎn)工藝過程六、酶的發(fā)酵生產(chǎn)工藝過程n1、種子擴(kuò)大培養(yǎng)、種子擴(kuò)大培養(yǎng)n目的：為每次發(fā)酵罐的投料提供一定數(shù)量代謝旺盛的菌種。n 種子擴(kuò)大培養(yǎng)級數(shù)分為多級流程（一般三級）：

26、斜面菌種搖床一級種子培養(yǎng)-二級種子罐培養(yǎng)-發(fā)酵罐n2、發(fā)酵方法、發(fā)酵方法n（1）固體發(fā)酵法：）固體發(fā)酵法：n（2）液體發(fā)酵法：）液體發(fā)酵法：P-1 / FL-101FillingP-1 / PFF-101P&F FiltrationP-2 / V-102Seed FermentationP-1 / V-101FermentationP-2 / RVF-101Rotary Vacuum FiltrationP-1 / TH-101ThickeningP-1 / FL-101FillingP-1 / GR-101GrindingP-1 / SDR-101Spray DryingP-1 /

27、TDR-101Tray Dryingn（3）固定化細(xì)胞）固定化細(xì)胞n（4）固定化原生質(zhì)體）固定化原生質(zhì)體n3、發(fā)酵工藝條件的控制、發(fā)酵工藝條件的控制（液體發(fā)酵為例）n（1 1）pHpH值的調(diào)節(jié)值的調(diào)節(jié)n細(xì)胞產(chǎn)酶的最適pH通常接近于該酶反應(yīng)的最適pH。n如：堿性蛋白酶最適pH為pH8.5-9.0；中性蛋白酶最適pH為pH6.0-7.0；酸性蛋白酶最適pH為pH4-6；n不同細(xì)胞需不同pH值;同一細(xì)胞不同pH值條件下產(chǎn)物也不一樣.n黑曲霉中性時產(chǎn)-淀粉酶多于產(chǎn)糖化酶，偏酸時產(chǎn)糖化酶提高而產(chǎn)淀粉酶減少。n（2）溫度的調(diào)節(jié)：n產(chǎn)酶速度：分段控溫。n產(chǎn)熱因素：生物熱+攪拌熱-蒸發(fā)熱-顯熱-輻射熱n控制：

28、冷卻n（3）溶解氧的調(diào)節(jié)nN=KLC（C*-C）n影響：菌體生長；代謝途徑n因素：菌體生長代謝；發(fā)酵異常（染菌：好氧雜菌、噬菌體；設(shè)備故障：加油器失靈、攪拌停止、溫控失靈、空氣管堵塞）n控制：供氧角度（罐結(jié)構(gòu)L/D、攪拌、氣體成分、通氣速率、罐壓）；耗氧角度（基質(zhì)濃度、溫度、表面活性劑）。n4、提高酶產(chǎn)量的措施、提高酶產(chǎn)量的措施n（1）添加誘導(dǎo)物：酶作用底物、酶反應(yīng)產(chǎn)物、酶的底物類似物。n（2）控制阻遏物濃度：流加難利用碳源；降低未端產(chǎn)物濃度。n（3）添加表面活性劑：非離子表面活性劑（吐溫等）可增加細(xì)胞通透性。n（4）添加產(chǎn)酶促進(jìn)劑：植酸鈣鎂霉菌蛋白酶；PVA糖化酶；醋酸鈉纖維素酶1 1、激肽釋放酶、激肽釋放酶（1）藥理功能-具有擴(kuò)張血管的功能，并能提高血管通透性，起到改善血液循環(huán)的作用。（2）臨床應(yīng)用-治療動脈硬化、血管炎、四肢皮膚潰瘍。（3）生產(chǎn)方法 提取法生產(chǎn)-以豬的頷下腺為原料進(jìn)行提取。 提取法生產(chǎn)-以豬的胰臟為原料進(jìn)行提取。七、常見藥用酶的生產(chǎn)七、常見藥用酶的生產(chǎn)2 2、雙鏈酶、雙鏈酶（1）藥理