圣琪多元發(fā)酵培養(yǎng)基酵母培養(yǎng)基篇課件

圣琪生物多元發(fā)酵培養(yǎng)基酵母培養(yǎng)基篇圣琪生物酵母培養(yǎng)基圣琪生物結(jié)合不同發(fā)酵客戶的不同的菌種特性、不同的培養(yǎng)基營養(yǎng)需求、不同的產(chǎn)品的發(fā)酵代謝途徑、不同產(chǎn)物的合成機制等多個因素生產(chǎn)適合不同發(fā)酵產(chǎn)品的不同需求的培養(yǎng)基。圣琪生物的酵母培養(yǎng)基開發(fā)背景1、與國外酵母培養(yǎng)基產(chǎn)品相比，國內(nèi)的一些培養(yǎng)基在某些發(fā)酵產(chǎn)品的應(yīng)用效果上與國外還有一點差距，需要針對這些產(chǎn)品生產(chǎn)的營養(yǎng)需求特征來開發(fā)特定的培養(yǎng)基，提高產(chǎn)品的競爭力。2、生物產(chǎn)業(yè)的競爭在加劇，高附加值和采用清潔生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的新型發(fā)酵產(chǎn)品越來越多，傳統(tǒng)的酵母培養(yǎng)基已不能完全滿足行業(yè)的發(fā)展需求。大部分發(fā)酵產(chǎn)品是微生物的初級代謝產(chǎn)物或次級代謝產(chǎn)物，特別是微生物的次級代謝過程復(fù)雜，其中培養(yǎng)基的調(diào)節(jié)作用非常關(guān)鍵，有機氮源中的多營養(yǎng)成分對次級代謝的促進作用和反饋抑制作用往往同時存在，所以培養(yǎng)基生產(chǎn)廠家需要加強對發(fā)酵代謝調(diào)控理論的研究，通過發(fā)酵代謝調(diào)控理論來分析產(chǎn)物的生成原理，將培養(yǎng)基的生產(chǎn)和產(chǎn)品生產(chǎn)緊密的結(jié)合起來，使培養(yǎng)基中的各營養(yǎng)成分與發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝需求及產(chǎn)物表達原理更匹配。應(yīng)用領(lǐng)域

目前，酵母培養(yǎng)基已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于抗生素、生物催化、生物防腐劑、生物有機酸、維生素、生物多糖、酶制劑、核酸、氨基酸、基因工程藥、微生態(tài)、脂肪酸及藻類等微生物發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)中。蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、維生素、微量金屬元素等營養(yǎng)物質(zhì)含量均衡合理的酵母培養(yǎng)基能顯著提升發(fā)酵產(chǎn)品得率。在一些采用營養(yǎng)缺陷型生產(chǎn)菌種或基因工程菌種類產(chǎn)品的生產(chǎn)中，加入酵母培養(yǎng)基后，產(chǎn)品生產(chǎn)更穩(wěn)定，可顯著的提高產(chǎn)品產(chǎn)量，縮短發(fā)酵時間。

產(chǎn)品型號

應(yīng)用領(lǐng)域圣琪的酵母浸出物的特色產(chǎn)品L650氨基酸、鳥苷、肌苷、VB2P680微生態(tài)、酶、乳酸鏈球菌素L681/P681聚丙烯酰胺(腈水合酶發(fā)酵)實驗室及高檔發(fā)酵產(chǎn)品專用

應(yīng)用領(lǐng)域

P606/P686/P687細菌鑒定培養(yǎng)、種子培養(yǎng)、透明質(zhì)酸、胰島素、干擾素、鳥苷、肌苷、蟲草、新型抗生素發(fā)酵等圣琪生物的試劑級酵母浸粉

產(chǎn)品型號

應(yīng)用領(lǐng)域P01/P02伊維菌素、阿維菌素、泰樂菌素、頭孢菌素、硫酸新霉素、S-誘抗素

M01

金霉素、維生素P622/P822金霉素、醫(yī)藥中間體圣琪生物的酵母粉鏈霉素新霉素卡那霉素巴龍霉素壯觀霉素

核糖霉素多糖己糖磷酸丙糖磷酸絲氨酸磷酸甘油酸PEP丙酮酸青霉素頭孢霉素Cephamycin丁糖磷酸戊糖磷酸核酸核苷半胱氨酸纈氨酸α-氨基己二酸莽草酸分支酸新生霉素氯霉素綠膿菌素四環(huán)素色氨酸苯丙氨酸酪氨酸新生霉素林肯霉素放線菌素吲哚霉素麥角酸支霉粘素草酰乙酸乙酰CoA順烏頭酸甲羥戊酸α-酮戊二酸衣康酸谷氨酸間型霉素麥角甾醇赤霉素類胡蘿卜素甾醇類異戊二烯脂肪酸Brefeldin丙二酸四環(huán)素紅霉素力福霉素放線菌酮曲張鏈菌素曲酸從發(fā)酵代謝途徑看，大部分發(fā)酵產(chǎn)品是微生物的酵解途徑、磷酸戊糖途徑、三羧酸循環(huán)途徑等的初級代謝產(chǎn)物或次級代謝產(chǎn)物，生產(chǎn)時，需要進行嚴格的發(fā)酵代謝調(diào)控才能提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。主要發(fā)酵產(chǎn)品的生物合成途徑乳酸發(fā)酵菌種專門強化了EMP途徑，弱化了TCA途徑，因此，生產(chǎn)菌種屬多種營養(yǎng)物質(zhì)的營養(yǎng)缺陷型，需要靠從外界吸收大量的營養(yǎng)物質(zhì)來維持菌體的生長。推薦使用的酵母浸出物型號：

P602/P604/P687乳酸發(fā)酵Leu-、Thr-黃色短桿菌生產(chǎn)賴氨酸氨基酸發(fā)酵屬于典型的代謝調(diào)控發(fā)酵，為了減少產(chǎn)物的反饋阻遏和反饋抑制作用，賴氨酸的生產(chǎn)菌種多為某些氨基酸的營養(yǎng)缺陷型菌株，因此對培養(yǎng)基的要求也比較高。推薦使用的酵母浸出物型號：P603/P604/P608xx賴氨酸發(fā)酵丙酸發(fā)酵根據(jù)丙酸的代謝途徑分析，丙酸主要來自于碳源，轉(zhuǎn)化方程式可簡單描述為：（1）以甘油為碳源發(fā)酵時：

甘油→丙酸+水（2）以葡萄糖為碳源發(fā)酵時：1.5葡萄糖→2丙酸+乙酸+二氧化碳+水（3）以乳酸為碳源發(fā)酵時：3乳酸→2丙酸+乙酸+二氧化碳+水高濃度的碳源和丙酸均會抑制菌體的生長，因此，僅通過分批培養(yǎng)難以實現(xiàn)細胞和丙酸的高產(chǎn)量。通過脈沖補料、恒速流加培養(yǎng)等培養(yǎng)方式可在減少碳源抑制的同時增加培養(yǎng)基中的總碳源量，從而可提高菌體的生長密度和丙酸的產(chǎn)量。推薦使用的酵母浸出物型號：P602/P604/P604HD鳥苷、肌苷發(fā)酵菌種及代謝調(diào)控鳥苷、肌苷的發(fā)酵多采用腺嘌呤、黃嘌呤、鳥嘌呤的營養(yǎng)缺陷型菌株，通過控制培養(yǎng)基中的腺嘌呤、黃嘌呤、鳥嘌呤的含量，減弱某些非目的產(chǎn)物的合成途徑,減弱目的產(chǎn)物的分解代謝途徑。如圖所示，生產(chǎn)鳥苷時就減弱AMP代謝途徑，生產(chǎn)肌苷時就減弱AMP、XMP、GMP的代謝途徑，從而達到積累鳥苷、肌苷的目的.鳥苷、肌苷的發(fā)酵

鳥苷酸、肌苷酸從頭合成過程鳥苷、肌苷的合成屬于核苷酸的從頭合成途徑，如圖所示，在核酸的合成過程中，天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸是肌苷酸、鳥苷酸生產(chǎn)的重要原料，因此，需要提供營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基保持菌體的快速生長。推薦使用的酵母浸出物型號：L650/P601/P687鳥苷、肌苷的發(fā)酵原料大腸桿菌、黃色短桿菌、谷氨酸桿菌等生產(chǎn)芳香族氨基酸芳香族氨基酸的發(fā)酵芳香族氨基酸發(fā)酵L-苯丙氨酸的發(fā)酵是利用磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性被高濃度的葡萄糖強烈抑制的原理。當(dāng)培養(yǎng)基中的初始糖濃度較高時，菌體中的烯醇式丙酮酸和赤蘚糖得到大量積累，被用來生成L-苯丙氨酸，根據(jù)苯丙氨酸的合成途徑：推薦使用的酵母浸出物型號：

P604/P608/L602/L800VB2的發(fā)酵VB2的合成從葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑合成5-磷酸核糖開始，進一步生成L-3，4-二羥基-2-丁酮-4-磷酸（DHBP），同時由核酸從頭合成途徑生成三磷酸鳥苷（GTP）。DHBP和GTP作為前體進入VB2合成途徑。國外一般使用營養(yǎng)更為豐富的酵母抽提物作為VB2的發(fā)酵培養(yǎng)基，國內(nèi)還在使用酵母粉。推薦使用的酵母浸出物型號：

P602/L602/L650左圖所示為合成桿菌肽的半胱氨酸、谷氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、鳥氨酸、苯基丙氨酸和天門冬氨酸的生物合成途徑。由左圖可知，合成桿菌肽的氨基酸大部分是經(jīng)TCA循環(huán)途徑合成；另外需要經(jīng)糖酵解途徑合成半胱氨酸和亮氨酸；需經(jīng)過磷酸戊糖途徑合成組氨酸；需經(jīng)糖酵解和磷酸戊糖途徑共同合成苯丙氨酸，因此，桿菌肽的發(fā)酵需要營養(yǎng)均衡的培養(yǎng)基。推薦使用的酵母浸出物型號：L800/P800/P604/P608桿菌肽發(fā)酵的氨基酸合成途徑乳酸鏈球菌素的發(fā)酵乳酸鏈球菌素是乳酸乳球菌在酸性條件下產(chǎn)生的活性多肽，由34個氨基酸組成，一分子乳酸鏈球菌素主要由8分子丙氨酸、4分子Abu、3分子的甘氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、2分子的亮氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、DHA、1分子的纈氨酸、組氨酸、絲氨酸、脯氨酸、DHB組成左圖所示為合成乳酸鏈球菌素的組氨酸、脯氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、賴氨酸、天冬酰胺、亮氨酸、纈氨酸、丙氨酸、絲氨酸、甘氨酸等的生物合成途徑。由圖可知，合成乳酸鏈球菌素的大部分氨基酸屬于天門冬氨酸族氨基酸；另外需要經(jīng)糖酵解途徑合成甘氨酸和絲氨酸；需經(jīng)過磷酸戊糖途徑合成組氨酸；需經(jīng)TCA循環(huán)途徑合成脯氨酸；推薦使用的酵母浸出物型號：L601/P601/P608/P680乳酸鏈球菌素的氨基酸合成途徑透明質(zhì)酸的發(fā)酵如圖所示，透明質(zhì)酸是經(jīng)磷酸戊糖途徑生成的乙酰基葡萄糖和葡萄糖醛酸雙糖單位重復(fù)連接構(gòu)成的線性多糖。每合成1moL二糖單位,消耗5moLATP、2moLNADH和1moL乙酰CoA,所以透明質(zhì)酸的合成是一個耗能過程，需要維持菌體的快速生長供能。透明質(zhì)酸主要存在于鏈球菌的莢膜中，鏈球菌正常生長時透明質(zhì)酸的產(chǎn)量不高，通常做法是在穩(wěn)定生長期提高發(fā)酵液的pH值，菌體會因pH突然變大而暫時停止生長，從而增加莢膜中透明質(zhì)酸的產(chǎn)量。推薦使用的酵母浸出物型號：P601/P686/P687葡萄糖281-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮烯醇式丙酮酸丙酮酸0.51~0.63TCA循環(huán)中間產(chǎn)物乙醇乙酸17糖原直鏈淀粉蔗糖纖維素乳糖木糖赤蘚糖

葡萄糖醛酸2葡萄糖胺果糖甘露糖3TCA循環(huán)黃原膠是由葡萄糖：甘露糖：葡萄糖醛酸：乙酸：丙酮酸=