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1、生物分離過程的一般流程本章內容2常見的細胞壁結構細胞破碎技術包涵體的純化方法本章的主要內容3概述不同類型的細胞分泌目標產物的類型：動物細胞多分泌到細胞外培養(yǎng)液植物細胞多為胞內產物微生物（細菌/酵母/真菌）胞內、胞外對于胞內產物需要收集菌體或細胞進行破碎。4概述大多數情況下，抗生素，胞外酶，一些多糖，及氨基酸等目標產物存在于發(fā)酵液中。有些目標產物存在于生物體中。尤其是由基因工程菌產生的大多數蛋白質是在細胞內沉積。脂類物質和一些抗生素包含在生物體中。5細胞破碎（cellrupture）技術是指利用外力破壞細胞膜和細胞壁，使細胞內物質包括目的產物成分釋放出來的技術。細胞破碎技術是分離純
2、化細胞內合成的非分泌型生化物質（產品）的基礎。為了研究細胞破碎，提高其破碎率，有必要了解各種微生物細胞壁的組成和結構。64.1細胞壁結構對破碎的影響微生物細胞和植物細胞外層均為細胞壁，細胞壁里面是細胞膜，動物細胞沒有細胞壁，僅有細胞膜。通常細胞壁較堅韌，細胞膜脆弱，易受滲透壓沖擊而破碎，因此細胞破碎的阻力主要來自于細胞壁。不同細胞壁的結構和組成不完全相同，故細胞壁的機械強度不同，細胞破碎的難易程度也就不同。7細菌細胞壁結構幾乎所有細菌的細胞壁都是由肽聚糖組成，它是難溶性的聚糖鏈；相鄰聚糖鏈上的短肽又交叉相聯，構成了細胞壁的三維網狀結構，包圍在細胞周圍；使細胞具有一定的形狀和強度。
3、8細菌細胞壁結構破碎細菌的主要阻力是來自于肽聚糖的網狀結構，其網結構的致密程度和強度取決于聚糖鏈上所存在的肽鍵的數量和其交聯的程度。革蘭氏陰性菌的細胞壁結構與革蘭氏陽性菌有很大不同。革蘭氏陰性菌典型的生物是大腸桿菌，通過這種細胞生產了很多細胞重組的產物。藥物名稱宿主用途胰島素大腸桿菌治療糖尿病人生長激素大腸桿菌治療侏儒病α-干擾素大腸桿菌治療毛狀細胞白血病等9酵母細胞壁的結構示意圖最里層是由葡聚糖的細纖維組成，它構成了細胞壁的剛性骨架，使細胞具有一定的形狀，上面的是一層糖蛋白，最外層是甘露聚糖，由1,6-磷酸二酯鍵連接成網狀。在該層的內部，有甘露聚糖-酶的復合物。破碎酵母細胞壁的
4、阻力主要決定于壁結構交聯的緊密程度和它的厚度。10真菌的細胞壁真菌的細胞壁較厚，主要由多糖組成，其次還含有較少量的蛋白質和脂類。不同的真菌，細胞壁的組成有很大的不同，其中大多數真菌的多糖壁是由幾丁質和葡聚糖構成，少數含纖維素。與酵母和細菌的細胞壁一樣，真菌細胞壁的強度和聚合物的網狀結構有關，不僅如此，它還含有幾丁質或纖維素的纖維狀結構，所以強度有所提高。11紅面包霉菌細胞壁具有同心圓層狀結構主要存在三種聚合物最外層(a)是α-和β-葡聚糖的混合物，第2層(b)是糖蛋白的網狀結構第3層(c)主要是蛋白質，最內層(d)主要是幾丁質。紅面包霉菌細胞壁的結構示意圖12微生物革蘭氏陽性細菌
5、革蘭氏陰性細菌酵母菌霉菌壁厚20-80nm10-13nm100-300nm100-250nm層次單層多層多層多層主要組成肽聚糖(40-90%)多糖胞壁酸蛋白質脂多糖(1-4%)肽聚糖(5-10%)脂蛋白脂多糖(11-22%)磷脂蛋白質葡聚糖(30-40%)甘露聚糖(30%)蛋白質(6-8%)脂類(8.5-13.5%)多聚糖(80-90%)脂類蛋白質細胞壁的組成和結構微生物革蘭氏陽性細菌革蘭氏陰性細菌酵母菌真菌壁厚20-80nm10-13nm100-300nm100-250nm層次單層多層多層多層主要組成肽聚糖(40-90%)多糖胞壁酸蛋白質脂多糖(1-4%)肽聚糖(5-10%)脂
6、蛋白脂多糖(11-22%)磷脂蛋白質葡聚糖(30-40%)甘露聚糖(30%)蛋白質(6-8%)脂類(8.5-13.5%)多聚糖(80-90%)脂類蛋白質細胞壁的組成和結構13植物細胞壁的結構對于已生長結束的植物細胞壁可分為初生壁和次生壁兩部分。初生壁是細胞生長期形成的。初生壁一般較?。?～3μm），富有彈性。由多糖和蛋白質構成，多糖主要成分為纖維素、半纖維素和果膠類物質。纖維素是長鏈D-葡聚糖，許多這樣的長鏈形成微纖絲。它是構成細胞壁的骨架，細胞壁的機械強度主要來自于微纖絲。14植物次生細胞壁某些植物細胞，當生長停止后，在細胞質和初生細胞壁之間形成了次生細胞壁。次生壁一般較厚(4
7、μm以上)，常有三層組成。在次生壁中，纖維素和半纖維素含量比初生壁增加很多，纖維素的微纖絲排列得更緊密和有規(guī)則，而且存在木質素的沉積。因此次生壁的形成提高了細胞壁的堅硬性，使植物細胞具有很高的機械強度。154.2細胞破碎技術16機械破碎搗碎法研磨法勻漿法超聲法物理破碎溫度差破碎法壓力差破碎法化學破碎有機溶劑：表面活性劑：酸堿酶促破碎自溶法外加酶制劑法通過機械運動產生的剪切力，使組織、細胞破碎。通過各種物理因素的作用，使組織、細胞的外層結構破壞，而使細胞破碎。通過各種化學試劑對細胞
