《發(fā)酵工程》PPT課件

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1、第4章菌種保藏的原理和方法菌種保藏的重要意義在于如何保持優(yōu)良菌種其優(yōu)良性狀的穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)的實際需要。菌種的保藏的基本原理都是根據(jù)微生物的生理生化特性，人為地創(chuàng)造條件，使微生物處于代謝不活潑，生長繁殖受到抑制的休眠狀態(tài)，以減少菌種的變異。一般可以通過降低培養(yǎng)基營養(yǎng)成分、低溫、干燥和缺氧等方法，達到防止突變、保持純種的目的。斜面保藏法4～5℃冰箱中保藏，保藏期3～6月穿刺保藏法4～5℃冰箱中保藏，保藏期6～12月沙土管干燥保藏法密封4～5℃冰箱中保藏，保藏期1～2年真空冷凍干燥保藏法安瓿管4～5℃冰箱中保藏，保藏期5

2、～10年液氮保藏法安瓿管保藏在－150℃或－196℃的液氮中，保藏期2～3年懸液保藏法密封在10℃或室溫（18～20℃）保藏，保藏一年或更長低溫保藏法密封－20℃以下的低溫中保藏，保藏期約在一年左右保藏方法第5章微生物的代謝調(diào)節(jié)在實際生產(chǎn)中，要達到超量積累產(chǎn)物，提高生產(chǎn)效率，必須打破微生物原有的代謝調(diào)控系統(tǒng)，在適當(dāng)?shù)臈l件下，讓微生物建立新的代謝方式，高濃度地積累人們所期望的產(chǎn)物。為達到這一目的，可以采用兩種方式：一種就是通過各種育種方法，選育基因突變株，從根本上改變微生物的代謝；另一種是控制微生物的各種培養(yǎng)條件，影

3、響其代謝過程。5.1微生物的代謝類型和自我調(diào)節(jié)1.代謝類型微生物的生長繁殖主要是依賴于兩種代謝途徑，即分解代謝和合成代謝。微生物的分解代謝和合成代謝是相互關(guān)聯(lián)、相互制約的，成為其生命活動的基礎(chǔ)。1）微生物通過分解代謝將從環(huán)境中吸收的各種碳源、氮源等物質(zhì)降解，為細胞的生命活動提供能源和小分子中間體。2）微生物的合成代謝是利用分解代謝的能量和中間體合成氨基酸、核酸等單體物質(zhì)，及蛋白質(zhì)、核酸、多糖等多聚物。2.微生物自我調(diào)節(jié)的部位許多化合物代謝的部位是受到控制的，有三種控制方式：1）細胞膜對大多數(shù)親水分子起一種屏障作用，

4、但又存在著某些輸送通道。2）調(diào)節(jié)現(xiàn)有酶量和改變酶分子的活性。對酶量的調(diào)節(jié)可以通過增加或減少關(guān)鍵酶的合成或降解速率進行。3）限制基質(zhì)的有形接近。微生物自我調(diào)節(jié)的三個部位實際上也就是三個類型，但都涉及到酶促反應(yīng)調(diào)節(jié)。酶促調(diào)節(jié)的方式包括酶活性調(diào)節(jié)和酶合成調(diào)節(jié)兩大類。從調(diào)節(jié)作用的特點上看，酶活性調(diào)節(jié)的效果是即時而又迅速的；而酶量調(diào)節(jié)涉及到酶蛋白合成，所以調(diào)節(jié)的效果較慢。這兩種調(diào)節(jié)方式往往同時存在于同一個代謝途徑中，而使有機體能夠迅速、準(zhǔn)確和有效地控制代謝過程。5.2酶活性調(diào)節(jié)1.酶的激活作用和酶的抑制作用酶活性調(diào)節(jié)包括兩個

5、方面，即酶的激活作用和酶的抑制作用。酶的激活作用是指在某個酶促反應(yīng)系統(tǒng)中，某種低分子質(zhì)量的物質(zhì)加入后，導(dǎo)致原來無活性或活性很低的酶轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚曰蚧钚蕴岣?，使酶促反?yīng)速率提高的過程。能引起酶的活力提高（或獲得）的物質(zhì)稱為酶的激活劑。酶的抑制作用是指在某個酶促反應(yīng)系統(tǒng)中，某種低分子質(zhì)量的物質(zhì)加入后，導(dǎo)致酶活力降低的過程。能引起酶的活力降低（或喪失）的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。激活劑和抑制劑可以是外源物質(zhì)，也可以是機體自身代謝過程中產(chǎn)生與積累的代謝產(chǎn)物。2.酶活性調(diào)節(jié)的機制酶活性調(diào)節(jié)的機制包括酶的變構(gòu)理論和酶分子的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)

6、理論。1）變構(gòu)調(diào)節(jié)理論變構(gòu)調(diào)節(jié)是通過條件的變化，使酶分子空間構(gòu)型上的變化來引起酶活性的改變。變構(gòu)酶一般具有相當(dāng)高的分子質(zhì)量，并由多個亞基組成，這些亞基多是相同的。每個亞基都具有催化和變構(gòu)調(diào)節(jié)的位點。2）變構(gòu)分子內(nèi)部的化學(xué)修飾作用有的變構(gòu)酶可以通過修飾酶作用與某種物質(zhì)以共價鍵結(jié)合，導(dǎo)致酶的化學(xué)組成發(fā)生變化，從而提高或降低酶的活性。當(dāng)酶不與這種特定的物質(zhì)結(jié)合時，該酶的活性就喪失（或降低），或者獲得活性（或提高活性）。5.3酶合成的調(diào)節(jié)酶量調(diào)節(jié)的方式包括誘導(dǎo)和阻遏兩種類型。1)誘導(dǎo)作用指在某種化合物（包括外加的和內(nèi)源性的

7、積累）作用下，導(dǎo)致某種酶合成或合成速率提高的現(xiàn)象。誘導(dǎo)酶又稱為適應(yīng)性酶，是依賴于某種底物或底物的結(jié)構(gòu)類似物的存在而合成的酶。能夠誘導(dǎo)某種酶合成的化合物稱為該酶的誘導(dǎo)劑。誘導(dǎo)劑可以是誘導(dǎo)酶的底物，也可以是底物的結(jié)構(gòu)類似物。一種誘導(dǎo)酶的合成可以有一種以上的誘導(dǎo)劑，但不同的誘導(dǎo)劑的誘導(dǎo)能力不同。并且誘導(dǎo)能力還與誘導(dǎo)劑的濃度有關(guān)。當(dāng)某種物質(zhì)加入后，引起細胞代謝速率提高可以是激活，亦可以是誘導(dǎo)，這可用酶的定量分析方法來確定。5.3酶合成的調(diào)節(jié)2)阻遏作用是指在某種化合物作用下，導(dǎo)致某種酶合成停止或合成速率降低的現(xiàn)象。如果代謝

8、產(chǎn)物是某種合成途徑的終產(chǎn)物，這種阻遏稱為末端產(chǎn)物阻遏；如果代謝產(chǎn)物是某種化合物分解的中間產(chǎn)物，這種阻遏稱為分解代謝產(chǎn)物阻遏。5.4分支生物合成途徑的調(diào)節(jié)許多生物合成途徑具有兩個以上的末端產(chǎn)物，這種分支合成途徑的調(diào)節(jié)方式比直鏈?zhǔn)酱x途徑要復(fù)雜得多。調(diào)節(jié)機理包括：同工酶調(diào)節(jié)協(xié)同反饋調(diào)節(jié)累加反饋調(diào)節(jié)增效反饋調(diào)節(jié)順序反饋調(diào)節(jié)激活和抑制聯(lián)合調(diào)節(jié)酶的共價修飾等方式5.5