第一节 微生物的特性及工业微生物的要求 一、微生物的特性 ? 有些微生物能在厌氧的条件下成长 ? 有些微生物可以运用简略的有机物和无机物满意本身 的成长 ? 有些微生物能进行杂乱的代谢 ? 有些微生物能运用较杂乱的化合物 ? 有些微生物能在极点的环境下成长 二：工业化菌种的要求 ? 可以运用廉价的质料，简略的培育基，很多高效地组成 产品 ? 有关组成产品的途径尽或许地简略，或者说菌种改造的 可操作性要强 ? 遗传功用要相对安稳 ? 不易感染它种微生物或噬菌体 ? 发生菌及其产品的毒性有必要考虑（在分类学上最好与致病 菌无关） ? 出产特性要契合工艺要求 第二节 已工业化产品出产菌的介绍 一、抗生素出产有关的微生物 抗生素是次级代谢产品，需求生物体进行杂乱的代谢， 现在发现的生物来历如下： 放线菌（链霉素 四环素；红霉素 等） 真菌（青霉素、头孢等） 一些产芽孢的细菌 植物或动物来历 二、氨基酸出产有关的微生物 50, 60年代以氨基酸发酵为代表的代谢操控发酵，是 发酵工业开展历史上的一个转折点： 代谢操控发酵：用人工诱变的办法，有意识地改动微生 物的代谢途径，最大极限地堆集产品，这种发酵形象地 称为代谢操控发酵，最早在氨基酸发酵中得到成功运用。 AK:天冬氨酸激酶 HD:高丝氨酸脱氢酶 HT:高丝氨酸转乙酰酶 黄色短杆菌中赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸的组成 调理机制 氨基酸出产菌的要求：代谢途径比较清楚， 代谢途径比较简略 谷氨酸发酵的菌种： 棒杆菌属，短杆菌属、节杆菌属或小 杆菌属的棒型细菌 其它氨基酸出产菌： 惯例菌种一般也是以谷氨酸出产菌 选育而成；工程菌，大肠杆菌，枯 草芽孢杆菌 三、食物酶制剂出产有关的微生物 开发一个新酶，都要经过一系列研讨的毒理试验。关于 食物用酶，美国需求得到FDA的赞同。现在已赞同运用的 只是少量微生物能用于出产食物用酶。 α—淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢杆菌 和地衣牙孢杆菌 三、常用的基因表达体系 (一)原核生物：大肠杆菌(1977年Boyer)、枯草牙胞杆菌 沙门氏菌 ? 成长敏捷、蛋白产值高; ? 表达蛋白的纯化、别离及剖析快速； ? 外源基因的导入相对简略； ? 已建立了整套表达理论及技能. (二) 真核细胞表达体系 ? 酵母(既是微生物又是真核细胞) ? 成长敏捷，养分要求不高，易培育； ? 安全性好； ? 比哺乳动物细胞操作简略； ? 具有必定的润饰蛋白的才能。 ? 我国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）表达体系 ? 具有精确的转录后润饰功用； ? 具有产品胞外分越功用，便于下流产品别离纯化； ? 具有重组基因的高效扩增和表达才能； ? 具有贴壁成长特性，也可进行悬浮成长； ? CHO很少排泄本身的内源蛋白。 问题：出产抗生素的微生物能不能用于出产氨基酸？ 微生物（包含动、植物细胞）简直可以出产 咱们所需的全部产品，可是涉及到工业化生 产关于某一种特定的产品，只要特定的微生 物才具有很多表达的潜力。 例： 礼来(Eli lilly),花了10年的时刻从40万株微 生物中，发现了三种有潜力的新抗生素。 第三节 自然界中有意图微生物别离的准则 一、菌种别离的一般进程 土样的采纳 → 预处理 → 培育 → 菌落的挑选 → 产品的判定 意图：高效地获取一株高产意图产品的微生物 问题： 怎么使样品中所含微生物的或许性大 怎么在后续的操作中使这种或许性完成 二、采样时要注意的问题 ? 气候、水分、空气 ? 来历要广 ? 结合产品的特色 ? 标签：地址、时刻、气候等 三、意图微生物富集的一些根本办法 ?富集的意图： 让意图微生物在种群中占优势，使挑选变 得或许。 ?富集的三种计划： ? 定向培育:选用特定的有利于意图微生物富集的 条件，进行培育。 ? 当不或许选用定向培育时，则可规划在一个分 类学中考虑， ? 不能供给任何有助于挑选发生菌的信息，这 时只能经过随机别离的办法 定向培育的办法 物理办法：加热、膜过滤等，表2-2 （P31） 但主要是经过培育的办法 定向培育的富集办法 1、底物 3、培育时刻 2、pH条件 4、培育温度 等全部能进步意图微生物相对成长速 度的手法，培育（固体、液体；分批 接连）后使意图微生物在种群中占优 势。 四、菌落的选出 ? 从产品视点动身 在培育时以产品的构成有意图的规划培育基 运用简略、快速的判定办法，如抗生素（P35） ? 从形状的视点 菌落的外观形状，是微生物的一个重要表征。如多糖 发生菌在恰当的培育基上成长，从具有粘液性的菌落外观 上就可以开始辨认。 实例：碱性纤维素酶发生菌的挑选（国家七五攻关项目） 文献:发生菌为中性牙孢杆菌，嗜碱牙孢杆菌、放线%CMC（羧甲基纤维素），pH10.5 培育3～4天，挑选有洼陷圈的菌落 采样（造纸厂） 26株为组成型 从285个土样中取得62株 36株为诱导型 例：醛肟水解酶的挑选 --Journal of biotechnology 94(2002), 65-72 培育基中含0.05% of Z-PAOx 每隔2-3天移去一半培育物，弥补新鲜培育基 不断剖析样品，2-3个月后Z-PAOx下降后，稀释别离条菌落 五、意图微生物富集办法的研讨进展 ? 现在土壤中可以培育的微生物不到总数的1%。微生物的 多样性及资源的开发仍然是往后若干年的研讨要点。 2002,陈文新（科学院院士） ? 分子生物学的试验手法，在微生物辨别及特定方针产品 的挑选方面发挥了着越来越重要的效果。如:16SRNA同 源性剖析，基因序列剖析及DNA/DNA杂交技能等 ? In contrast to this traditional approach, modern molecular biology technique