第三章第一节酶生物合成的调节PPT课件

3、蛋白质的合成(翻译)-Translation
翻译: 以RNA中mRNA为模板,按照其 核苷酸顺序所组成的密码指 导蛋白质的合成的过程.
SOD - blood Papain-Papaya Chymotrypsin-Pancrea …… organ/tissue/cell
Amylase from Bacillus Protease from Bacillus Phosphatase from Bacillus Glucoamylase from Aspergillus …… Plant cell culture Animal cell culture
• 优点：设备简单，操作方便。麸曲中酶的 浓度特别高，特别适用于各种霉菌的培养 和发酵产物。
• 缺点：劳动强度大，原料利用率低，生产 周期长。
2、液体深层发酵
• 将液体培养基置于生物反应器中，经过灭 菌、冷却后，接种产酶细胞，在一定的条 件下进行发酵，生产得到所需酶。
• 优点：机械化程度较高，技术管理较严格， 酶的产率较高，质量较稳定，产品回收率 较高。是目前酶发酵生产的主要方式。
人工操作，利用微生物的生命活动获
得所需的酶的技术过程。
细胞 培养 方式 不同
液体 深层 培养 发酵
固体 培养 发酵
固定化 细1、固体培养发酵
• 培养基以麸皮、米糠等为主要原料，加入 其他必要的营养成分，制成固体或半固体 的曲麸，经过灭菌、冷却后，接种产酶微 生物菌株，在一定条件下进行发酵，以获 得所需的酶。
tRNA作为氨基酸载体，并由其上的反密码子识别mRNA分子 上的密码子；
mRNA作为蛋白质合成的模板，由其分子上的三联体密码控 制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序；
rRNA与蛋白质一起组成核糖核蛋白体（核糖体），作为蛋白 质生物合成的场所。
(3) 某些RNA具有生物催化活性，属于核酸类酶，在一定条件下， 可以催化有关的生化反应。
mRNA的密码解读成蛋白质的AA顺序的过程。
• Reverse translation 逆转录：以RNA为模板，在逆
转录酶的作用下，生成DNA的过程。
2、RNA的生物合成(转录)- Transcription
细胞内RNA的生物功能
(1) 在某些RNA病毒中，其所含的双链RNA作为遗传信息的载体。 (2) 在蛋白质的生物合成过程中，各种RNA起着重要的作用。
Few example
一、提取分离法
• 酶的提取：在一定的条件下，用适当的溶剂处 理含酶原料，使酶充分溶解到溶剂中的过程。
• 主要提取方法：
– 盐溶液提取 – 酸溶液提取 – 碱溶液提取 – 有机溶剂提取等
注意选择适当 的溶剂！！！
• 优点：提取方法简单方便 • 缺点：
– 必须先获得含酶组织或细胞 – 受气候环境影响 – 若培养细胞则工艺路线变复杂 – 产品含杂质较多，分离纯化较困难
Reverse transcription
• Replication 复制：亲代DNA或RNA在一系列酶的作
用下，生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。
• Transcription 转录：以DNA为模板，按照碱基配对
原则将其所含的遗传信息传给RNA，形成一条与DNA 链互补的RNA的过程。
• Translation 翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将
生成酶与启动子复合物
模板DNA 局部变性
DNA双螺旋部分解链
转录开始
σ因子释放
转录延伸
σ因子释放 核心酶移动 DNA双链解旋
核糖核苷酸互补 DNA双链重新缠绕
RNA链合成的终止
• RNA聚合酶到达终止密码子，RNA与酶从 DNA上脱离，RNA链合成终止
RNA前体的加工
剪切反应 剪接反应 末端连接反应 核苷修饰反应
• 优点：
– 生产周期短 – 酶的产率较高 – 不受资源限制
• 缺点：对发酵设备和工艺条件要求较高
三、化学合成法
是一种新兴技术
• 局限性
– 单体底物要求纯度高 – 成本高昂 – 只能合成已经清楚化学结构的酶
化学合成法新进展
• 模拟酶
第一节 酶生物合成过程及调节
1、中心法则-Central Dogma
适用范围
• 在动植物资源丰富的地区 • 从动物胰脏中提取各种胰蛋白酶，小肠中
提取碱性磷酸酶
二、生物合成法（发酵法）
• 利用微生物细胞、植物细胞或动物细胞的 生命活动而获得人们所需酶的技术。
依细胞 种类不同
微生物 植物细胞 动物细胞 发酵产酶 培养产酶 培养产酶
• 酶的发酵生产：经过预先设计，通过
(4) 各种小分子RNA在分子修饰和代谢调节等方面有重要作用。
转录过程的特点
1、转录的不对称性
反义链 antisense strand（无意义链，负链） 有义链 coding strand（编码链，正链）
2、转录所需酶
转录过程
• 起始位点的识别 recognition • 转录起始 initiation • 链的延伸 elongation • 转录终止 termination • 转录后加工 modification
Enzyme assembly,
promoter recognition, activator binding
Possible catalytic subunits
36.5 kDa
Role unknown (not needed in vitro)
151 155 11 kDa
Promoter specificity
Chapter 3 The production of Enzyme by Fermentation of Microorganism
微生物发酵产酶
酶的生产：指通过各
种方法获得人们所需 酶的生产方法
的酶的技术过程
提取分离法 (Extraction)
生物合成法
化学合成法
(Biosynthesis) (chemicalsynthesis)
(32-90 kDa)
The E. coli RNA polymerase holoenzyme consists of six subunits: a2bb’ s.
转录的起始
全酶的形成 酶与模板结合
核心酶与σ因子结合成全酶
全酶与DNA模板结合生成不稳定复 合物，沿模板移动寻找到启动子
酶与启动子结合