发酵菌种的制备
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具有准确的转录后修饰功能； 具有产物胞外分泌功能，便于下游产物分离纯化； 具有重组基因的高效扩增和表达能力； 具有贴壁生长特性，也可进行悬浮生长； CHO很少分泌自身的内源蛋白。
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
问题： 生产抗生素的微生物能不能用于生产氨基酸？
1 发酵工业微生物菌种的选育
1.1 工业微生物的特点
一个现代化的发酵工业必须具有优良的菌种、 合适的工艺和先进的设备、严格的检测与控制，其 中菌种是主体,其他则是为了充分发挥菌种的优良 性能而考虑和设计的。
能用于发酵生产的微生物即为工业微生物，它 们具有个体小、种类多、繁殖快、分布广、代谢能 力强、易变异改造等特点。
第一章 发酵工程总论
第二章 发酵设备
第三章 发酵工业原料及其处理
发
第四章 发酵工业灭菌
酵
第五章 发酵菌种的制备
工
第六章 发酵工业放大
程
第七章 微生物发酵机制
第八章 发酵动力学
第九章 发酵过程工艺控制
第十章 发酵染菌及防治
第十一章 发酵工业废物、废水处理和资源化技术
第Biblioteka Baidu二章 展望
第五章 发酵菌种的制备
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
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
三、常用的基因表达系统
(一)原核生物：大肠杆菌(1977年Boyer)、枯草牙胞杆菌 沙门氏菌
生长迅速、蛋白产量高; 表达蛋白的纯化、分离及分析快速； 外源基因的导入相对容易； 已建立了整套表达理论及技术。
其他氨基酸生产菌： 常规菌种一般也是以谷氨酸生产菌 选育而成；工程菌，大肠杆菌，枯 草芽孢杆菌
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
三、食品酶制剂生产有关的微生物
开发一个新酶，都要经过一系列研究的毒理试验。 关于食品用酶，美国需要得到FDA的批准。目前已同意 使用的仅仅少数微生物能用于生产食品用酶。
三、目的微生物富集的一些基本方法
富集的目的： 让目的微生物在种群中占优势，使筛选变 得可能。
富集的三种方案： 定向培养:采用特定的有利于目的微生物富集的 条件，进行培养。 当不可能采用定向培养时，则可设计在一个分 类学中考虑， 不能提供任何有助于筛选产生菌的信息，这 时只能通过随机分离的办法
1.4 工业微生物菌种的分离
三、目的微生物富集的一些基本方法
定向培养的方法
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
(二) 真核细胞表达系统
酵母(既是微生物又是真核细胞)
生长迅速，营养要求不高，易培养； 安全性好； 比哺乳动物细胞操作简单； 具有一定的修饰蛋白的能力。
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
中国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）表达系统
→ 菌种的鉴定 → 生产性能测定
目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物
复合酶系
问题：如何使样品中所含微生物的可能性大
如何在后续的复操合作中菌使系这种可能性实现
1.4 工业微生物菌种的分离
二、采样时要注意的问题
气候、水分、空气 来源要广 结合产品的特点 标签：地点、时间、气候等
1.4 工业微生物菌种的分离
微生物（包括动、植物细胞）几乎可以生产 我们所需的一切产品，但是涉及到工业化生 产对于某一种特定的产品，只有特定的微生 物才具有大量表达的潜力。
例：
礼来(Eli lilly),花了10年的时间从40万株微 生物中，发现了三种有潜力的新抗生素。
1.4 工业微生物菌种的分离
一、菌种分离的一般过程
样品采集 → 预处理 → 增殖培养 → 纯培养
1.3 工业生产常用的微生物菌种
二、氨基酸生产有关的微生物
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 的合成调节机制
1.3 工业生产常用的微生物菌种
二、氨基酸生产有关的微生物
氨基酸生产菌的要求： 代谢途径比较清楚，简单
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
1 发酵工业微生物菌种的选育 2 工业微生物种子的扩大培养 3 种子培养基及其制备
http://211.84.144.22/jing/C76/zcr-1.htm
第五章 发酵菌种的制备
1 发酵工业微生物菌种的选育
1.1 工业微生物的特点 1.2 发酵工业对菌种的要求 1.3 工业生产常用的微生物菌种 1.4 工业微生物菌种的分离 1.5 发酵高产菌种的选育 1.6 菌种的退化与保藏
1.2 发酵工业对菌种的要求
1) 能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并生成所需要的代谢产物，且 产量高； 2）培养条件易于控制； 3）生长速度快，发酵周期短； 4）满足代谢控制的要求； 5）抗噬菌体和杂菌的能力强； 6）遗传性状稳定，菌种不易变异退化； 7）在发酵过程中产生的气泡要少，这对提高装料系数、提高单罐产量、 降低成本有重要意义； 8）对需要添加的前体物质有耐受能力，并且不能将这些前体作为一般碳 源利用； 9）不是病原菌，同时在系统发育上与病原菌无关，不产生任何有害的生 物活性物质和毒素，以保证安全。
1.3 工业生产常用的微生物菌种
地球上的微生物资源非常丰富， 目前已发现的仅占其总数的1%~5%， 而在工业生产中被利用的仅有数百种， 分属于细菌、酵母菌、霉菌、放线菌、 担子菌、藻类。
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
一、抗生素生产有关的微生物
抗生素是次级代谢产物，需要生物体进行复杂的代谢， 目前发现的生物来源如下：
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
植物或动物来源
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
二、氨基酸生产有关的微生物
20世纪50-60年代以氨基酸发酵为代表的代谢控制发 酵，是发酵工业发展历史上的一个转折点：
代谢控制发酵：用人工诱变的方法，有意识地改变微生 物的代谢途径，最大限度地积累产物，这种发酵形象地 称为代谢控制发酵，最早在氨基酸发酵中得到成功应用。
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
问题： 生产抗生素的微生物能不能用于生产氨基酸？
1 发酵工业微生物菌种的选育
1.1 工业微生物的特点
一个现代化的发酵工业必须具有优良的菌种、 合适的工艺和先进的设备、严格的检测与控制，其 中菌种是主体,其他则是为了充分发挥菌种的优良 性能而考虑和设计的。
能用于发酵生产的微生物即为工业微生物，它 们具有个体小、种类多、繁殖快、分布广、代谢能 力强、易变异改造等特点。
第一章 发酵工程总论
第二章 发酵设备
第三章 发酵工业原料及其处理
发
第四章 发酵工业灭菌
酵
第五章 发酵菌种的制备
工
第六章 发酵工业放大
程
第七章 微生物发酵机制
第八章 发酵动力学
第九章 发酵过程工艺控制
第十章 发酵染菌及防治
第十一章 发酵工业废物、废水处理和资源化技术
第Biblioteka Baidu二章 展望
第五章 发酵菌种的制备
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
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
三、常用的基因表达系统
(一)原核生物：大肠杆菌(1977年Boyer)、枯草牙胞杆菌 沙门氏菌
生长迅速、蛋白产量高; 表达蛋白的纯化、分离及分析快速； 外源基因的导入相对容易； 已建立了整套表达理论及技术。
其他氨基酸生产菌： 常规菌种一般也是以谷氨酸生产菌 选育而成；工程菌，大肠杆菌，枯 草芽孢杆菌
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
三、食品酶制剂生产有关的微生物
开发一个新酶，都要经过一系列研究的毒理试验。 关于食品用酶，美国需要得到FDA的批准。目前已同意 使用的仅仅少数微生物能用于生产食品用酶。
三、目的微生物富集的一些基本方法
富集的目的： 让目的微生物在种群中占优势，使筛选变 得可能。
富集的三种方案： 定向培养:采用特定的有利于目的微生物富集的 条件，进行培养。 当不可能采用定向培养时，则可设计在一个分 类学中考虑， 不能提供任何有助于筛选产生菌的信息，这 时只能通过随机分离的办法
1.4 工业微生物菌种的分离
三、目的微生物富集的一些基本方法
定向培养的方法
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
(二) 真核细胞表达系统
酵母(既是微生物又是真核细胞)
生长迅速，营养要求不高，易培养； 安全性好； 比哺乳动物细胞操作简单； 具有一定的修饰蛋白的能力。
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
中国仓鼠卵巢细胞（CHO细胞）表达系统
→ 菌种的鉴定 → 生产性能测定
目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物
复合酶系
问题：如何使样品中所含微生物的可能性大
如何在后续的复操合作中菌使系这种可能性实现
1.4 工业微生物菌种的分离
二、采样时要注意的问题
气候、水分、空气 来源要广 结合产品的特点 标签：地点、时间、气候等
1.4 工业微生物菌种的分离
微生物（包括动、植物细胞）几乎可以生产 我们所需的一切产品，但是涉及到工业化生 产对于某一种特定的产品，只有特定的微生 物才具有大量表达的潜力。
例：
礼来(Eli lilly),花了10年的时间从40万株微 生物中，发现了三种有潜力的新抗生素。
1.4 工业微生物菌种的分离
一、菌种分离的一般过程
样品采集 → 预处理 → 增殖培养 → 纯培养
1.3 工业生产常用的微生物菌种
二、氨基酸生产有关的微生物
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 的合成调节机制
1.3 工业生产常用的微生物菌种
二、氨基酸生产有关的微生物
氨基酸生产菌的要求： 代谢途径比较清楚，简单
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
1 发酵工业微生物菌种的选育 2 工业微生物种子的扩大培养 3 种子培养基及其制备
http://211.84.144.22/jing/C76/zcr-1.htm
第五章 发酵菌种的制备
1 发酵工业微生物菌种的选育
1.1 工业微生物的特点 1.2 发酵工业对菌种的要求 1.3 工业生产常用的微生物菌种 1.4 工业微生物菌种的分离 1.5 发酵高产菌种的选育 1.6 菌种的退化与保藏
1.2 发酵工业对菌种的要求
1) 能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并生成所需要的代谢产物，且 产量高； 2）培养条件易于控制； 3）生长速度快，发酵周期短； 4）满足代谢控制的要求； 5）抗噬菌体和杂菌的能力强； 6）遗传性状稳定，菌种不易变异退化； 7）在发酵过程中产生的气泡要少，这对提高装料系数、提高单罐产量、 降低成本有重要意义； 8）对需要添加的前体物质有耐受能力，并且不能将这些前体作为一般碳 源利用； 9）不是病原菌，同时在系统发育上与病原菌无关，不产生任何有害的生 物活性物质和毒素，以保证安全。
1.3 工业生产常用的微生物菌种
地球上的微生物资源非常丰富， 目前已发现的仅占其总数的1%~5%， 而在工业生产中被利用的仅有数百种， 分属于细菌、酵母菌、霉菌、放线菌、 担子菌、藻类。
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
一、抗生素生产有关的微生物
抗生素是次级代谢产物，需要生物体进行复杂的代谢， 目前发现的生物来源如下：
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
植物或动物来源
1.3 工业生产常用的微生物菌种
已工业化产品生产菌的介绍
二、氨基酸生产有关的微生物
20世纪50-60年代以氨基酸发酵为代表的代谢控制发 酵，是发酵工业发展历史上的一个转折点：
代谢控制发酵：用人工诱变的方法，有意识地改变微生 物的代谢途径，最大限度地积累产物，这种发酵形象地 称为代谢控制发酵，最早在氨基酸发酵中得到成功应用。