大肠杆菌表达体系介绍课件
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基因工程3大肠杆菌表达系统课件
定性。 具有核糖体结合位点； 具有强启动子；
……
基因工程3大肠杆菌表达、大肠杆菌表达载体的基本成分
RBS
R
P
编码序列
TT
tetr
Ori
TT-G35ACA。。。17。。TA-1T0AAT
ATG（91%） GTG（8%） TTG（1%）
TAAGGAGG（N）8
TAA TGA TAG
此外，转录终止子还能增强mRNA分子的稳 定性，从而大大提高蛋白质产物的水平。
基因工程3大肠杆菌表达系统
14
（3）翻译起始序列
mRNA转录本5’端的独特的结构特征（核 糖体结合位点，RBS），是决定mRNA翻译效 率的主要因素。
至今，仍未鉴定出通用有效的翻译起始序列的保 守结构，但却已经发展出许多种可以用来有效地降 低在mRNA转录本5’-末端形成二级结构的实验方 法，从而提高克隆的外源基因的表达效率。
（3）加入适量的DNA后，于42 ℃热处理90秒；
（4）将混合物快速转移到冰浴中，是细胞冷却1-2分钟， 加入适当的培养基在37 ℃培养45分钟，使细胞复苏，并表
达质粒所携带的转化基因；
（5）选择培养基培养，选择转化体。
基因工程3大肠杆菌表达系统
19
2、Hanahan转化法
1983年由Hanahan设计。它的特点是在感受态细胞 的诱导方面，除了用CaCl2和MnCl2等二价离子按一定 形式组合方式处理细胞外，还利用二甲亚砜 （DMSO）、二硫苏糖醇（DTT）和氯化六氨合高钴 等进一步处理细胞，其它方面与上法相同。
在大肠杆菌细胞质内，若蛋白质N-端为Arg、 Lys、Leu、Phe、Tyr 和Trp等残基，则其稳定 性较差；而同样条件下，若N-端为除了前述6 种氨基酸之外的其它任何一种氨基酸残基时， 其稳定性则大大提高。
……
基因工程3大肠杆菌表达、大肠杆菌表达载体的基本成分
RBS
R
P
编码序列
TT
tetr
Ori
TT-G35ACA。。。17。。TA-1T0AAT
ATG（91%） GTG（8%） TTG（1%）
TAAGGAGG（N）8
TAA TGA TAG
此外，转录终止子还能增强mRNA分子的稳 定性，从而大大提高蛋白质产物的水平。
基因工程3大肠杆菌表达系统
14
（3）翻译起始序列
mRNA转录本5’端的独特的结构特征（核 糖体结合位点，RBS），是决定mRNA翻译效 率的主要因素。
至今，仍未鉴定出通用有效的翻译起始序列的保 守结构，但却已经发展出许多种可以用来有效地降 低在mRNA转录本5’-末端形成二级结构的实验方 法，从而提高克隆的外源基因的表达效率。
（3）加入适量的DNA后，于42 ℃热处理90秒；
（4）将混合物快速转移到冰浴中，是细胞冷却1-2分钟， 加入适当的培养基在37 ℃培养45分钟，使细胞复苏，并表
达质粒所携带的转化基因；
（5）选择培养基培养，选择转化体。
基因工程3大肠杆菌表达系统
19
2、Hanahan转化法
1983年由Hanahan设计。它的特点是在感受态细胞 的诱导方面，除了用CaCl2和MnCl2等二价离子按一定 形式组合方式处理细胞外，还利用二甲亚砜 （DMSO）、二硫苏糖醇（DTT）和氯化六氨合高钴 等进一步处理细胞，其它方面与上法相同。
在大肠杆菌细胞质内，若蛋白质N-端为Arg、 Lys、Leu、Phe、Tyr 和Trp等残基，则其稳定 性较差；而同样条件下，若N-端为除了前述6 种氨基酸之外的其它任何一种氨基酸残基时， 其稳定性则大大提高。
大肠杆菌表达系统PPT教学课件(1)
RNA
聚合酶
lacI
Plac
lacO
基底水平转录
lacZ lacY lacA
RNA
聚合酶
lacI
Plac
lacO
高效转录
lacZ lacY lacA
IPTG
mRNA
Tac 表达系统
tac 启动子是由 trp 的 –35 序列和 lacUV5 的 –10 序列拼接而成的杂 合启动子。
启动子 P lac P trp P tac
-35 区序列 TTTACA TTGACA TTGACA
-10 区序列 V5 相似，但 mRNA 转录水平更高于 trp 和 lacUV5 启动子（P tac = 3 P trp = 11 P lac），因此在要求有较高基因表达 水平的情况下，选用 tac 启动子比用 lacUV5 启动子更优越。
具有多顺反子结构，基因排列次序为： 启动子（lacP）- 操纵基因（lacO） - 结构基因（lacZ-lacY-lacA） 正调节因子 CAP 负调节因子 lac I
Lac 表达系统
正调节因子 CAP
cAMP激活CAP，CAP–cAMP复合物与 lac 操纵子上专一位点结合
后，能促进 RNA 聚合酶与 –35、–10 序列的结合，进而促进 Plac
外源基因在大肠杆菌中的表达
外源基因在大肠杆菌中的表达
大肠杆菌作为表达外源基因受体菌的特征
大肠杆菌表达外源基因的优势 全基因组测序，共有4405个开放型阅读框架 基因克隆表达系统成熟完善 繁殖迅速、培养简单、操作方便、遗传稳定 被美国FDA批准为安全的基因工程受体生物
外源基因在大肠杆菌中的表达
大肠杆菌作为表达外源基因受体菌的特征
一些国家规定在生产人用重组蛋白质的生产工艺中不能使用 IPTG
1-大肠杆菌表达体系介绍PPT课件
转录水平 翻译水平
质粒拷贝数
.
17
启动子
启动子 P lac P trp P tac P traA P lL P recA
-35 区序列 TTTACA TTGACA TTGACA TAGACA TTGACA TTGATA
P tac = 3 P trp = 11 P lac
.
-10 区序列 TATAAT T TAA C T TATAAT TAAT G T GATACT TATAAT
酸性国内国外均 有，中性国内尚 未产业化
稳步增长
稳步增长，当前是纺织 酶中市场最大
宽温宽pH 碱性条件 近中性
国外有，国内目 前江南大学产业 化初步阶段
稳步增长 >3000吨
诺维信等少数国 际公司产业化， 国内产业化初步 阶段
市场空间较大 > 5000吨
目前尚无商业化， 未来皂洗、染料废水脱
成本高
色市场空间大
易操作性
• 转化，筛选、遗传稳定
可延展性
• 蛋白种类，放大
低成本性
• 发酵原料，发酵工艺和后处理
高效表达
• 副产物少，表达量高
.
11
常用工业酶表达系统的表达水平
种类 细菌 酵母
丝状真菌
菌名
大肠杆菌 枯草芽孢杆菌
毕赤酵母 黑曲霉 米曲霉
里氏木霉 金孢子菌C1
表达水平
目的蛋白
总蛋白
<7g/l
20g/l
Aspergillus niger/oryzae
.
9
表达系统
工业生产：菌株、发酵工艺和后提取方法等
The good production strain is not everything, but everything is nothing without a good production strain.
大肠杆菌基因工程ppt课件
(1)包涵体及其性质
在某些生长条件下，大肠杆菌能积累某种特殊的生物大分子，它 们致密地集聚在细胞内，或被膜包裹或形成无膜裸露结构，这种水不 溶性的结构称为包涵体(Inclusion Bodies ，IB)。 富含蛋白质的包涵 体多见于生长在含有氨基酸类似物培养基的大肠杆菌细胞中，由这些 氨基酸类似物所合成的蛋白质往往会丧失其理化特性和生物功能，从 而集聚形成包涵体。由高效表达质粒构建的大肠杆菌工程菌大量合成 非天然性的同源或异源蛋白质，后者在一般情况下也以包涵体的形式 存在于细菌细胞内。除此之外，包涵体中还含有少量的DNA 、RNA和 脂多糖等非蛋白分子
5 质粒拷贝数
质粒拷贝数对细菌生长代谢的影响
目前实验室里广泛使用的表达型质粒在每个大肠杆菌细胞中可达 数百甚至上千个拷贝，质粒的扩增过程通常发生在受体细胞的对数生 长期内，而此时正是细菌生理代谢最旺盛的阶段。质粒分子的过度增 殖以及其后目的基因的高效表达势必会影响受体细胞的生长代谢，进 而导致重组质粒的不稳定性以及目的基因宏观表达水平的下降
1、包涵体型异源蛋白的表达
(3)以包涵体形式表达目的蛋白的优缺点
包涵体表达形式的缺点：
以包涵体形式表达的重组蛋白丧失了原有的生物活性，必须通 过有效的变性复性操作，才能回收得到具有正确空间构象(因而具 有生物活性)的目标蛋白，因此包涵体变复性操作的效率对目标产 物的收率至关重要。然而，这也是一个技术难题，尤其当目标蛋白 分子中的Cys残基数目较高时，体外复性蛋白质的成功率相当低， 一般不超过30%
3 核糖体结合位点
核糖体结合位点对外源基因表达的影响
起始密码子及其后续若干密码子的影响： 大肠杆菌中的起始tRNA分子可以同时识别AUG 、GUG和UUG
三种起始密码子，但其识别频率并不相同，通常GUG为AUG的50% 而UUG只及AUG的25%。除此之外，从AUG开始的前几个密码子 碱基序列也至关重要，至少这一序列不能与mRNA的5’ 端非编码区 形成茎环结构，否则便会严重干扰mRNA在核糖体上的准确定位
在某些生长条件下，大肠杆菌能积累某种特殊的生物大分子，它 们致密地集聚在细胞内，或被膜包裹或形成无膜裸露结构，这种水不 溶性的结构称为包涵体(Inclusion Bodies ，IB)。 富含蛋白质的包涵 体多见于生长在含有氨基酸类似物培养基的大肠杆菌细胞中，由这些 氨基酸类似物所合成的蛋白质往往会丧失其理化特性和生物功能，从 而集聚形成包涵体。由高效表达质粒构建的大肠杆菌工程菌大量合成 非天然性的同源或异源蛋白质，后者在一般情况下也以包涵体的形式 存在于细菌细胞内。除此之外，包涵体中还含有少量的DNA 、RNA和 脂多糖等非蛋白分子
5 质粒拷贝数
质粒拷贝数对细菌生长代谢的影响
目前实验室里广泛使用的表达型质粒在每个大肠杆菌细胞中可达 数百甚至上千个拷贝，质粒的扩增过程通常发生在受体细胞的对数生 长期内，而此时正是细菌生理代谢最旺盛的阶段。质粒分子的过度增 殖以及其后目的基因的高效表达势必会影响受体细胞的生长代谢，进 而导致重组质粒的不稳定性以及目的基因宏观表达水平的下降
1、包涵体型异源蛋白的表达
(3)以包涵体形式表达目的蛋白的优缺点
包涵体表达形式的缺点：
以包涵体形式表达的重组蛋白丧失了原有的生物活性，必须通 过有效的变性复性操作，才能回收得到具有正确空间构象(因而具 有生物活性)的目标蛋白，因此包涵体变复性操作的效率对目标产 物的收率至关重要。然而，这也是一个技术难题，尤其当目标蛋白 分子中的Cys残基数目较高时，体外复性蛋白质的成功率相当低， 一般不超过30%
3 核糖体结合位点
核糖体结合位点对外源基因表达的影响
起始密码子及其后续若干密码子的影响： 大肠杆菌中的起始tRNA分子可以同时识别AUG 、GUG和UUG
三种起始密码子，但其识别频率并不相同，通常GUG为AUG的50% 而UUG只及AUG的25%。除此之外，从AUG开始的前几个密码子 碱基序列也至关重要，至少这一序列不能与mRNA的5’ 端非编码区 形成茎环结构，否则便会严重干扰mRNA在核糖体上的准确定位
最新【生物课件】第六章 真核基因在大肠杆菌中的表达讲学课件
通过蔗糖梯度离心将微细胞与 正常细胞分开，含有质粒载体的 微细胞是适于检测重组子质粒所 携带的外源基因表达状况的理想 体系。
Example:
ColE1的衍生质粒（缺失了106dal）,
在微细胞中不能合成出56 103dal、 42 103dal、30 103dal、 28 103dal四 种多肽。其中3种多肽是大肠杆菌E1的降解 产物。当一段含有EcoR1甲基化酶的DNA 片断插入到卡那霉素基因内部时，便能在 微细胞中合成EcoR1甲基化酶和另外2种其 它的多肽分子。
大肠杆菌格外偏爱使用终止子UAA， 尤其是在其后加上U形成UAAU四联 核苷酸的情况下，转译终止的效率 便会得到进一步的增强。
功能启动子的分离：
一般程序：
1. 选用一种适当的核酸内切酶，消化切 割大肠杆菌的染色体DNA，
2. 接着将切割产生的DNA限制片断群体， 同一种无启动子的质粒载体重组，按 实验设计要求使克隆的片断恰好插入 在紧邻报告基因的上游位置
巨细胞检测法
1. 经紫外线照射的大肠杆菌recA uvrA细 胞，DNA停止合成，而质粒载体则可以 继续合成，在紫外线照射后6小时，细 胞内质粒DNA的数量增加了10倍左右， 在紫外线照射后的几个小时内，加入经 放射性标记的氨基酸，此时合成的蛋白 质绝大部分是质粒基因所编码的。
2. 将含有外源基因的λ噬菌体重 组子，感染到事先经过紫外线严格 照射的大肠杆菌细胞上。由于细胞 经紫外线照射使DNA受到了损伤， 自身基因的表达受到了严重的抑制。 通过同λ噬菌体载体编码的蛋白质 种类作比较，就可以鉴定出克隆基 因编码的蛋白质产物。
3. 转译起始序列
5’-末端结构特征，决定mRNA的转 译起始效率。
在核糖体结合位点（RBS）的序列 结构中，增加腺嘌呤和胸腺嘧啶脱 氧核苷残基含量的比例，诱发碱基 发生定点突变；或使用转译偶联系 统进行克隆基因表达
大肠杆菌表达系统课件
THANKS
感谢观看
3
使用表达优化后的载体，提高表达效率
改进方案提出与实施效果评估
01
02
03
优化培养条件和诱导策 略
调整诱导剂浓度、诱导 时间和温度等参数
使用分阶段诱导策略， 降低蛋白表达速度，促
进正确折叠
改进方案提出与实施效果评估
01
引入伴侣蛋白和辅助因子
02
共表达伴侣蛋白，促进蛋白正确折叠和组装
03
添加辅助因子，提高蛋白稳定性和溶解度
大肠杆菌表达系统实例分析
成功案例展示及经验分享
案例一：高效表达目 标蛋白
优化诱导条件和培养 参数
选择强启动子和合适 载体
成功案例展示及经验分享
目标蛋白表达量高，纯度高 案例二：实现复杂蛋白表达
利用伴侣蛋白和辅助因子
成功案例展示及经验分享
调整诱导时间和温度 成功表达具有生物活性的复杂蛋白
失败案例剖析及原因探讨
学Hale Waihona Puke 实践操作指点实验前准备指点学生熟悉实验器材、 试剂和操作方法，确保实 验顺利进行。
实践操作注意事项
强调实验过程中的安全、 卫生和规范操作，避免误 操作导致实验失败或影响 实验结果。
数据记录与分析
指点学生记录实验数据， 学会分析和解读实验结果 ，培养科学思维和实验技 能。
问题解答与互动讨论
实验原理解答
优化培养温度和时间
降低培养温度、延长培养时间有助于蛋白正确折叠。
改进纯化流程提高效率
选择合适纯化方法
根据蛋白性质选择亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤层析等方 法组合使用。
优化纯化条件
调整洗脱液成分、pH值及盐浓度等条件，提高纯化效果。
第五章 外源基因在大肠杆菌中的表达 PPT课件
细胞质中表达的优点：
1. 形成包涵体：
a.蛋白质易于以高纯度和高浓度方式分离；
b.蛋白质受保护而免受胞内酶的降解作用；
c.蛋白质没有活性，因此不会使寄主细胞受 伤害。
2. 蛋白质的产量高。
二硫键的断裂以及转译修饰作用的丧 失，会导致外源片断编码的蛋白质在大 肠杆菌中超量表达。
3. 表达的质粒载体构建比较简单。
是负责λ DNA分子转录的启动子之一。PL启 动子是可以被E. coli RNA聚合酶所识别的强 启动子，转而转录噬菌体DNA。该启动子可 以被λcI基因产物所抑制。携带PL启动子的载 体使用温度敏感的E. coli cI突变体。在较低 的温度下，突变体所产生的cI蛋白可以抑制 PL启动子，在较高的温度下，蛋白失活可以导 致克隆基因的转录。
核糖体结合位点
启动子 转录终止子
复制 起点
1.启动子：
最佳启动子具备的条件：
第一 必须是强启动子，能够克隆基因的蛋白质产物 的表达量占细胞总蛋白的10%-30%以上； 第二 这个启动子应能呈现出一种低限的基础转录水 平，因为在表达毒性蛋白质或是有损于寄主细胞生长 的蛋白质的情况下，使用高度抑制型的启动子是一种 极为重要的条件； 第三 这种启动子应是诱导型的，能通过简单的方式 使用廉价的诱导物而得以诱导。
无启动子的CAT质粒载体
Ecoli DNA
CAT活性的检测： 氯霉素乙酰转移酶 可以催化氯霉素（2-或3-） 发 乙酰辅酶A
利用CAT基因 进行功能启动子 的分离和活性测定
薄层层析 放射自显影
三、常用的大肠杆菌表达载体
1. Lac启动子的表达载体 2. Trp启动子的表达载体 3. PL启动子的表达载体
大肠杆菌表达系统使用指导ppt课件
2019 4
人血清白蛋白融合技术具有明显 的优点，包括：HSA与目 标蛋白在胞内经蛋白翻译系统通过肽键连接， 不需额外的体
外处理；HSA表达水平较高， 融合后可以提高目的蛋白的表
达水平；HSA是一个稳定的“ 惰性” 蛋白， 融合后可以提高 目的蛋白的稳定性 ； HAS融合蛋白具有比PEG修饰的蛋白药 物更长的半衰期 。
2019 9
大肠杆菌表达载体分类
按蛋白质类型分
• 单纯表达: pJLA系列, 用NcoI/NdeI导入AUG的载体 • 融合表达: 融合各种tag, GST, CBD, MAL, GFP, etc 分泌表达: pel/ompT分泌肽
按启动子分
• • • • • 2019 lac及衍生的tac , trc, pac, rac等启动子 lamda phage PL和PR 启动子 T7 启动子 T5 启动子 ara启动子 IPTG诱导 热诱导 IPTG诱导 IPTG诱导 阿拉伯糖诱导10
2019 11
各种融合蛋白表达载体
• Protein A • GST（glutathione S-transferase） • CBD (chitin-binding domain, BioLabs; cellulose-binding domain, Novagen) calmodulin-binding domain, Stratagene) • MBP (maltose-binding protein) • GFP (green fluorescence protein) • Thioredoxin **帮助二硫键形成 • Dsb (periplasma enzyme DsbA, DsbC) ** 二硫键的形成与 • SUMO (small ubiquitin-related modifier) • KSI (ketosteroid isomerase) 基本上全部沉淀 帮助分泌到周质 12 可用亲和层析纯化 帮助可溶化 2019 -
人血清白蛋白融合技术具有明显 的优点，包括：HSA与目 标蛋白在胞内经蛋白翻译系统通过肽键连接， 不需额外的体
外处理；HSA表达水平较高， 融合后可以提高目的蛋白的表
达水平；HSA是一个稳定的“ 惰性” 蛋白， 融合后可以提高 目的蛋白的稳定性 ； HAS融合蛋白具有比PEG修饰的蛋白药 物更长的半衰期 。
2019 9
大肠杆菌表达载体分类
按蛋白质类型分
• 单纯表达: pJLA系列, 用NcoI/NdeI导入AUG的载体 • 融合表达: 融合各种tag, GST, CBD, MAL, GFP, etc 分泌表达: pel/ompT分泌肽
按启动子分
• • • • • 2019 lac及衍生的tac , trc, pac, rac等启动子 lamda phage PL和PR 启动子 T7 启动子 T5 启动子 ara启动子 IPTG诱导 热诱导 IPTG诱导 IPTG诱导 阿拉伯糖诱导10
2019 11
各种融合蛋白表达载体
• Protein A • GST（glutathione S-transferase） • CBD (chitin-binding domain, BioLabs; cellulose-binding domain, Novagen) calmodulin-binding domain, Stratagene) • MBP (maltose-binding protein) • GFP (green fluorescence protein) • Thioredoxin **帮助二硫键形成 • Dsb (periplasma enzyme DsbA, DsbC) ** 二硫键的形成与 • SUMO (small ubiquitin-related modifier) • KSI (ketosteroid isomerase) 基本上全部沉淀 帮助分泌到周质 12 可用亲和层析纯化 帮助可溶化 2019 -
大肠杆菌表达系统详细表格课件
整合载体
整合载体的特点
整合载体可将外源基因整合到宿 主细胞的染色体上，实现稳定遗
传。
应用范围
整合载体适用于基因治疗、基因 组编辑等领域，可提高外源基因
在宿主细胞内的稳定性。
注意事项
整合载体的构建需谨慎选择整合 位点，以避免对宿主细胞基因组
造成不良影响。
噬菌体载体
噬菌体载体的特点
噬菌体载体利用噬菌体感染宿主细胞，将外源基 因表达于噬菌体表面。
宿主菌的基因改造与优化
01
02
03
04
基因敲除
去除不必要或有害的基因，提 高表达效率和稳定性。
基因定点突变
通过改变基因序列以改良宿主 菌的某些特性，如提高蛋白表
达量。
基因融会与串联
将多个基因串联或融会，以实 现多蛋白表达或增加蛋白表达
量。
质粒优化
改进质粒复制、拷贝数和稳定 性，提高重组蛋白的表达水平
感谢观看
。
2023
PART 04
大肠杆菌表达系统的载体 选择与构建
REPORTING
质粒载体
质粒载体的特点
注意事项
质粒载体是大肠杆菌表达系统中常用 的载体类型，具有自我复制能力强、 拷贝数高等特点。
质粒载体的构建需考虑选择合适的复 制子、挑选标记以及多克隆位点等要 素。
应用范围
质粒载体适用于克隆中到大型基因以 及基因簇，并能在宿主细胞内进行高 拷贝复制。
REPORTING
定义与特点
定义
大肠杆菌表达系统是一种利用大肠杆 菌作为宿主细胞，通过基因工程技术 将外源基因在宿主细胞内进行表达的 生物反应体系。
特点
大肠杆菌表达系统具有生长速度快、 培养成本低、易于工业化生产等优点 ，广泛应用于基因工程药物、酶制剂 、生物材料等的研发和生产。
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2/20/2021
大肠杆菌表达体系介绍
7
常用微生物表达系统
类型
原核
菌株
Escherichia coli Bacillus subtilis
Pseudomonas fluorescens荧光假单胞菌
Streptomyces lividans变铅青链霉菌 Lactococcus lactis乳酸乳球菌
自主产业化，改变依靠 进口的局面，活力高
纤维素酶 淀粉酶
降解饲料中纤维 素
水解淀粉类饲料
同上 同上
蛋白酶
蛋白类饲料
同上
非淀粉多 糖酶 （NSP）
非淀粉类多提， 果胶，木聚糖、 甘露聚糖、葡聚 糖等）
同上
同上 同上 同上 同上
小品种酶，主要用于复 合酶、国内有产业化
小品种酶，主要用于复 合酶、国内有产业化
60000 50000 40000 30000 20000 10000
0
市场空间（吨）
53600
28000
目前
市场预计
广东溢多利—我国最大的动物饲料酶公司 北京昕大洋—植酸酶生产及制剂 挑战集团—植酸酶的龙头企业，及动物饲料和饲料添加剂 其他：康地恩、新华扬、夏盛等公司
2/20/2021
大肠杆菌表达体系介绍
25
15%左右
20
15
10
5.5 5
0 目前
潜在规模
典型企业：
纤维素酶：尤特尔、夏盛、江西博兰、高宝、康地恩（蔚蓝）， 中温淀粉酶：江阴百圣龙、杰诺、其他淀粉酶公司 除氧酶：无，几家企业在产业化开发中（江南大学的技术） 碱性果胶酶：无，几家企业在产业化开发中（江南大学的技术）
2/20/2021
大肠杆菌表达体系介绍
Aspergillus niger/oryzae
2/20/2021
大肠杆菌表达体系介绍
8
表达系统
工业生产：菌株、发酵工艺和后提取方法等
The good production strain is not everything, but everything is nothing without a good production strain.
小品种酶，主要用于复 合酶、国内有产业化
除木聚糖酶外，国内实 现产业化，其他需进口
预期市场 需求量稳步增长，市 场潜力大（产能盲目 扩张导致价格下降） 稳步增长
稳步增长，但量小 稳步增长，但量小
稳步增长，但量小
稳步增长，但量小
2/20/2021
大肠杆菌表达体系介绍
6
市场需求：其它领域
洗涤用酶
中国在洗涤剂用酶行业发展一直较为缓慢。主要 是与特定的洗涤方式和洗涤剂的形式决定的。如洗 涤剂主要还是以粉状为主，液体较少，而事实上液 体洗涤剂中酶的加入更容易，更普遍，且更易洗涤。 此外，中国更多是冷水洗涤，20oC左右，而欧美 的洗涤温度30-40oC。而国内当前低温洗涤用酶的 开发很少。因而洗涤用酶市场需求并未得到有效激 发
2
市场需求：纺织酶
从全球来看，纺织酶大概占酶制剂行业10%左右，规模在2.5亿元美金，中国市场目前市场规模在 6个亿左右，但主要为外资占据，国内企业基本处于竞争弱势，但国内市场将会维持持续高增长。
市场格局
30% 50%
20% 诺维信 杰能科 其它厂商(国内外其它企业）
市场预期
30
目前市场增长：
25
近中性，作用效果 优，失重小
国内、国外酶均 有
酸性国内国外均 有，中性国内尚 未产业化
稳步增长
稳步增长，当前是纺织 酶中市场最大
宽温宽pH 碱性条件 近中性
国外有，国内目 前江南大学产业 化初步阶段
稳步增长 >3000吨
诺维信等少数国 际公司产业化， 国内产业化初步 阶段
市场空间较大 > 5000吨
Hansenula polymorpha汉逊酵母
Kluyveromyces lactis乳酸克鲁维酵母
酵母
Pichia pastoris
Saccharomyces cerevisiae
丝状真菌
Chrysosporium lucknowense
Neurospora crassa链孢霉 Trichoderma reesei瑞氏木霉
3
纺织酶主要品种市场预期及发展现状
品种
功能
使用条件
最优使用条件
产业化情况
预期市场
淀粉酶 纤维素酶
低温退浆
酸性条件 40-80oC
抛光、牛仔水洗、 酸性 4，5-5.5
柔软整理
近中性 5.5-6.5
除氧酶 漂白后除氧 果胶酶 精炼
不调pH值，碱性 条件下
碱性
漆酶
牛仔水洗 低温皂洗 染料废水脱色
酸性
宽温宽pH
淀粉深加工酶
在淀粉加工行业，酶作为重要的必要的催化剂， 其需求将保持持续稳定，如糖化酶：市场稳定， 供过于求；淀粉酶：高品质酶有需求，需求稳 定；葡萄糖异构酶：市场需求稳定；普鲁兰酶： 市场需求稳定
食品用酶
其它用酶:如新能源、 皮革、造纸等领域
随着食品工业与酶制剂行业的发展，特别是绿 色、高质量食品将对酶制剂表现出持续的需求， 如糖化酶、淀粉酶、低聚糖等在果汁加工、酿 造、肉类处理、啤酒等行业有着广泛的需求。
目前尚无商业化， 未来皂洗、染料废水脱
成本高
色市场空间大
2/20/2021
大肠杆菌表达体系介绍
4
市场需求：动物饲料酶
从长远来看，饲料仍然有较大的市场发展空间，其将在一定时间内保持较高增长。而从目前 产品结构来看，植酸酶在饲料市场占有较高的份额。
市场产品结构
27%
33%
40% 植酸酶 复合酶 其它
典型企业：
酶在其它新兴领域，如新能源等领域有着潜在的市 场需求，目前一些企业正在开发。但基本都处在研 发阶段，如DSM、诺维信、杰能科；DSM：美国 市场（中试乙醇厂），纤维素酶+辅酶 化学工艺 相结合；诺维信：国内与中粮战略合作，中试工厂； 杰能科+Dupont：合作生产纤维素乙醇。国内一 些厂家也在开发试验，如中科院过程所、中科院微 生物所、天津工生所、山东大学等 其它领域，如皮革、造纸等领域也正逐渐兴起。
5
动物饲料酶
品种
功能
使用条件
最优使用条件
产业化情况
植酸酶 木糖酶
降解饲料中有机 磷，减少无机磷 的添加
降解饲料中木质 素
酸性条件 （pH2-6.5）， 37oC动物肠胃环 境
同上
宽pH，酸近中性， 热稳定好，低温37oC 活力高
宽pH，酸近中性， 热稳定好，低温37oC 活力高
国内成功实现产业化， 且活力不断提高，主要 是国产酶
表达系统背景
工业酶
工业酶与我们的日常生活息息相关。
应用：
洗涤酶、纺织酶、饲料酶、果汁酶、烘焙酶、酿造酶
2/20/2021
大肠杆菌表达体系介绍
1
市场
（1）市场容量小---全球市场约250-300亿元人民币 （2）产能大、价低、技术密集型
2/20/2021
摘自novozymes 《 2012年报》
大肠杆菌表达体系介绍