酶工程制药技术 优秀课件
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• 在酶的生产中，加入适量表面活性剂，也能提高酶制剂 产量，如用爪哇真青霉生产纤维素酶时，如果添加0.1% 的吐温-80，则纤维素酶的产量可提高4倍。
2、菌种的分离筛选
（1）含菌样品质采集 （2）富集培养 （3）菌种纯化
3、菌种的变异诱导技术
产酶菌株的制备和优化
1、产酶菌株的培养条件 2、菌种的分离筛选 3、菌种的变异诱导技术 4、原生质体诱导实际生产例子
1、产酶菌株的培养条件
（1）产酶促进剂 （2）影响酶产量的各种因素 （3）诱导剂和抑制剂
（1）产酶促进剂
在酶制剂的生产过程中，如果添加少量的某种物质就能增 加酶的产量，则这类物质就称为产酶促进剂。
酶工程制药技术
第一节 酶工程概论
一、酶的特性 二、酶工程的研究内容 三、酶工程的研究进展及应用
酶的定义和分类
• 酶的定义----酶是生物体内具有生物催化功能的 生物大分子，包括蛋白质和核酸等。
• 酶的分类----分为6大类 1、氧化-还原酶 2、转移酶 3、水解酶 4、裂合酶 5、异构酶 6、连接酶（合成酶）
2、人工合成酶的方法，目前还受到试剂、设备条件的限 制。
3、利用动物、植物细胞和组织培养方法来生产酶，由于 周期较长、成本较高，也存在一定难度。
4、利用微生物生产酶制剂。
（二）利用微生物生产酶制剂的优点
（1）能够生产酶的微生物 种类繁多，有较大的选择 余地。
（2）微生物繁殖快、培养 周期短、培养方法简便， 培养过程容易控制，
裂合酶和异构酶
4、裂合酶 天冬氨酸-β-脱羧酶 β-酪氨酸酶 延胡索酸酶 谷氨酸脱羧酶
5、异构酶 氨基酸消旋酶 葡萄糖异构酶
（来源于细菌） （来源于细菌） （来源于细菌） （来源于细菌）
（来源于细菌、霉菌、酵母） （来源于细菌、放线菌
酶的生产菌种
1、对生产菌种的要求 2、目前常用的产酶微生物
1、对生产菌种的要求
枯草杆菌---用于生产a-淀粉酶、β-葡萄糖氧化酶、碱性磷酸酯酶。 啤酒酵母---用来生产转化酶、丙酮酸脱羧酶、乙醇脱氢酶。 青霉菌---用于生产葡萄糖氧化酶、青霉素酰化酶、5`-磷酸二酯酶、脂肪酶。 木霉菌---用于生产纤维素酶。 根霉菌---用于生产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶。 链霉菌---用来生产葡萄糖异构酶。
产酶促进剂多数是酶的诱导物、或者是表面活性剂，常用 的产酶促进剂有：
（A）吐温-80 （B）脂肪酰胺磺酸钠 （C）聚乙烯醇 （D）糖脂 （E）乙二胺四乙酸（EDTA）
（2）影响酶产量的各种因素
A、温度---各种产酶微生物对于温度的要求是各不相同的。 细菌：35-37度 霉菌：30度 酵母菌：30-35度 B、PH值---通过掌握原料的配比保持一定的C/N水平、或者通过添加缓
• 国内酶制剂工业常用的消泡剂为： 甘油聚醚（聚氧丙烯甘油醚） 泡敌（聚环氧丙烷环氧乙烷甘油醚）
（3）诱导剂和抑制剂
• 某些酶反应，当培养基中不存在诱导物质时，其酶的合 成就受到抑制，而当添加诱导物质时，酶的合成就能顺 利进行，这类物质称作诱导剂。
• 使用某些酶的抑制剂常常能够促进酶的合成，如在多粘 芽孢杆菌的培养基中添加淀粉酶抑制剂S-AI，能增加淀 粉酶的产量。
冲剂、能够控制发酵液的PH值。 C、通气量（供氧量） 讫今为止，产酶和微生物都是需氧性的微生物。 在液体深层发酵中，微生物利用的氧必须是溶解于培养基中和溶解氧。 空气中的氧气---培养基溶解氧---透过细胞膜进入原生质。 精确测定时采用溶氧仪。 D、搅拌---搅拌可将泡沫打碎、增加氧气的溶解速度、加强了液体的湍
酶的特性
1、专一性强 2、催化效率高 3、反应条件温和 4、酶活性的调控机制复杂
醛糖还原酶的活性中心
酶的来源
（一）来源类别 （二）利用微生物生产酶制剂的优点 （三）各种能够生产酶的微生物
蚯蚓含蚓激酶，对心血管疾病有较好的治疗效果
（一）来源类别
1、酶作为生物催化剂普遍存在于动物、植物、微生物中， 可以直接从生物体中分离提纯而获得，早期酶的生产 多是以动植物为主要原料提取而得。
流作用，有利于营养物质与菌体细胞的接触，促进细胞新陈代谢。 E、泡沫
E、泡沫
• 酶同制时剂直发接酵影过响O程2中的泡溶沫解较。多。泡沫的存在会阻止CO2的排除、
• 排除常常采用：机械力消泡沫法、化学Байду номын сангаас泡剂消泡沫法。
• 常用的消泡剂有：天然油类、矿物油类、醇类、脂肪酸类、 胺类、酰胺类、醚类、磷酸酯类、金属皂类、聚硅氧烷等 等物质。
（1）产酶量高 （2）不是致病菌 （3）性能稳定，不容易变异、退化、不易感染噬菌体。 （4）能够利用廉价的原料，发酵周期短、易于培养。
2、目前常用的产酶微生物
大肠杆菌---用来生产谷氨酸脱羧酶、天门冬氨酸酶、青霉素酰化酶、β-半 乳糖苷酶。
曲霉（黑曲霉、黄曲霉）---用来生产糖化酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、 葡萄糖氧化酶、氨基酰化酶、脂肪酶。
（3）微生物具有较强的适 应性，能够培育出新的高 产菌株。
（三）各种能够生产酶的微生物
1、氧化-还原酶 （1）葡萄糖氧化酶 （2）D氨基酸氧化酶 （3）尿激酶 （4）过氧化氢酶 （5）近氧化物酶 2、转移酶 （1）转氨基酶 （2）核苷磷酸转移酶 3、水解酶 4、裂合酶 5、异构酶
（来源于霉菌） （来源于霉菌、肾脏） （来源于酵母菌、肾脏） （来源于细菌、霉菌、红血球） （来源于植物）
（来源于细菌、动物肝脏） （来源于细菌）
• 脂肪酶 5`-磷酸二酯酶 淀粉酶 果胶酶 纤维素酶 半纤维素酶 溶菌酶 蜜二糖酶 乳糖酶 转化酶 透明质酸酶 凝乳酶 天冬酰胺酶 脲酶 青霉素酰化酶 氨基酰化酶 橙皮苷酶 蛋白酶
3、水解酶
（来源于细菌、霉菌、胰脏） （来源于霉菌） （来源于细菌、霉菌、胰脏、麦芽） （来源于细菌、霉菌） （来源于霉菌、蘑菇） （来源于霉菌） （来源于细菌、鸡卵白） （来源于霉菌） （来源于细菌、霉菌） （来源于细菌、酵母） （来源于细菌、动物睾丸） （来源于霉菌、小牛胃、羊胃） （来源于细菌） （来源于豆科植物） （来源于细菌、霉菌） （来源于细菌、霉菌、牛肾脏） （来源于霉菌） （来源于霉菌、放线菌、动物内脏、植物瓜果）
2、菌种的分离筛选
（1）含菌样品质采集 （2）富集培养 （3）菌种纯化
3、菌种的变异诱导技术
产酶菌株的制备和优化
1、产酶菌株的培养条件 2、菌种的分离筛选 3、菌种的变异诱导技术 4、原生质体诱导实际生产例子
1、产酶菌株的培养条件
（1）产酶促进剂 （2）影响酶产量的各种因素 （3）诱导剂和抑制剂
（1）产酶促进剂
在酶制剂的生产过程中，如果添加少量的某种物质就能增 加酶的产量，则这类物质就称为产酶促进剂。
酶工程制药技术
第一节 酶工程概论
一、酶的特性 二、酶工程的研究内容 三、酶工程的研究进展及应用
酶的定义和分类
• 酶的定义----酶是生物体内具有生物催化功能的 生物大分子，包括蛋白质和核酸等。
• 酶的分类----分为6大类 1、氧化-还原酶 2、转移酶 3、水解酶 4、裂合酶 5、异构酶 6、连接酶（合成酶）
2、人工合成酶的方法，目前还受到试剂、设备条件的限 制。
3、利用动物、植物细胞和组织培养方法来生产酶，由于 周期较长、成本较高，也存在一定难度。
4、利用微生物生产酶制剂。
（二）利用微生物生产酶制剂的优点
（1）能够生产酶的微生物 种类繁多，有较大的选择 余地。
（2）微生物繁殖快、培养 周期短、培养方法简便， 培养过程容易控制，
裂合酶和异构酶
4、裂合酶 天冬氨酸-β-脱羧酶 β-酪氨酸酶 延胡索酸酶 谷氨酸脱羧酶
5、异构酶 氨基酸消旋酶 葡萄糖异构酶
（来源于细菌） （来源于细菌） （来源于细菌） （来源于细菌）
（来源于细菌、霉菌、酵母） （来源于细菌、放线菌
酶的生产菌种
1、对生产菌种的要求 2、目前常用的产酶微生物
1、对生产菌种的要求
枯草杆菌---用于生产a-淀粉酶、β-葡萄糖氧化酶、碱性磷酸酯酶。 啤酒酵母---用来生产转化酶、丙酮酸脱羧酶、乙醇脱氢酶。 青霉菌---用于生产葡萄糖氧化酶、青霉素酰化酶、5`-磷酸二酯酶、脂肪酶。 木霉菌---用于生产纤维素酶。 根霉菌---用于生产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶。 链霉菌---用来生产葡萄糖异构酶。
产酶促进剂多数是酶的诱导物、或者是表面活性剂，常用 的产酶促进剂有：
（A）吐温-80 （B）脂肪酰胺磺酸钠 （C）聚乙烯醇 （D）糖脂 （E）乙二胺四乙酸（EDTA）
（2）影响酶产量的各种因素
A、温度---各种产酶微生物对于温度的要求是各不相同的。 细菌：35-37度 霉菌：30度 酵母菌：30-35度 B、PH值---通过掌握原料的配比保持一定的C/N水平、或者通过添加缓
• 国内酶制剂工业常用的消泡剂为： 甘油聚醚（聚氧丙烯甘油醚） 泡敌（聚环氧丙烷环氧乙烷甘油醚）
（3）诱导剂和抑制剂
• 某些酶反应，当培养基中不存在诱导物质时，其酶的合 成就受到抑制，而当添加诱导物质时，酶的合成就能顺 利进行，这类物质称作诱导剂。
• 使用某些酶的抑制剂常常能够促进酶的合成，如在多粘 芽孢杆菌的培养基中添加淀粉酶抑制剂S-AI，能增加淀 粉酶的产量。
冲剂、能够控制发酵液的PH值。 C、通气量（供氧量） 讫今为止，产酶和微生物都是需氧性的微生物。 在液体深层发酵中，微生物利用的氧必须是溶解于培养基中和溶解氧。 空气中的氧气---培养基溶解氧---透过细胞膜进入原生质。 精确测定时采用溶氧仪。 D、搅拌---搅拌可将泡沫打碎、增加氧气的溶解速度、加强了液体的湍
酶的特性
1、专一性强 2、催化效率高 3、反应条件温和 4、酶活性的调控机制复杂
醛糖还原酶的活性中心
酶的来源
（一）来源类别 （二）利用微生物生产酶制剂的优点 （三）各种能够生产酶的微生物
蚯蚓含蚓激酶，对心血管疾病有较好的治疗效果
（一）来源类别
1、酶作为生物催化剂普遍存在于动物、植物、微生物中， 可以直接从生物体中分离提纯而获得，早期酶的生产 多是以动植物为主要原料提取而得。
流作用，有利于营养物质与菌体细胞的接触，促进细胞新陈代谢。 E、泡沫
E、泡沫
• 酶同制时剂直发接酵影过响O程2中的泡溶沫解较。多。泡沫的存在会阻止CO2的排除、
• 排除常常采用：机械力消泡沫法、化学Байду номын сангаас泡剂消泡沫法。
• 常用的消泡剂有：天然油类、矿物油类、醇类、脂肪酸类、 胺类、酰胺类、醚类、磷酸酯类、金属皂类、聚硅氧烷等 等物质。
（1）产酶量高 （2）不是致病菌 （3）性能稳定，不容易变异、退化、不易感染噬菌体。 （4）能够利用廉价的原料，发酵周期短、易于培养。
2、目前常用的产酶微生物
大肠杆菌---用来生产谷氨酸脱羧酶、天门冬氨酸酶、青霉素酰化酶、β-半 乳糖苷酶。
曲霉（黑曲霉、黄曲霉）---用来生产糖化酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、 葡萄糖氧化酶、氨基酰化酶、脂肪酶。
（3）微生物具有较强的适 应性，能够培育出新的高 产菌株。
（三）各种能够生产酶的微生物
1、氧化-还原酶 （1）葡萄糖氧化酶 （2）D氨基酸氧化酶 （3）尿激酶 （4）过氧化氢酶 （5）近氧化物酶 2、转移酶 （1）转氨基酶 （2）核苷磷酸转移酶 3、水解酶 4、裂合酶 5、异构酶
（来源于霉菌） （来源于霉菌、肾脏） （来源于酵母菌、肾脏） （来源于细菌、霉菌、红血球） （来源于植物）
（来源于细菌、动物肝脏） （来源于细菌）
• 脂肪酶 5`-磷酸二酯酶 淀粉酶 果胶酶 纤维素酶 半纤维素酶 溶菌酶 蜜二糖酶 乳糖酶 转化酶 透明质酸酶 凝乳酶 天冬酰胺酶 脲酶 青霉素酰化酶 氨基酰化酶 橙皮苷酶 蛋白酶
3、水解酶
（来源于细菌、霉菌、胰脏） （来源于霉菌） （来源于细菌、霉菌、胰脏、麦芽） （来源于细菌、霉菌） （来源于霉菌、蘑菇） （来源于霉菌） （来源于细菌、鸡卵白） （来源于霉菌） （来源于细菌、霉菌） （来源于细菌、酵母） （来源于细菌、动物睾丸） （来源于霉菌、小牛胃、羊胃） （来源于细菌） （来源于豆科植物） （来源于细菌、霉菌） （来源于细菌、霉菌、牛肾脏） （来源于霉菌） （来源于霉菌、放线菌、动物内脏、植物瓜果）