12 抗生素产生菌的菌种筛选及优化19.ppt
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（2）原因：在新的环境，缺乏分解或催化相关底物的酶。
（3）缩短和消除迟缓期的方法有：增加接种量、采用最适种龄、 选用繁殖速度快的菌种以及尽量保持接种前后所处的培养基 介质和条件一致。
来自百度文库
2.对数期
（1）特点：分裂速度最快、代时最短、代谢活动旺盛、对环境 变化敏感。
（2）作用：作为代谢、生理等研究的好材料和发酵生产中用作 种子的最佳菌龄。
4、采用新的筛选方法
如：应用定向生物合成和突变生物合成的原理， 以及培养超敏细菌以寻找微量的抗生素，选用 新的肿瘤模型来筛选抗肿瘤的抗生素。
5、采用现代分子生物学技术产生新抗生素
（1）基因克隆产生新抗生素：首先获得某已 知抗生素的结构基因，然后通过一定的载 体将基因片段导入特定的另一种抗生素产 生菌中，则可能产生完全符合人们设计要 求的新抗生素。
2.嗜温微生物 4.嗜高热微生物
小结：
1.嗜冷微生物能够在低温条件下生长的原因是：其所含 的酶在低温能有效地催化生化反应；在低温下主动运输 仍能正常进行，有效的吸收必须的营养物质，是其原生 质膜中含有较多的不饱和脂肪酸，在低温下仍可维持膜 的流动性。
2.嗜高温微生物在高温条件下生长的原因是：其酶和其他蛋白 质在高温时更稳定；其蛋白质合成机构和细胞质膜（富含 饱和脂肪酸等）等结构成分是热稳定。
（2）沉默基因的激活： 引入抗生素生物合 成的调控基因，有可能激发抗生素产生菌 处于休眠状态或沉默状态的基因系统，从 而开启另一结构抗生素的生物合成开关， 得到新抗生素。
绝大多数抗生素的原始产生菌是从自然界分离筛选获得，以传统的 分离土壤放线菌为例，说明新抗生素产生菌的常规分离和筛选过程。
一、土壤微生物的分离
3.稳定期
（1）特点：新生的细胞和死亡的细胞数目相等、总菌数达到最 大值、代谢活力钝化。
（2）原因：营养物质的逐渐消耗以及代谢废物的积累抑制了生 长。
（3）功能：产生次生代谢产物（抗生素、生物碱、色素等）、 芽孢；对稳定期的研究发展了连续培养技术。
4.死亡期
特点：活的细胞数目以对数速率急剧下降、细胞裂解 或自溶。
青霉素抗G+菌有效，对G-菌作用很弱，对 人的副作用小，有过敏反应。
青霉素是一类群化合物，不同青霉素的侧链R各异。 常用青霉素G，R为苯甲基。低浓度抑菌，高浓度杀 菌。有的细菌产生青霉素酶，使酰胺环开裂而失去 作用。苯甲基青霉素钠盐0.6μg 为一个单位，1mg 苯甲基青霉素钠盐等于1，667个单位。
1、筛选模型： 是指筛选工作中所使用的实验菌。为了避免感染病 原菌的危险，尽可能选用非致病的、且能代表某些 类型致病菌的微生物作为实验菌。
常用的实验菌和代表的致病微生物
实验菌 金黄色葡萄球菌 枯草芽孢杆菌 耻垢分支杆菌 大肠埃希菌 白假丝酵母菌 曲霉 噬菌体
代表的致病微生物 革兰阳性球菌 革兰阳性杆菌 结核分枝杆菌 革兰阴性杆菌 酵母状真菌 丝状真菌 病毒、肿瘤细胞
1、采土
以春、秋两季采土为宜。去除表土， 采取5-
10cm深处的土壤，装入无菌容器。
2、分离菌株 将2-4克土壤均匀散布水中 待其沉降，上清部分经适当稀释后（一般为 10-3-104），涂布于适宜培养基中，并培 养至单菌落出现，挑取单个菌落移种纯培 养，根据菌落的特征，初步排除相同菌。
二、筛选 ：是指从大量待筛选微生物中，尽快地鉴别出有实用价 值的抗生素产生菌的实验过程。
细菌抗生素多是多肽类化合物。如短杆菌的短杆菌 素S，枯草芽孢杆菌的枯草杆菌肽，多粘芽孢杆菌的 多粘菌素等，对动物有毒性，只限外用。
抗生素产生菌的分离和筛选
目前新抗生素的获得途径： 1、从自然界分离筛选新抗生素产生菌
从土壤到海洋 一般常见到极端微生物 从微生物到植物、海洋生物。 2、改造现有的已知抗生素的产生菌，再经筛选获得 新得抗生素产生菌。 3、从已知的抗生素进行结构改造，经筛选获得新的 半合成抗生素。
第一章 抗生素产生菌的菌种及培养
1、抗生素与产生菌
半数以上抗生素由放线菌产生；真菌与细菌。 放线菌抗生素两千多种，主要由链霉菌属产生。
真菌抗生素
真菌抗生素有数百种，主要是点青霉和产黄 青霉产生的青霉素，荨麻青霉和灰黄青霉产 生的灰黄霉素。
灰黄霉素抗真菌（皮肤病与灰指甲病），对 细菌无效。
丝状微生物的群体生长
1.特征：丝状生长和沉淀生长两种方式。
2.丝状微生物生长以单位时间内微生物的物质量的变化来 表示。
三、连续培养
（一）分批培养和连续培养 1.概念：
分批培养：指将微生物置于一定容积的培养基中，经 过培养生长，最后一次收获的培养方式。
连续培养：在一个恒定容积的流动系统中培养微生物，一方 面以一定速率不断地加入新的培养基，另一方面又以相同的 速率流出培养物(菌体和代谢产物)，以使培养系统中的细胞 数量和营养状态保持稳定。
2.连续培养系统的类型
第三节 环境因素对微生物生长的影响 一、温度
温度太低：使原生质膜处于凝固状态，不能正常进行 营养物质的运输或形成质子梯度。
温度太高：蛋白质、核酸和细胞的其他组成发生不可 逆的变形作用。
三种基本温度
最低生长温度 最适生长温度 最高生长温度
根据生长温度分类： 1. 嗜冷微生物 3.嗜热微生物
3.微生物耐热性在实践中的重要性：
发酵生产的优点是发酵周期短，效率高；有利于非 气体物质在发酵液中的扩散和溶解，以及防止杂菌的污 染；可节约冷却发酵热量所需的成本。
2、筛选方法
抗菌抗生素一般采用琼脂扩散法。
先制备含实验菌的平板，然后以无菌滤纸片蘸取各 放线菌的摇瓶培养发酵液或切取一定大小的放线菌 琼脂培养块，置于含菌平板上，培养后观察有无抑 菌圈产生。
无分支单细胞微生物的群体生长曲线
1.迟缓期
（1）主要特征：代谢活跃，大量合成细胞分裂所需的酶类、 ATP等；体积增大；分裂迟缓。
1.微生物群体生长的规律
生长曲线代表在新的适应环境中生长、分裂直至衰老、死 亡全过程的动态变化规律。分为迟缓期、对数期、稳定期 和死亡期四个主要的时期。
生长曲线的不同时期反映的是群体而不是单个细胞的 生长规律。
认识和掌握微生物的生长曲线有重要的实践意义。如 设法缩短迟缓期、延长对数期以及在稳定期收集菌体。
（3）缩短和消除迟缓期的方法有：增加接种量、采用最适种龄、 选用繁殖速度快的菌种以及尽量保持接种前后所处的培养基 介质和条件一致。
来自百度文库
2.对数期
（1）特点：分裂速度最快、代时最短、代谢活动旺盛、对环境 变化敏感。
（2）作用：作为代谢、生理等研究的好材料和发酵生产中用作 种子的最佳菌龄。
4、采用新的筛选方法
如：应用定向生物合成和突变生物合成的原理， 以及培养超敏细菌以寻找微量的抗生素，选用 新的肿瘤模型来筛选抗肿瘤的抗生素。
5、采用现代分子生物学技术产生新抗生素
（1）基因克隆产生新抗生素：首先获得某已 知抗生素的结构基因，然后通过一定的载 体将基因片段导入特定的另一种抗生素产 生菌中，则可能产生完全符合人们设计要 求的新抗生素。
2.嗜温微生物 4.嗜高热微生物
小结：
1.嗜冷微生物能够在低温条件下生长的原因是：其所含 的酶在低温能有效地催化生化反应；在低温下主动运输 仍能正常进行，有效的吸收必须的营养物质，是其原生 质膜中含有较多的不饱和脂肪酸，在低温下仍可维持膜 的流动性。
2.嗜高温微生物在高温条件下生长的原因是：其酶和其他蛋白 质在高温时更稳定；其蛋白质合成机构和细胞质膜（富含 饱和脂肪酸等）等结构成分是热稳定。
（2）沉默基因的激活： 引入抗生素生物合 成的调控基因，有可能激发抗生素产生菌 处于休眠状态或沉默状态的基因系统，从 而开启另一结构抗生素的生物合成开关， 得到新抗生素。
绝大多数抗生素的原始产生菌是从自然界分离筛选获得，以传统的 分离土壤放线菌为例，说明新抗生素产生菌的常规分离和筛选过程。
一、土壤微生物的分离
3.稳定期
（1）特点：新生的细胞和死亡的细胞数目相等、总菌数达到最 大值、代谢活力钝化。
（2）原因：营养物质的逐渐消耗以及代谢废物的积累抑制了生 长。
（3）功能：产生次生代谢产物（抗生素、生物碱、色素等）、 芽孢；对稳定期的研究发展了连续培养技术。
4.死亡期
特点：活的细胞数目以对数速率急剧下降、细胞裂解 或自溶。
青霉素抗G+菌有效，对G-菌作用很弱，对 人的副作用小，有过敏反应。
青霉素是一类群化合物，不同青霉素的侧链R各异。 常用青霉素G，R为苯甲基。低浓度抑菌，高浓度杀 菌。有的细菌产生青霉素酶，使酰胺环开裂而失去 作用。苯甲基青霉素钠盐0.6μg 为一个单位，1mg 苯甲基青霉素钠盐等于1，667个单位。
1、筛选模型： 是指筛选工作中所使用的实验菌。为了避免感染病 原菌的危险，尽可能选用非致病的、且能代表某些 类型致病菌的微生物作为实验菌。
常用的实验菌和代表的致病微生物
实验菌 金黄色葡萄球菌 枯草芽孢杆菌 耻垢分支杆菌 大肠埃希菌 白假丝酵母菌 曲霉 噬菌体
代表的致病微生物 革兰阳性球菌 革兰阳性杆菌 结核分枝杆菌 革兰阴性杆菌 酵母状真菌 丝状真菌 病毒、肿瘤细胞
1、采土
以春、秋两季采土为宜。去除表土， 采取5-
10cm深处的土壤，装入无菌容器。
2、分离菌株 将2-4克土壤均匀散布水中 待其沉降，上清部分经适当稀释后（一般为 10-3-104），涂布于适宜培养基中，并培 养至单菌落出现，挑取单个菌落移种纯培 养，根据菌落的特征，初步排除相同菌。
二、筛选 ：是指从大量待筛选微生物中，尽快地鉴别出有实用价 值的抗生素产生菌的实验过程。
细菌抗生素多是多肽类化合物。如短杆菌的短杆菌 素S，枯草芽孢杆菌的枯草杆菌肽，多粘芽孢杆菌的 多粘菌素等，对动物有毒性，只限外用。
抗生素产生菌的分离和筛选
目前新抗生素的获得途径： 1、从自然界分离筛选新抗生素产生菌
从土壤到海洋 一般常见到极端微生物 从微生物到植物、海洋生物。 2、改造现有的已知抗生素的产生菌，再经筛选获得 新得抗生素产生菌。 3、从已知的抗生素进行结构改造，经筛选获得新的 半合成抗生素。
第一章 抗生素产生菌的菌种及培养
1、抗生素与产生菌
半数以上抗生素由放线菌产生；真菌与细菌。 放线菌抗生素两千多种，主要由链霉菌属产生。
真菌抗生素
真菌抗生素有数百种，主要是点青霉和产黄 青霉产生的青霉素，荨麻青霉和灰黄青霉产 生的灰黄霉素。
灰黄霉素抗真菌（皮肤病与灰指甲病），对 细菌无效。
丝状微生物的群体生长
1.特征：丝状生长和沉淀生长两种方式。
2.丝状微生物生长以单位时间内微生物的物质量的变化来 表示。
三、连续培养
（一）分批培养和连续培养 1.概念：
分批培养：指将微生物置于一定容积的培养基中，经 过培养生长，最后一次收获的培养方式。
连续培养：在一个恒定容积的流动系统中培养微生物，一方 面以一定速率不断地加入新的培养基，另一方面又以相同的 速率流出培养物(菌体和代谢产物)，以使培养系统中的细胞 数量和营养状态保持稳定。
2.连续培养系统的类型
第三节 环境因素对微生物生长的影响 一、温度
温度太低：使原生质膜处于凝固状态，不能正常进行 营养物质的运输或形成质子梯度。
温度太高：蛋白质、核酸和细胞的其他组成发生不可 逆的变形作用。
三种基本温度
最低生长温度 最适生长温度 最高生长温度
根据生长温度分类： 1. 嗜冷微生物 3.嗜热微生物
3.微生物耐热性在实践中的重要性：
发酵生产的优点是发酵周期短，效率高；有利于非 气体物质在发酵液中的扩散和溶解，以及防止杂菌的污 染；可节约冷却发酵热量所需的成本。
2、筛选方法
抗菌抗生素一般采用琼脂扩散法。
先制备含实验菌的平板，然后以无菌滤纸片蘸取各 放线菌的摇瓶培养发酵液或切取一定大小的放线菌 琼脂培养块，置于含菌平板上，培养后观察有无抑 菌圈产生。
无分支单细胞微生物的群体生长曲线
1.迟缓期
（1）主要特征：代谢活跃，大量合成细胞分裂所需的酶类、 ATP等；体积增大；分裂迟缓。
1.微生物群体生长的规律
生长曲线代表在新的适应环境中生长、分裂直至衰老、死 亡全过程的动态变化规律。分为迟缓期、对数期、稳定期 和死亡期四个主要的时期。
生长曲线的不同时期反映的是群体而不是单个细胞的 生长规律。
认识和掌握微生物的生长曲线有重要的实践意义。如 设法缩短迟缓期、延长对数期以及在稳定期收集菌体。