微生物发酵产酶
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抗体酶 （abzyme）
是一种具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性。
抗体酶制备的理论依据： 1948年， Pauling提出的过渡态理论； 1975年，Kohler和 Milstein发明的单克隆抗体制备技术； 1986年，Lerner和Schultz 分别获得具有催化活性的抗体酶。此 后，不少抗体酶被制备出来。
本章小结
1. 不是所有的微生物都能用于发酵产酶；
2. 微生物生长有4个时期，微生物培养产酶有4种方式，可根据 蛋白质生物合成理论、操纵子理论调节控制；
3. 影响微生物生长的环境因素有：培养基的组成、pH、温度、 溶解氧，精心调节，效益增加；
4. 固定化微生物发酵产酶是在传统方式上的一种新尝试，优点 很多。
一、酶生物合成的模式 二、细胞生长动力学 三、产酶动力学
酶生物合成的模式
细胞生长过程（4个阶段）： 调整期、生长期、平衡期、衰退期。
酶生物合成模式（4种）： P60图2－9 ➢ 同步合成型 ➢ 延续合成型 ➢ 中期合成型 ➢ 滞后合成型 结论：最理想的合成模式是延续合成型。
第五节 固定化微生物细胞发酵产酶 第六节 固定化微生物原生质体发酵产酶
P53
调节pH值的必要性: 培养基的pH值与细胞的生长、繁殖以及 发酵产酶关系密切。
pH值变化的原因：
细胞的生长和代谢产物的积累；
细胞特性；
培养基的组成成分；
P54
发酵工艺条件。
调节pH值常用的的方法：
改变培养基的组分或其比例； 使用缓冲液； 通过流加适宜的酸、碱溶液到培养 基中。
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产生一种阻遏 决定酶的合成
蛋白，由多个 是否开始，有
亚基组成。 两个位点：一
2个结合位点： 个是RNA聚合 与某些小分子 酶的结合位点， 效应物（诱导 另一个是 物或阻遏物） cAMP－CAP 的特异结合位 的结合位点。
点；与操纵基
因的结合位点。
可以与调节基 因产生的变构 蛋白（阻遏蛋 白）中的一种 结构结合，从 而操纵酶生物 合成的速度。
抗体酶的制备方法
修饰法：对抗体分子进行分子修饰，在抗体与抗原的结合部位引 入催化基团，使其成为具有生物催化活性的抗体。
诱导法：为抗体酶制备的主要方法，是在特定的抗原诱导下合成 抗体酶的方法。根据所采用的抗原的不同，分为半抗原 诱导法和酶蛋白诱导法。
半抗原诱导法 酶蛋白诱导法
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pH值的调节控制
与多肽链有各 自的对应关系。 每一个结构基 因对应一条多 肽链。
操 纵 子 模 型 （ 以 乳 糖 操 纵 子 为 例 ）
真核生物酶生物合成的调节
至今还没有统一的理论和模型来阐述真核生物酶生物合 成的调节规律。 这里仅从4以下方面进行讨论：
1. 细胞分化改变酶的生物合成（端粒、端粒酶）
Go
2. 基因扩增
操纵子学说
分解代谢物阻遏（葡萄糖效应） 诱导合成（酶合成的诱导效应，分解反应） 反馈阻遏（酶合成的反馈阻遏，合成反应）
操纵子学说中基因
操纵子
调节基因 → 启动基因 → 操纵基因 → 结构基因
regulator gene promoter gene operator gene structural gene
一、细胞的活化与扩大培养 二、培养基的配制 三、pH的调节控制 Go 四、温度的调节控制 五、溶解氧的调节控制 六、提高酶产量的措施
第四节 酶发酵动力学
发酵动力学：主要研究发酵过程中细胞生长速度、产物生成 速度、基质消耗速度以及环境因素对这些速度的影响。
研究的意义：在酶的发酵生产过程中，研究细胞生长动力学 和发酵产酶动力学，对了解酶的生物合成模式，发酵工艺条 件的优化控制，提高酶的产率等方面均具有重要意义。
转录
原核生物转录酶特点：
全酶 ＝ 核心酶 ＋
σ因子
（5个亚基） （4个亚基，2a、β 、β`）
真核生物转录酶的特点（3种） ：
P31 表2－1
✓ 翻译的定义 ✓ 翻译的实质 ✓ 翻译的基本过程：
翻译
酶生物合成的调控
酶在不同水平的调节 原核生物中酶生物合成的调节机制 几个概念： 组成型酶；诱导型酶（适应型酶、调节酶）； 诱导型和反馈阻遏型的操纵子 操纵子学说（Operon theory）由 Jacob和 Monod 于1960年提出
思考题
1. 比较原核生物酶合成调节机制中的分解代谢物阻遏作用和 反馈阻遏作用？
2. 提高微生物酶产量的措施有哪些？ 3. 酶的生物合成模式有几种？导致这些差异的本质是什么？ 4. 列出本章出现的英文专业术语。
端粒（Telomere）： 真核生物染色体的末端结构，是富含G和T的DNA简单重
复序列不断重复而成。
第二章 微生物论； 原核生物中酶生物合成的调节机制（操纵子学说、葡
萄糖效应）； 发酵产酶工艺条件及其控制（pH调节控制、温度的调
节控制、溶解氧的调节控制）； 酶生物合成的模式。
➢ 理解提高酶产量的方法和措施； 产酶微生物的选择依据。
重点：
酶生物合成中的调节机制； 发酵过程中调节pH、温度、溶解氧的机理； 酶生物合成的4种模式。
端粒的作用：保护真核生物的染色体免遭破坏。
端粒酶（Telomerase）： 是催化端粒合成和延长的酶。是一种核糖核蛋白，包含
蛋白质和RNA两种基本成分，其中RNA组分中含有构建端粒 重复序列的核苷酸模板序列。
在合成端粒的过程中，端粒酶以其本身的RNA组分作为模板， 把端粒重复序列加到染色体DNA的末端，使末端延长。
P 29
第一节 酶生物合成的基本理论
中心法则
四种酶：
依赖于DNA的DNA聚合酶，简称DNA聚合酶，负责DNA的复制（Replication） 依赖于DNA的RNA聚合酶，简称RNA聚合酶，负责DNA的转录（Transcription） 依赖于RNA的RNA聚合酶，简称RNA复制酶，负责RNA的复制 依赖于RNA的DNA聚合酶，简称逆转录酶，负责RNA的逆转录
3. 增强子
4. 抗原诱导抗体酶的生物合成（抗体、抗体酶）
Go
第二节 常用的产酶微生物
一、产酶细胞必须具备以下条件： 1. 酶的产量高 2. 容易管理 3. 产酶稳定性好 4. 利于分离纯化 5. 安全可靠，无毒性 二、常用的微生物 1. 细菌 2. 放线菌 3. 霉菌 4. 酵母菌
第三节 发酵工艺条件及其控制
难点：
分解代谢物阻遏作用（葡萄糖效应）。
概述
酶的发酵生产是当今大多数酶生产的主要方法。
定义： 酶的生物合成； 酶的发酵生产
1. 微生物发酵的特点：种类多、繁殖快、易培养、代谢能力强。
2. 产酶微生物应具备的条件：
酶的产量高、产酶稳定、容易培养和管理、
利于酶的分离纯化、安全可靠，无毒性。
3. 酶的发酵生产中微生物的培养方式：
抗体酶 （abzyme）
是一种具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性。
抗体酶制备的理论依据： 1948年， Pauling提出的过渡态理论； 1975年，Kohler和 Milstein发明的单克隆抗体制备技术； 1986年，Lerner和Schultz 分别获得具有催化活性的抗体酶。此 后，不少抗体酶被制备出来。
本章小结
1. 不是所有的微生物都能用于发酵产酶；
2. 微生物生长有4个时期，微生物培养产酶有4种方式，可根据 蛋白质生物合成理论、操纵子理论调节控制；
3. 影响微生物生长的环境因素有：培养基的组成、pH、温度、 溶解氧，精心调节，效益增加；
4. 固定化微生物发酵产酶是在传统方式上的一种新尝试，优点 很多。
一、酶生物合成的模式 二、细胞生长动力学 三、产酶动力学
酶生物合成的模式
细胞生长过程（4个阶段）： 调整期、生长期、平衡期、衰退期。
酶生物合成模式（4种）： P60图2－9 ➢ 同步合成型 ➢ 延续合成型 ➢ 中期合成型 ➢ 滞后合成型 结论：最理想的合成模式是延续合成型。
第五节 固定化微生物细胞发酵产酶 第六节 固定化微生物原生质体发酵产酶
P53
调节pH值的必要性: 培养基的pH值与细胞的生长、繁殖以及 发酵产酶关系密切。
pH值变化的原因：
细胞的生长和代谢产物的积累；
细胞特性；
培养基的组成成分；
P54
发酵工艺条件。
调节pH值常用的的方法：
改变培养基的组分或其比例； 使用缓冲液； 通过流加适宜的酸、碱溶液到培养 基中。
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产生一种阻遏 决定酶的合成
蛋白，由多个 是否开始，有
亚基组成。 两个位点：一
2个结合位点： 个是RNA聚合 与某些小分子 酶的结合位点， 效应物（诱导 另一个是 物或阻遏物） cAMP－CAP 的特异结合位 的结合位点。
点；与操纵基
因的结合位点。
可以与调节基 因产生的变构 蛋白（阻遏蛋 白）中的一种 结构结合，从 而操纵酶生物 合成的速度。
抗体酶的制备方法
修饰法：对抗体分子进行分子修饰，在抗体与抗原的结合部位引 入催化基团，使其成为具有生物催化活性的抗体。
诱导法：为抗体酶制备的主要方法，是在特定的抗原诱导下合成 抗体酶的方法。根据所采用的抗原的不同，分为半抗原 诱导法和酶蛋白诱导法。
半抗原诱导法 酶蛋白诱导法
Back
pH值的调节控制
与多肽链有各 自的对应关系。 每一个结构基 因对应一条多 肽链。
操 纵 子 模 型 （ 以 乳 糖 操 纵 子 为 例 ）
真核生物酶生物合成的调节
至今还没有统一的理论和模型来阐述真核生物酶生物合 成的调节规律。 这里仅从4以下方面进行讨论：
1. 细胞分化改变酶的生物合成（端粒、端粒酶）
Go
2. 基因扩增
操纵子学说
分解代谢物阻遏（葡萄糖效应） 诱导合成（酶合成的诱导效应，分解反应） 反馈阻遏（酶合成的反馈阻遏，合成反应）
操纵子学说中基因
操纵子
调节基因 → 启动基因 → 操纵基因 → 结构基因
regulator gene promoter gene operator gene structural gene
一、细胞的活化与扩大培养 二、培养基的配制 三、pH的调节控制 Go 四、温度的调节控制 五、溶解氧的调节控制 六、提高酶产量的措施
第四节 酶发酵动力学
发酵动力学：主要研究发酵过程中细胞生长速度、产物生成 速度、基质消耗速度以及环境因素对这些速度的影响。
研究的意义：在酶的发酵生产过程中，研究细胞生长动力学 和发酵产酶动力学，对了解酶的生物合成模式，发酵工艺条 件的优化控制，提高酶的产率等方面均具有重要意义。
转录
原核生物转录酶特点：
全酶 ＝ 核心酶 ＋
σ因子
（5个亚基） （4个亚基，2a、β 、β`）
真核生物转录酶的特点（3种） ：
P31 表2－1
✓ 翻译的定义 ✓ 翻译的实质 ✓ 翻译的基本过程：
翻译
酶生物合成的调控
酶在不同水平的调节 原核生物中酶生物合成的调节机制 几个概念： 组成型酶；诱导型酶（适应型酶、调节酶）； 诱导型和反馈阻遏型的操纵子 操纵子学说（Operon theory）由 Jacob和 Monod 于1960年提出
思考题
1. 比较原核生物酶合成调节机制中的分解代谢物阻遏作用和 反馈阻遏作用？
2. 提高微生物酶产量的措施有哪些？ 3. 酶的生物合成模式有几种？导致这些差异的本质是什么？ 4. 列出本章出现的英文专业术语。
端粒（Telomere）： 真核生物染色体的末端结构，是富含G和T的DNA简单重
复序列不断重复而成。
第二章 微生物论； 原核生物中酶生物合成的调节机制（操纵子学说、葡
萄糖效应）； 发酵产酶工艺条件及其控制（pH调节控制、温度的调
节控制、溶解氧的调节控制）； 酶生物合成的模式。
➢ 理解提高酶产量的方法和措施； 产酶微生物的选择依据。
重点：
酶生物合成中的调节机制； 发酵过程中调节pH、温度、溶解氧的机理； 酶生物合成的4种模式。
端粒的作用：保护真核生物的染色体免遭破坏。
端粒酶（Telomerase）： 是催化端粒合成和延长的酶。是一种核糖核蛋白，包含
蛋白质和RNA两种基本成分，其中RNA组分中含有构建端粒 重复序列的核苷酸模板序列。
在合成端粒的过程中，端粒酶以其本身的RNA组分作为模板， 把端粒重复序列加到染色体DNA的末端，使末端延长。
P 29
第一节 酶生物合成的基本理论
中心法则
四种酶：
依赖于DNA的DNA聚合酶，简称DNA聚合酶，负责DNA的复制（Replication） 依赖于DNA的RNA聚合酶，简称RNA聚合酶，负责DNA的转录（Transcription） 依赖于RNA的RNA聚合酶，简称RNA复制酶，负责RNA的复制 依赖于RNA的DNA聚合酶，简称逆转录酶，负责RNA的逆转录
3. 增强子
4. 抗原诱导抗体酶的生物合成（抗体、抗体酶）
Go
第二节 常用的产酶微生物
一、产酶细胞必须具备以下条件： 1. 酶的产量高 2. 容易管理 3. 产酶稳定性好 4. 利于分离纯化 5. 安全可靠，无毒性 二、常用的微生物 1. 细菌 2. 放线菌 3. 霉菌 4. 酵母菌
第三节 发酵工艺条件及其控制
难点：
分解代谢物阻遏作用（葡萄糖效应）。
概述
酶的发酵生产是当今大多数酶生产的主要方法。
定义： 酶的生物合成； 酶的发酵生产
1. 微生物发酵的特点：种类多、繁殖快、易培养、代谢能力强。
2. 产酶微生物应具备的条件：
酶的产量高、产酶稳定、容易培养和管理、
利于酶的分离纯化、安全可靠，无毒性。
3. 酶的发酵生产中微生物的培养方式：