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第一节 细胞的选择
优良产酶细胞应具备的条件 （1）酶的产量高 （2）容易培养和管理（生长速率高、营养要求低） （3）产酶稳定性好，不易退化 （4）利于分离提纯 （5）安全可靠，无毒性
产酶细胞
微生物 植物细胞 生物细胞
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一、微生物
常用的产酶微生物
大肠杆菌： Escherichia coli 假单胞菌 ：Pseudomonas 枯草杆菌： Bacillus subtilis 微球菌 ：Micrococcus 链球菌 ：Streptococcus 链霉菌： Streptomyces 黑曲霉： Aspergillus niger 米曲霉： Aspergillus oryzae 红曲霉 ： Monascus
大豆细胞 1989 超氧化物歧化酶
番木瓜细胞 大蒜细胞
1986 1989 1993
葡萄糖苷酶 利马豆细胞 1987 菠萝蛋白酶
菠萝细胞 1995
酸性转化酶 碱性转化酶
甜菜细胞 甜菜细胞
1988 剑麻蛋白酶 1988 木瓜凝乳蛋白酶
剑麻细胞 番木瓜细胞
1998
2001
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三、动物细胞
动物细胞培养主要用于生产疫苗、激素、多肽、酶等
胞内外的pH、氧化还原电位和渗透压起调节作用。 大量元素(≥0.5mmol/L) ：
P ，S ，K，Na，Ca，Mg，Cl等元素 微量元素(≤ 0.5mmol/L) ：
Cu， Mn， Zn， Mo ，Co，B，I
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4、生长因素（growth factor） 即生长因子，是指细胞生长繁殖所必需的微量有机化合物。 氨基酸：蛋白质组分 嘌呤、嘧啶：核酸、辅酶、辅基的组分 维生素：起辅酶作用 生长激素：起细胞生长、分裂的调节作用
酶、纤维素酶和木聚糖酶
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二、植物细胞
主要用于色素、药物、香精和酶等初级代谢产物的生产。
酶
产酶植物细胞 年份
酶
产酶植物细胞 年份
糖苷酶
胡萝卜细胞 1981
糖化酶

甜菜细胞 1989
半乳糖苷酶 紫苜蓿细胞 1982 苯丙氨酸裂合酶 花生细胞 1990
漆酶
假挪威械细胞 1983
大豆细胞
过氧化物酶 甜菜细胞 1983 木瓜蛋白酶
酶的生物合成法生产 经过预先设计，通过人工操作，利用微生物、植物及动 物细胞的生命活动，获得所需酶的技术过程，称为酶的 生物合成法生产
产酶细胞 适宜培养 酶的合成 分离纯化
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第三章 酶生物合成法生产
第一节 细胞的选择 第二节 培养基的配制 第三节 产酶工艺条件及其调节控制 第四节 微生物发酵产酶 第五节 植物细胞培养产酶 第六节 动物细胞培养产酶
（2）植物细胞需要多种维生素和植物生长激素： 维生素：如琉胺素（VB1）、吡哆素（VB6）、烟酸、肌醇：浓度一般为 0.1~100mg/L）； 生长激素：生长素、分裂素：浓度一般为0.1~10mg/L，
（3）植物细胞要求的氮源一般为无机氮源：即可以同化硝酸盐和铵盐。 （4）植物细胞一般以蔗糖为碳源：蔗糖的浓度一般为2%~5%。
青霉： Penicillium 木霉： Trichoderma 根霉： Rhizopus 毛霉： Mucor 犁头霉 ：Absidia 啤酒酵母： Saccharomyces cerevisiae 假丝酵母： Candida
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一、微生物
微生物酶的种类 大众工业用酶：淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、脂肪酶、植酸
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2、几种常用的植物细胞培养基
（1）MS培养基：MS培养基是1962年由Murashinge和Skoog为烟草细胞培 养而设计的培养基。其特点是硝酸盐（硝酸钾、硝酸铵）的浓度比其他培养 基高，广泛应用于植物细胞、组织和原生质体培养。
（2）B5培养基：B5培养基是1968年Gamborg等人为大豆细胞培养而设计的 培养基。其主要特点是铵的浓度较低，适用于双子叶植物特别是木本植物的 组织、细胞培养。
有机氮：蛋白质及其水解物，如蛋白胨、酵母膏等。
无机氮：含氮的无机物，如氨水、硫酸铵等。
动物细胞：氨基酸、蛋白胨等有机氮
植物细胞：铵盐、硝酸银等无机氮
微生物：
异养型：有机氮
自养型：无机氮
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3、无机盐（inorganic salt） 是提供细胞生命活动所必不可缺的各种无机元素，并对细
酶：纤溶酶原激活剂（tPA）、胶原酶、尿激酶等。
产酶细胞
人黑色素瘤细胞 中国仓鼠卵巢细胞（CHO） 小鼠骨髓瘤细胞 牛内皮细胞
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第二节 培养基的配制
培养基（culture medium）是指人工配制的用于细胞培养和发酵的 各种营养物质的混合物。
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一、培养基的基本成分
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二、微生物培养基
用于微生物培养和发酵生产的各种培养基的总称。 碳源：淀粉或其水解物 氮源：含有有机氮和无机氮的混合氮源 无机盐和生长因子：根据需要添加
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三、植物细胞培养基
1、植物细胞培养基特点（与微生物培养基的不同点）
（1）植物细胞的生长和代谢需要大量的无机盐： 大量元素：P、S、N、K、Na、Ca、Mg等大量元素：浓度一般为 102~3×103mg/L 微量元素：Mn、Zn、Co、Mo、Cu、B、I等：浓度一般为10-2~30 ng/L。
1、碳源（carbon source） 能为细胞提供碳素化合物的物质。 细胞构成、酶的组成，也提供能源 微生物：淀粉、糊精、淀粉水解糖、麦芽糖、葡萄糖 植物细胞：蔗糖 动物细胞：谷氨酰胺、谷氨酸
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2、氮源（nitrogen source）
向细胞提供氮元素的营养物质。
蛋白质、核酸、酶的组成成分。
（3）White培养基：White培养基是1934年由White为番茄根尖培养而设计 的培养基。1963年作了改良，提高了培养基中MgSO4 的浓度，增加了微 量元素硼（B）。其特点是无机盐浓度较低，适用于生根培养。
酶工程 Enzyme Engineering
林范学fanxuelin@
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第三章 酶生物合成法生产
酶的生产方法：
提取分离法 生物合成法 化学合成法
生物合成法：
微生物细胞发酵产酶 植物细胞发酵产酶 动物细胞发酵产酶
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第三章 酶生物合成法生产
酶的生物合成（biosynthesis） 通过细胞的生命活动合成各种酶的过程