《次級代謝產(chǎn)物》ppt課件

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1、次級代謝產(chǎn)物兩個概念：初級代謝產(chǎn)物，次級代謝產(chǎn)物初級代謝產(chǎn)物：是指微生物產(chǎn)生的，生長和繁殖所必需的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸等。次級代謝產(chǎn)物：從初級代謝途徑中形成分枝代謝途徑，并用初級代謝產(chǎn)物生成與菌體生長繁殖無關的物質(zhì)或功能還未明的化合物，這個過程稱次級代謝，產(chǎn)物稱次級代謝產(chǎn)物，如抗生素、毒素、色素。從菌體生化代謝角度來說，由于次級代謝產(chǎn)物的化學結構是多種多樣的，菌體合成抗生素的生化代謝途徑也是多樣的。但許多抗生素的基本結構是由少數(shù)幾種初級代謝產(chǎn)物構成的。所以，次級代謝產(chǎn)物是以初級代謝產(chǎn)物為母體衍生出來的，次

2、級代謝產(chǎn)物合成途徑并不是獨立的，而是與初級代謝產(chǎn)物合成途徑有著密切的關系。次級代謝產(chǎn)物的類型：（1）抗感染抗生素（2）抗腫瘤抗生素（3）免疫抑制劑（4）降膽固醇劑（5）殺寄生蟲劑（6）植物生長激素（7）殺真菌抗生素（8）生物殺生劑微生物次級代謝產(chǎn)物抗生素的研制中Β-內(nèi)酰胺抗生素已成為主要產(chǎn)品次級代謝產(chǎn)物的經(jīng)濟效益是巨大的據(jù)統(tǒng)計，次級代謝產(chǎn)物的國際市場估計年產(chǎn)值高達500多億美元以上。造福人類的青霉素青霉素G青霉素V青霉素是指分子中含有青霉烷，能破壞細菌的細胞壁并在細菌細胞的繁殖期起殺菌作用的一類抗生素。青

3、霉素又被稱為青霉素G、peillinG、盤尼西林、配尼西林、青霉素鈉、芐青霉素鈉、青霉素鉀、芐青霉素鉀。按其特點可分為：青霉素G類：如青霉素G鉀、青霉素G鈉、長效西林等。青霉素V類：(別名：苯氧甲基青霉素、6-苯氧乙酰胺基青霉烷酸)如青霉素V鉀等（包括有多種劑型）。耐酶青霉素：如苯唑青霉素(新青Ⅱ號)、氯唑青霉素等。廣譜青霉素：如氨芐青霉素、羥氨芐青霉素等?？咕G膿桿菌的廣譜青霉素：如羧芐青霉素、氧哌嗪青霉素、呋芐青霉素等。氮咪青霉素：如美西林及其酯匹美西林等，其特點為較耐酶，對某些陰性桿菌(如大腸、克雷伯

4、氏和沙門氏菌)有效，但對綠膿桿菌效差。青霉素的基本結構與生物合成青霉素的工業(yè)生產(chǎn)青霉素的發(fā)酵控制青霉素工業(yè)生產(chǎn)中注意的問題選育青霉素生產(chǎn)菌青霉素生產(chǎn)的發(fā)展青霉素的生物合成的調(diào)控青霉素的基本結構與生物合成青霉素的基本結構（活性母核）：6—氨基青霉烷酸（6—APA）噻唑烷環(huán)和β—內(nèi)酰胺環(huán)融合β—內(nèi)酰胺環(huán)噻唑烷環(huán)①L-α-氨基己二酸②L-半胱氨酸③L-纈氨酸青霉素生物合成前體（LLD—ACV）（異青霉素N）（青霉素G）三肽合成酶異青霉素N合成酶異青霉素N?；D移酶?；o酶A、苯乙酸選育青霉素生產(chǎn)菌1、出發(fā)菌株的

5、選擇青霉素產(chǎn)生菌主要是產(chǎn)黃青霉。開始生長時，孢子先脹大，長出芽管并急速伸長，形成隔膜，繁殖成菌絲，然后產(chǎn)生復雜的分支，交織為網(wǎng)狀而成菌落。菌落外觀有的平坦，有的褶皺很多，一般都是圓形的。在發(fā)育過程中從氣生菌絲形成大梗和小梗，于小梗上著生分生孢子，排列成鏈狀，形狀似毛筆。分生孢子有橢圓形、圓柱形、圓形，每種菌種的孢子均具有一定的形狀，多次傳代后也不改變。2、切斷支路代謝（1）當菌種的初級代謝和次級代謝處于分路途徑時，初級代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)缺陷突變菌株常可使相應的次級代謝產(chǎn)物增產(chǎn)。（2）青霉素的生物合成受賴氨酸的

6、反饋抑制，這是由于賴氨酸可使高檸檬酸合成酶受到抑制或阻遏，因此選育賴氨酸缺陷突變株，通過在培養(yǎng)基中限量添加賴氨酸，可使青霉素產(chǎn)量明顯提高。3、解除菌體自身的反饋調(diào)節(jié)（1）選育結構類似物抗性突變株（2）篩選自身耐受性突變株（3）篩選前體或前體類似物抗性突變株（4）選育營養(yǎng)缺陷型的回復突變株4、增加前體物的合成纈氨酸是產(chǎn)黃青霉生物合成的前體物。乙酰羥酸合成酶將丙酮酸轉變?yōu)橐阴Ｈ樗?，最后形成纈氨酸。但是，過量的纈氨酸會反饋抑制乙酰羥酸合成酶。通過誘變選育纈氨酸對乙酰羥酸合成酶的反饋抑制比親株小的產(chǎn)黃青霉，使細胞

7、內(nèi)積累較多的纈氨酸，是青霉素產(chǎn)量大幅度提高。青霉素的工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)黃青霉斜面孢子真空冷凍干燥或液氮保藏孢子瓊脂斜面培養(yǎng)基上25℃培養(yǎng)7~9天米孢子種子罐發(fā)酵罐發(fā)酵液發(fā)酵濾液一次BA萃取液用斜面孢子懸浮液接種于大米或小米基質(zhì)上25℃培養(yǎng)6~7天用孢子米粒或孢子懸浮液接種，26℃通氣、攪拌培養(yǎng)60~68h用種子罐按10%~15%體積接種，在25℃及通氣、攪拌下補料分批培養(yǎng)200~240h冷卻至5℃左右，絮凝、過濾用15%硫酸調(diào)節(jié)pH2.0~2.2，按1：3.5~1：4.0體積比加入乙酸丁酯（BA）及適量破乳劑，在

8、5℃左右進行逆流萃取補料：葡萄糖硫酸銨氨水苯乙酸消沫劑絲狀菌發(fā)酵工藝流程一次BA萃取液一次水提液一次BA萃取液脫色液青霉素工業(yè)鹽結晶混懸液濕晶體按1：4~1：5體積比加入1.5%NaHCO3緩沖液，在5℃左右進行逆流反萃取用15%硫酸調(diào)節(jié)pH2.0~2.2，按1：3.5~1：4.0體積比加入乙酸丁酯（BA），在5℃左右進行逆流萃取加入粉末活性炭，攪拌15~20min脫色，然后過濾按脫色液中青霉素含量計算所需鉀量的110%加入2