《发酵工程》PPT课件

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1、第4章菌种保藏的原理和方法菌种保藏的重要意义在于如何保持优良菌种其优良性状的稳定，满足生产的实际需要。菌种的保藏的基本原理都是根据微生物的生理生化特性，人为地创造条件，使微生物处于代谢不活泼，生长繁殖受到抑制的休眠状态，以减少菌种的变异。一般可以通过降低培养基营养成分、低温、干燥和缺氧等方法，达到防止突变、保持纯种的目的。斜面保藏法4～5℃冰箱中保藏，保藏期3～6月穿刺保藏法4～5℃冰箱中保藏，保藏期6～12月沙土管干燥保藏法密封4～5℃冰箱中保藏，保藏期1～2年真空冷冻干燥保藏法安瓿管4～5℃冰箱中保藏，保藏期5

2、～10年液氮保藏法安瓿管保藏在－150℃或－196℃的液氮中，保藏期2～3年悬液保藏法密封在10℃或室温（18～20℃）保藏，保藏一年或更长低温保藏法密封－20℃以下的低温中保藏，保藏期约在一年左右保藏方法第5章微生物的代谢调节在实际生产中，要达到超量积累产物，提高生产效率，必须打破微生物原有的代谢调控系统，在适当的条件下，让微生物建立新的代谢方式，高浓度地积累人们所期望的产物。为达到这一目的，可以采用两种方式：一种就是通过各种育种方法，选育基因突变株，从根本上改变微生物的代谢；另一种是控制微生物的各种培养条件，影

3、响其代谢过程。5.1微生物的代谢类型和自我调节1.代谢类型微生物的生长繁殖主要是依赖于两种代谢途径，即分解代谢和合成代谢。微生物的分解代谢和合成代谢是相互关联、相互制约的，成为其生命活动的基础。1）微生物通过分解代谢将从环境中吸收的各种碳源、氮源等物质降解，为细胞的生命活动提供能源和小分子中间体。2）微生物的合成代谢是利用分解代谢的能量和中间体合成氨基酸、核酸等单体物质，及蛋白质、核酸、多糖等多聚物。2.微生物自我调节的部位许多化合物代谢的部位是受到控制的，有三种控制方式：1）细胞膜对大多数亲水分子起一种屏障作用，

4、但又存在着某些输送通道。2）调节现有酶量和改变酶分子的活性。对酶量的调节可以通过增加或减少关键酶的合成或降解速率进行。3）限制基质的有形接近。微生物自我调节的三个部位实际上也就是三个类型，但都涉及到酶促反应调节。酶促调节的方式包括酶活性调节和酶合成调节两大类。从调节作用的特点上看，酶活性调节的效果是即时而又迅速的；而酶量调节涉及到酶蛋白合成，所以调节的效果较慢。这两种调节方式往往同时存在于同一个代谢途径中，而使有机体能够迅速、准确和有效地控制代谢过程。5.2酶活性调节1.酶的激活作用和酶的抑制作用酶活性调节包括两个

5、方面，即酶的激活作用和酶的抑制作用。酶的激活作用是指在某个酶促反应系统中，某种低分子质量的物质加入后，导致原来无活性或活性很低的酶转变为有活性或活性提高，使酶促反应速率提高的过程。能引起酶的活力提高（或获得）的物质称为酶的激活剂。酶的抑制作用是指在某个酶促反应系统中，某种低分子质量的物质加入后，导致酶活力降低的过程。能引起酶的活力降低（或丧失）的物质称为酶的抑制剂。激活剂和抑制剂可以是外源物质，也可以是机体自身代谢过程中产生与积累的代谢产物。2.酶活性调节的机制酶活性调节的机制包括酶的变构理论和酶分子的化学修饰调节

6、理论。1）变构调节理论变构调节是通过条件的变化，使酶分子空间构型上的变化来引起酶活性的改变。变构酶一般具有相当高的分子质量，并由多个亚基组成，这些亚基多是相同的。每个亚基都具有催化和变构调节的位点。2）变构分子内部的化学修饰作用有的变构酶可以通过修饰酶作用与某种物质以共价键结合，导致酶的化学组成发生变化，从而提高或降低酶的活性。当酶不与这种特定的物质结合时，该酶的活性就丧失（或降低），或者获得活性（或提高活性）。5.3酶合成的调节酶量调节的方式包括诱导和阻遏两种类型。1)诱导作用指在某种化合物（包括外加的和内源性的

7、积累）作用下，导致某种酶合成或合成速率提高的现象。诱导酶又称为适应性酶，是依赖于某种底物或底物的结构类似物的存在而合成的酶。能够诱导某种酶合成的化合物称为该酶的诱导剂。诱导剂可以是诱导酶的底物，也可以是底物的结构类似物。一种诱导酶的合成可以有一种以上的诱导剂，但不同的诱导剂的诱导能力不同。并且诱导能力还与诱导剂的浓度有关。当某种物质加入后，引起细胞代谢速率提高可以是激活，亦可以是诱导，这可用酶的定量分析方法来确定。5.3酶合成的调节2)阻遏作用是指在某种化合物作用下，导致某种酶合成停止或合成速率降低的现象。如果代谢

8、产物是某种合成途径的终产物，这种阻遏称为末端产物阻遏；如果代谢产物是某种化合物分解的中间产物，这种阻遏称为分解代谢产物阻遏。5.4分支生物合成途径的调节许多生物合成途径具有两个以上的末端产物，这种分支合成途径的调节方式比直链式代谢途径要复杂得多。调节机理包括：同工酶调节协同反馈调节累加反馈调节增效反馈调节顺序反馈调节激活和抑制联合调节酶的共价修饰等方式5.5