《生物制药五》ppt课件

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1、第五章发酵工程制药对微生物进行培养，生产有用物质的过程就是发酵。采用微生物发酵生产药物就是微生物发酵制药。第一节概述一、微生物发酵制药的发展历史微生物发酵制药的历史悠久。但直到第二次世界大战初期，人们认识到抗生素特别是青霉素重要性以后，才大大推动微生物制药工业的发展。液体深层发酵技术、细胞融合技术、基因工程技术的出现，又为微生物发酵制药带来新的发展空间。二、微生物发酵制药的研究范围1、微生物菌体发酵：获得具有药用菌体为目的的发酵。2、微生物酶发酵：获得药用酶为目的的发酵。3、微生物代谢产物发酵：获得微生物具有药用的各种初级产物和次级产

2、物为目的的发酵。4、微生物转化发酵：利用微生物发酵过程中的转化作用生产药物。微生物转化就是利用微生物细胞中的一种酶或多种酶将一种化合物转变成结构相关的另一种产物的生化反应。三、微生物发酵药物的分类微生物药物有抗生素，维生素，AA，核酸有关物质，有机酸，治疗酶，酶抑制剂，激素，免疫调节物质以及其他生理活性物质。四、制药微生物1、制药微生物的种类生产药物的天然微生物主要包括细菌、放线菌和丝状真菌三大类。细菌主要生产环状或链状多肽类抗生素；放线菌主要产生各类抗生素；真菌的曲霉菌属产生桔霉素，青霉素菌属产生青霉素和灰黄霉素等，头孢菌属产生头孢

3、霉素等。2、制药微生物菌种的选育主要有：自然选育、诱变育种、杂交育种、基因工程技术育种四种。自然选育：在生产过程中，不经过人工诱变处理，根据菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程，叫自然选育或自然分离。自然选育的常用方法是单菌落分离，需要反复筛选，确定生产能力比原菌株高的菌种。基本过程：菌种→单孢子或单细胞悬液→适当稀释→琼脂平板分离→挑单个菌落进行生产能力测定→选出优良菌株。3、菌种保存目的：保持长期存活、不退化、不丧失生产能力。保存原理：使其代谢处于不活跃状态，即生长繁殖受抑制的休眠状态，可保持原有特性，延长生命时限。（1）斜面低温保

4、存保存方法：（2）液体石蜡密封存保藏（3）砂土管保藏（4）冷冻干燥保藏（5）液氮低温保藏第二节发酵过程及其优化控制一、发酵制药的基本过程菌株选育（mutationandselectionbreeding）发酵(fermentation)分离纯化(isolationandpurification)包括三个主要工段：1、生产菌种选育优良菌种应该高产、性能稳定、容易培养。2、发酵阶段包括孢子制备、种子制备、发酵培养，是生物加工工程过程。3、分离纯化阶段包括发酵液处理与过滤、分离提取、精制、成品检验、包装、出厂检验，是化学分离工程过程。二、发

5、酵工艺条件的优化控制（一）、培养基及其制备1、培养基的成分（1）、碳源凡是构成微生物细胞和代谢产物中碳素的营养物质均称为碳源。其主要作用是供给菌种生命活动所需要的能量；构成菌体细胞成分和代谢产物。在药物发酵生产中常用的碳源有：糖类、醇类、脂肪、有机酸等。（2）、氮源凡是构成微生物细胞和代谢产物中氮素的营养物质均称为氮源。其主要功能是构成微生物细胞物质和含氮代谢物。可分为有机氮源和无机氮源两类。常用有机氮源有黄豆饼粉（最常用）、花生饼粉、棉籽饼粉、玉米浆、玉米蛋白粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉、尿素等。常用无机氮源有铵盐、氨水和硝酸盐。（3）

6、、无机盐及微量元素无机盐和微量元素是生理活性物质的组成成分或具有生理活性作用的调节物，包括磷、硫、铁、镁、钙、锰、铜、锌、钴、钾、钠、氯等。一般低浓度起促进作用，高浓度起抑制作用。菌体细胞的主要成分，营养传递的介质。调节细胞生长环境温度。（4）、水消除泡沫，防止逃液和染菌。一般为动植物油脂和高分子化合物。（5）、消沫剂生长因子是指微生物生长不可缺少的微量有机物，包括氨基酸、维生素、核苷酸、脂肪酸等。（6）、生长因子在药物的生物合成过程中，被菌体直接用于药物合成而自身结构无显著改变的物质称为前体。前体明显提高产品产量和质量，一定条件下还

7、能控制菌体合成代谢产物的方向。（7）、前体与促进剂促进剂是指那些既不是营养物又不是前体，但能提高产物产量的添加剂。2、培养基的种类按组成分为：合成培养基(synthesizedmedium)天然培养基(naturalmedium)半合成培养基(semi-synthesizedmedium)按用途分为：选择性培养基(selectivemedium)鉴别性培养基(identificationmedium)按物理性质分为：固体培养基(solidmedium)半固体培养基(semi-solidmedium)液体培养基(liquidmedium

8、)按发酵过程中所处位置和作用分为：斜面或平板固体培养基（solidmedium）种子培养基（seedmedium）发酵培养基(fermentationmedium)补料培养基(fedmedium)(1)斜面或平板固体培养