微生物发酵产酶(II)

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1、第二章微生物发酵产酶1、酶生物合成过程2、常见产酶微生物3、酶的发酵工艺条件及控制4、酶生产过程的动力学第一节微生物细胞中酶生物合成的调节酶的生产方法提取分离法(Extraction)生物合成(Biosynthesis)化学合成(chemicalsynthesis)SOD-bloodPapain-PapayaChymotrypsin-Pancrea……organ/tissue/cellAmylasefromBacillusProteasefromBacillusPhosphatasefromBacillusGlucoamylasefromAs

2、pergillus……PlantcellcultureAnimalcellcultureFewexample微生物发酵产酶酶的发酵生产：经过预先设计，通过人工操作，利用微生物的生命活动，获得所需的酶的技术过程。大多数酶的生产采用发酵生产→原因：微生物具有种类多、繁殖快、易培养、代谢能力强等特点酶的发酵生产的方式：固体培养发酵液体深层发酵固定化微生物细胞发酵固定化微生物原生质体发酵一、酶生物合成的基本过程蛋白质翻译转录逆转录复制复制DNARNA遗传信息传递的中心法则（一）RNA的生物合成——转录定义以DNA为模板，以核苷三磷酸为底物，在RNA聚

3、合酶（转录酶）的作用下，生成RNA分子的过程。RNA的转录过程(三步)1.起始2.延长3.终止4、RNA前体的加工RNA合成过程起始双链DNA局部解开磷酸二酯键形成终止阶段解链区到达基因终点延长阶段53RNA启动子（promotor)终止子(terminator)5RNA聚合酶5353553离开原核生物RNA聚合酶：大肠杆菌RNA聚合酶：MW=5x105RNA聚合酶起始因子1、转录起始RNA生物合成的起始位点在DNA的启动基因（启动子)上起始阶段的重要问题是RNA聚合酶与DNA的启动基因的相互作用，起始阶段包

4、括：全酶的形成酶与模板结合酶与启动基因结合模板DNA局部变性转录开始1、转录起始2、RNA链的延伸3´5´RNA-DNA杂交螺旋聚合酶的移动方向新生RNA复链解链有义链模板链（反义链）延长部位TCGAGTACAGCTCATGCGAGUACGCAURNA聚合酶有意义链反意义链RNAPPi5’5’3’GTPUTPCTPATPUTPRNA在DNA模板上的生物合成3’3’5’3、RNA链合成的终止模板DNA分子上每个基因或每个操纵子都含有一个终止信号——终止子。当RNA聚合酶转录到达这个信号时，合成的RNA分子以及聚合酶与模板DNA分离，RNA链的合

5、成便被终止。5’ρATP→ADP+PiRNA聚合酶终止子4、RNA的前体加工1.剪切反应2.剪接反应3.末端连接反应：tRNA3’-末端加上CCA-OH尾巴在mRNA的5’-末端加上“帽子”结构5’-m7GpppNmpNp在mRNA的3’-末端连接polyA尾巴tRNA5’-末端加上甲基鸟苷酸核苷修饰反应（二）蛋白质的生物合成——翻译定义以mRNA为模板，以氨基酸为底物，在核糖体上通过各种tRNA、酶和辅助因子的作用，合成多肽链的过程。RNA的种类dsRNA:某些病毒遗传信息载体催化活性RNA：催化作用tRNA：氨基酸载体rRNA：与蛋白质共

6、同组成核糖体mRNA：蛋白质合成模板sRNA：分子修饰、代谢调节作用RNA的种类和主a要功能蛋白质的合成过程（大肠杆菌）氨基酸活化生产氨酰-tRNA肽链合成的起始肽链的延伸肽链合成的终止与释放蛋白质前体的加工1、氨基酸活化生产氨酰-tRNAaa＋tRNA+ATPaa-tRNA+AMP+PPi大肠杆菌，肽链合成的第一个氨基酸都是甲酰甲硫氨酸：Met＋tRNAF+ATP→Met-tRNAF+AMP+PPi甲酰转移酶fMet-tRNA氨酰-tRAN合成酶1、30S亚基与起始因子IF3结合，形成30S-mRNA-IF3复合物2、30S亚基与mRNA

7、结合形成：30S-mRNA-IF3复合物3、fMet-tRNA与起始因子IF2以及GTP结合形成：fMet-tRNA-IF2-GTP4、在起始因子IF1的参与下，fMet-tRNA-IF2-GTP与30S-mRNA-IF3结合形成30S起始复合物。5、50S亚基与上述30S起始复合物结合，形成完整的70S核糖体。2、肽链合成的起始30s亚基IF-3mRNAmRNAGTP-IF-2-fMet-tRNAfMRA50s亚基IF-1+IF-2+IF-3GDP+PifMet3、肽链的延伸1.进位:氨基酰-tRNA进入受位;2.转肽:形成肽键,在转肽酶作

8、用下,给位与受位结合;3.移位:核蛋白体向3’端移动一个密码子的位置,空出受位,不断地进位、转肽、移位,使肽链延长。AUGACA5’3’UAC蛋苏UGUAUGACA