第七章 基因工程菌的发酵生产.ppt

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1、生物工艺学北　京　联　合　大　学　生　物　化　学　工　程　学　院院系：生物医药系教研室：生物工程生物工艺学第七章基因工程菌的发酵生产生物工艺学上章重点发酵过程中的代谢变化与控制参数温度对发酵的影响及控制PH值对发酵的影响及其控制溶解氧对发酵的影响及其控制菌体浓度与基质对发酵的影响及其控制CO2和呼吸商泡沫对发酵的影响及其控制发酵终点的判断生物工艺学第七章基因工程菌的发酵生产基因工程菌：主要是指以微生物为操作对象，通过基因工程技术获得的表达外源基因或过量表达或抑制表达自身基因的工程生物。也称为重组菌。特点：发酵产物比常规菌更纯粹和单一

2、能大幅度提高产物的含量能合成生产外源基因编码的产物生物工艺学第一节基因工程菌的稳定性基因工程菌在传代过程中经常出现质粒不稳定的现象,可分为：质粒的复制不稳定基因工程菌复制时出现一定比例不含质粒的子代菌的现象。原因：在复制过程中，不正常的起始和终止、延伸时的断裂及错配等都会造成质粒的不稳定，并产生单链质粒和高相对分子质量畸形质粒。质粒的分配不稳定指在细胞分裂时，出现一定比例不含质粒子代菌的现象。原因：没有par基因。质粒的结构不稳定外源基因从质粒上丢失或碱基重排、缺失所致工程菌性能的改变。原因：质粒DNA的缺失、插入、突变、重排。。生

3、物工艺学影响质粒稳定性的因素（1）培养基的组成对质粒稳定性的影响（2）发酵操作方式对质粒稳定性的影响（3）发酵培养条件对质粒稳定性的影响温度对质粒稳定性的影响pH值对质粒稳定性的影响溶解氧和搅拌对质粒稳定性的影响生物工艺学提高质粒稳定性的措施（1）选择合适的宿主菌和合适的载体（2）选择适宜的培养方式（3）控制合适的发酵培养基和适宜的培养条件（4）固定化技术生物工艺学第二节基因工程菌的培养工艺培养基的组成与培养条件碳源氮源无机盐生长因子营养缺陷型互补标记和抗生素选择标记的相应成分接种量生物工艺学基因工程菌发酵的工艺过程（1）基因工程菌

4、的筛选鉴定筛选单细胞克隆鉴定单细胞克隆表达量筛选鉴定表达产物的正确性质粒稳定性试验分析方法质粒的丢失率结构稳定性的分析（2）基因工程菌的保存与菌种的扩大培养（3）基因工程菌的发酵操作方式与发酵培养生物工艺学基因工程菌的培养设备（1）发酵罐的组成：发酵罐体、搅拌器、温控、灭菌系统、空气无菌过滤系统、残留气体处理装置、参数测量与控制系统、以及培养液配制及连续操作装置等。（2）基因工程菌对发酵设备的要求生物工艺学高密度发酵（1）定义：一般是指培养液中工程菌的菌体浓度在50DCW/L以上，理论上的最高值可达200DCW/L。（2）优势：提高

5、菌体密度提高产物的细胞水平减少了生物反应器的体积提高单位体积设备生产能力降低生物量的分离费用缩短生产周期降低生产成本提高生产效率生物工艺学（3）影响高密度发酵的因素培养基溶氧浓度pH温度代谢副产物生物工艺学（4）实现高密度发酵的方法发酵条件的改进培养基的选择建立流加式培养方式提高供氧能力构建出产乙酸能力低的工程化宿主菌阻断乙酸产生的主要途径对碳代谢流进行分流引入血红蛋白基因构建蛋白水解酶活力低的工程化宿主菌生物工艺学第三节基因工程菌发酵过程的检测与控制发酵培养的检测与控制参数生物学参数的检测与控制（1）菌体形态观察（2）菌种真实性试

6、验（3）菌体浓度检测与控制（4）杂菌污染的检测与控制（5）噬菌体污染的检测与控制物理化学参数的检测与控制生物工艺学第四节工程菌的防护及基因工程产物的提取基因重组菌外漏的防范（1）接种（2）机械密封（3）取样（4）排气（5）排液基因工程产物的提取生物工艺学本章重点基因工程菌的定义基因工程菌特点基因工程菌质粒的不稳定影响质粒稳定性的因素提高质粒稳定性的措施基因工程菌培养基的组成与培养条件基因工程菌发酵的工艺过程质粒稳定性的分析实现高密度发酵的方法基因工程菌发酵过程的检测与控制基因重组菌外漏的防范基因工程产物的提取生物工艺学课后习题1、影

7、响质粒稳定性的因素有哪些？2、在工业生产中如何提高质粒稳定性，提高外源基因的表达量？3、基因工程菌的培养与常规菌种的培养工艺有何不同？4、如何对基因工程菌的生产工厂防护？EndThanks!