上海交通大学：《生物技术与人类》通识课程教学资源（课堂讨论PPT）微生物发酵与抗生素

微生物发酵与抗生素 高狄5100209119

微生物发酵与抗生素 高狄 5100209119

日录 1.概述 2.生产工艺过程 3.发酵条件的控制

目录 1. 概述 2. 生产工艺过程 3. 发酵条件的控制

1.概述 抗生素，(antibiotics 凳出物蜀细菌 通腥据哦患t或高 籍彬街徳旅語程中 暂谐祷的思林原体 義隶循微的物或次级 飛攤辑豳的徘杌物其他 生活细胞发育功能的化 学物质

1.概述 • 抗生素（antibiotics） 是由微生物（包括细菌、 真菌、放线菌属）或高 等动植物在生活过程中 所产生的具有抗病原体 或其它活性的一类次级 代谢产物，能干扰其他 生活细胞发育功能的化 学物质。 An antibacterial is an agent that inhibits bacterial growth or kills bacteria. 抗生素 是生物在其生产活 动过程中所产生， 并能在低微浓度下 有选择性地抑制或 杀灭其他微生物或 肿瘤细胞的有机物

1.概述 历史 CH3 1929年，英国弗莱明 CH3 发现青霉素 COOH 二战期间，大规模发 酵生产 世界上最早用于临床 的抗菌素

1.概述 历史 • 1929年，英国弗莱明 发现青霉素 • 二战期间，大规模发 酵生产 • 世界上最早用于临床 的抗菌素

Inhibition of cell wall synthesis: Inhibition of protein synthesis: Penicillins,cephalosporins. Chloramphenicol.erythromycin. bacitracin,vancomycin tetracyclines,streptomycin Transcription Translation DNA mRNA Protein Replication Inhibition of nuclelc acid Enzymatic replication and activity. transcription: synthesis of Quinolones. essential rifampin metabolites Injury to plasma membrane: Inhibition of synthesis Polymyxin B of essential metabolites: Sulfanilamide,trimethoprim

1.概述 分类 根据抗生素的作用机制分类 抑制细胞壁合成 ： 青霉素 抑制细胞膜功能 ：多烯类抗生素 抑制蛋白质合成 ： 四环素 抑制核酸合成 ： 丝裂霉素

2.生产工艺过程 菌种 种子制备 发酵 成品包装 提取及精 发酵液欲 制 处理

2.生产工艺过程 菌种 种子制备 发酵 发酵液欲 处理 提取及精 制 成品包装

2.1发酵设备 Exhaust air Ammonium pH control Sugar Continuous Seed tank steriliser fermenter 种子罐 Air Buffer r Sterile air filter tank Inoculum line Nutrients 连续消毒 接种线 Exhaust air Dissolving Continuous station steriliser Buffer tank Production fermenter Antifoam 止泡剂 缓冲罐 Batch steriliser Harvesting 发酵罐 tank

2.1发酵设备 连续消毒 发酵罐 种子罐 缓冲罐 接种线 止泡剂

2.2菌种选育 人工诱变法： 基因工程： 紫外线、X-线、r- DNA Cloning X 线照射 00000000( 亚硝基弧、亚硝酸 Vector Bacteria 秋水仙素、氮芥 Transformation Amplification 等诱变剂处理

2.2菌种选育 人工诱变法： 紫外线、X-线、r- 线照射 亚硝基胍、亚硝酸、 秋水仙素、氮芥 等诱变剂处理 基因工程：

2.3生长过程 第1期：分生孢子萌发，形成芽管，原生质未分化，具 有小泡 2期：菌丝繁殖，原生质体具有嗜碱性，类脂肪小颗 粒 第3期：形成脂肪包涵体，机理贮藏物，没有空泡，嗜 碱性很强。 第4期：脂肪包涵体形成小滴并减少，中小空泡，原生 质体嗜碱性减弱，开始产生抗生素。 第5期：形成大空泡，有中性染色大颗粒，菌丝呈桶状， 脂肪包涵体消失，青霉素产量最高。 第6期：出现个别自溶细胞，细胞内无颗粒，仍然桶状。 释放游离氨，pH上升。 第7期：菌丝完全自溶，仅有空细胞壁

2.3生长过程 • 第1期：分生孢子萌发，形成芽管，原生质未分化，具 有小泡。 • 第2期：菌丝繁殖，原生质体具有嗜碱性，类脂肪小颗 粒。 • 第3期：形成脂肪包涵体，机理贮藏物，没有空泡，嗜 碱性很强。 • 第4期：脂肪包涵体形成小滴并减少，中小空泡，原生 质体嗜碱性减弱，开始产生抗生素。 • 第5期：形成大空泡，有中性染色大颗粒，菌丝呈桶状， 脂肪包涵体消失，青霉素产量最高。 • 第6期：出现个别自溶细胞，细胞内无颗粒，仍然桶状。 释放游离氨，pH上升。 • 第7期：菌丝完全自溶，仅有空细胞壁

2.4发酵中灭菌 青霉素属于B内酰胺类抗生素，其β-内酰胺 环极易破坏而失效，所以不可以高压灭菌了， 否则将导致完全失效。 无菌操作法 冷冻干燥技术

2.4发酵中灭菌 青霉素属于β-内酰胺类抗生素，其β-内酰胺 环极易破坏而失效，所以不可以高压灭菌了， 否则将导致完全失效。 无菌操作法 冷冻干燥技术