南京工业大学：《发酵工艺学》第八讲 酶的生产

酶的生产 酶的生物合成受基因和代谢物的双重控制 基因决定形成的酶分子的化学结构 酶的合成受代谢物的控制和调节:诱导作 用、反馈阻遏

酶的生产 酶的生物合成受基因和代谢物的双重控制 • 基因决定形成的酶分子的化学结构 • 酶的合成受代谢物的控制和调节：诱导作 用、反馈阻遏

操纵子学说 结构基因:转录遗传信息合成相应的RNA,进 而再转译合成特定的酶 操纵基因:能够控制结构基因的作用 调节基因:能够产生一种胞质阻遏物与阻遏物 结合,由于变构效应,与操纵基因的亲和力变 大,使有关的结构基因不能合成信使RAN,遏 制酶的合成 操纵子由操纵基因和邻近的几个结构基因 组成

操纵子学说 • 结构基因：转录遗传信息合成相应的RNA，进 而再转译合成特定的酶 • 操纵基因：能够控制结构基因的作用 • 调节基因：能够产生一种胞质阻遏物与阻遏物 结合，由于变构效应，与操纵基因的亲和力变 大，使有关的结构基因不能合成信使RAN，遏 制酶的合成 操纵子由操纵基因和邻近的几个结构基因 组成

诱导作用 加入诱导物,结构基因被启动,酶开始 形成 不加入诱导物,菌体可以生长,但不生 产所需酶

诱导作用 • 加入诱导物，结构基因被启动，酶开始 形成 • 不加入诱导物，菌体可以生长，但不生 产所需酶

诱导酶与组成型酶 需要加入诱导物才可以产生的酶叫诱导 酶 不需加入诱导物就可以产生的酶叫组成 酶型 不需加入诱导物就可以产生诱导酶的突 变株,叫做组成型突变株(调节性突变)

诱导酶与组成型酶 • 需要加入诱导物才可以产生的酶叫诱导 酶 • 不需加入诱导物就可以产生的酶叫组成 酶型 • 不需加入诱导物就可以产生诱导酶的突 变株，叫做组成型突变株（调节性突变）

反馈阻遏 途径终点产物与细胞内阻遏物蛋白结合, 产生阻遏物,可关闭编码酶的结构基因, 遏制酶的合成,这类酶叫可阻遏的酶 通常,进行生物合成作用的酶会受终点 产物的阻遏

反馈阻遏 • 途径终点产物与细胞内阻遏物蛋白结合， 产生阻遏物，可关闭编码酶的结构基因， 遏制酶的合成，这类酶叫可阻遏的酶 • 通常，进行生物合成作用的酶会受终点 产物的阻遏

分解代谢物阻遏作用 某些酶类,在细胞迅速生长时受易利 用的碳源的阻遏,叫做分解代谢物阻遏 作用

分解代谢物阻遏作用 某些酶类，在细胞迅速生长时受易利 用的碳源的阻遏，叫做分解代谢物阻遏 作用

酶的生产技术 培养基 H p 温度 DO

酶的生产技术 • 培养基 • pH • 温度 • DO

培养基 碳源 氮源 碳氮比 无机盐 生长因子 产酶促进剂

培养基 • 碳源 • 氮源 • 碳氮比 • 无机盐 • 生长因子 • 产酶促进剂

碳源 许多酶类生产以玉米粉、甘薯粉、淀粉 等为碳源,价格便宜,而且对产酶有诱 导作用 有些碳源对酶的合成有分解代谢产物阻 遏作用,要注意控制其浓度

碳源 • 许多酶类生产以玉米粉、甘薯粉、淀粉 等为碳源，价格便宜，而且对产酶有诱 导作用 • 有些碳源对酶的合成有分解代谢产物阻 遏作用，要注意控制其浓度

氮源 氮源对微生物产酶有诱导和抑制作用 多数情况下将有机氮源和无机氮源配合 使用,在高浓度的有机氮源外添加1-3% 的无机氮源

氮源 • 氮源对微生物产酶有诱导和抑制作用 • 多数情况下将有机氮源和无机氮源配合 使用，在高浓度的有机氮源外添加1-3% 的无机氮源