华南理工大学：《酶工程》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 微生物发酵产酶 The production of Enzyme by Fermentation of Microorganism

Chapter 2 The production of Enzvme b Fermentation of Microorganism 微生物发酵产酶 制作:郑穗平

Chapter 2 The production of Enzyme by Fermentation of Microorganism 微生物发酵产酶 制作：郑穗平

酶的生产方法 提取分离法 生物合成 化学合成 (Extraction) (Biosynthes is)(chemical synthesis SOD-blood Amylase from Bacillus Protease from bacillus Few example Papain-Papaya Phosphatase from Bacillus Chymotrypsin-Pancrea Glucoamylase from Aspergillus organ/tissue/cell Plant cell culture Animal cell culture

酶的生产方法 提取分离法 (Extraction) 生物合成 (Biosynthesis) 化学合成 (chemicalsynthesis) SOD - blood Papain-Papaya Chymotrypsin-Pancrea …… organ/tissue/cell Amylase from Bacillus Protease from Bacillus Phosphatase from Bacillus Glucoamylase from Aspergillus …… Plant cell culture Animal cell culture Few example

Contents of chapter 2 1、酶生物合成过程 o〉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 5、动植物细胞培养产酶,自学

Contents of chapter 2 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 Go Go Go Go 5、动植物细胞培养产酶，自学

21酶生物合成过程 The biosynthesis process of Enzyme o1、中心法则- Central Dogma o)2、RNA的生物合成一 Transcription 3、蛋白质的生物合成 Translation e4、酶生物合成的调节- Regulation 本 目录

2.1 酶生物合成过程 The biosynthesis process of Enzyme 1、中心法则- Central Dogma 2、RNA的生物合成- Transcription 3、蛋白质的生物合成- Translation 4、酶生物合成的调节- Regulation Go Go Go Go 下一节 本章 目录

1、中心法则 Central dogma DNA Replication Reverse Transcription transcription RNA i WU STUUUUUUHHLUEULULUTTTUWUUIT Translation protein

Reverse transcription 1、中心法则-Central Dogma

Replication复制:亲代DNA或RNA在一系列酶的作用下 生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。 Transcription转录:以DNA为模板,按照碱基配对原 则将其所含的遗传信息传给RNA,形成一条与DNA链互补的 RNA的过程。 Translation翻译:亦叫转译,以mNA为模板,将mRNA 的密码解读成蛋白质的AA顺序的过程 Reverse translation逆转录:以RNA为模板,在逆转 录酶的作用下,生成DNA的过程。 本目

◼ Replication 复制：亲代DNA或RNA在一系列酶的作用下， 生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。 ◼ Transcription 转录：以DNA为模板，按照碱基配对原 则将其所含的遗传信息传给RNA，形成一条与DNA链互补的 RNA的过程。 ◼ Translation 翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将mRNA 的密码解读成蛋白质的AA顺序的过程。 ◼ Reverse translation 逆转录：以RNA为模板，在逆转 录酶的作用下，生成DNA的过程。 本节 目录

2、RNA的生物合成(转录)- Transcription 细胞內RNA的生物功能 (1)在某些RNA病毒中,其所含的双链RNA作为遗传信息的载体。 (2)在蛋白质的生物合成过程中,各种RNA起着重要的作用。其中, tRNA作为氨基酸载体,并由其上的反密码子识别mRNA分子上的 密码子;mRNA作为蛋白质合成的模板,由其分子上的三联体密 码控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序;「R№A与蛋白质一起组成 核糖核蛋白体(核糖体),作为蛋白质生物合成的场所。 (3)某些RNA具有生物催化活性,属于核酸类酶,在一定条件下,可 以催化有关的生化反应。 (4)各种小分子RNA在分子修饰和代谢调节等方面有重要作用

2、RNA的生物合成(转录)- Transcription 细胞内RNA的生物功能 (1) 在某些RNA病毒中，其所含的双链RNA作为遗传信息的载体。 (2) 在蛋白质的生物合成过程中，各种RNA起着重要的作用。其中， tRNA作为氨基酸载体，并由其上的反密码子识别mRNA分子上的 密码子；mRNA作为蛋白质合成的模板，由其分子上的三联体密 码控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序；rRNA与蛋白质一起组成 核糖核蛋白体（核糖体），作为蛋白质生物合成的场所。 (3) 某些RNA具有生物催化活性，属于核酸类酶，在一定条件下，可 以催化有关的生化反应。 (4) 各种小分子RNA在分子修饰和代谢调节等方面有重要作用

转录过程的特点 1、转录的不对称性:在RNA的合成中,DNA的二条链中仅有 条链可作为转录的模板,称为转录的不对称性。 反义链 anti sense strand(无意义链,负链):在RNA的转录中, 用作模板的DNA链称为反义链。 有义链 coding strand(编码链,正链):在RNA的转录中,不 作为模板的DNA链称为有义链。 2、转录所需酶:依赖DNA的RNA聚合酶又称为转录酶,是 以DNA为模板的一类RNA聚合酶。在原核生物和真核生物 中,转录酶有所不同。原核生物的转录酶比较简单,由 1种RNA聚合酶催化所有RNA的生物合成。而在真核生物 中RNA聚合酶有3种,分别为RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶 Ⅱ和RNA聚合酶Ⅲ,它们都属于寡聚酶,酶的亚基数目 为4~10个,亚基种类有4~6种

转录过程的特点 1、转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有 一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。 反义链 antisense strand（无意义链，负链）：在RNA的转录中， 用作模板的DNA链称为反义链。 有义链 coding strand（编码链，正链）：在RNA的转录中，不 作为模板的DNA链称为有义链。 2、转录所需酶：依赖DNA的RNA聚合酶又称为转录酶，是 以DNA为模板的一类RNA聚合酶。在原核生物和真核生物 中，转录酶有所不同。原核生物的转录酶比较简单，由 1种RNA聚合酶催化所有RNA的生物合成。而在真核生物 中RNA聚合酶有3种，分别为RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶 Ⅱ和RNA聚合酶Ⅲ，它们都属于寡聚酶，酶的亚基数目 为4～10个，亚基种类有4～6种

转录过程 起始位点的识别 recognition 转录起始 initiat ion 链的延伸 elongation 转录终止 termination 转录后加工 modification

转录过程 ◼ 起始位点的识别 recognition ◼ 转录起始 initiation ◼ 链的延伸 elongation ◼ 转录终止 termination ◼ 转录后加工 modification

Enzyme assernbly promoter recognition, activator binding Possible catalytic subunits a BBo做 le unknown (not needed in vitro 15115511kDa a 38.5kDa Promoter →O(3290kDa specificity The E coli rna polymerase holoenzyme consists of six Subunits: a2BBoo

The E. coli RNA polymerase holoenzyme consists of six subunits: a2bb’ s. Possible catalytic subunits Promoter specificity Enzyme assembly, promoter recognition, activator binding Role unknown (not needed in vitro) 36.5 kDa 151 155 11 kDa (32-90 kDa)