中国农业大学：《发酵工程》课程教学资源（PPT课件）第十章 发酵工程各论（抗生素发酵生产技术 Antibiotics Fermentation Production）

抗生素发酵生产技术 Antibiotics Fermentation Production 1.概述 1.Introduction 2.生产前期研究 2.Research in Lab 3.生产菌改良 3.Strain improvement 4.生产工艺过程 4.Production processing 5.发酵条件的控制 5.Fermentation control 6.提取和精制 6.Isolation purification

1. 概述 2. 生产前期研究 3. 生产菌改良 4. 生产工艺过程 5. 发酵条件的控制 6. 提取和精制 1. Introduction 2. Research in Lab 3. Strain improvement 4. Production processing 5. Fermentation control 6. Isolation & purification 抗 生 素 发 酵 生 产 技 术 Antibiotics Fermentation Production

1.概述 Introduction 抗生素 Antibiotics 是生物在其生产活动过 Any organic substances 程中所产生，并能 produced by various 在低微浓度下有选 organisms that have the 择性地抑制或杀灭 power of arresting the growth of other 其他微生物或肿瘤 microorganisms or of 细胞的有机物。 destroying them

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。 Antibiotics Any organic substances produced by various organisms that have the power of arresting the growth of other microorganisms or of destroying them. 1. 概 述 Introduction

1.概述 Introduction 历史 History 1929年，英国弗莱 Penicillin was discovered 明发现青霉素 by Fleming in 1929. 二战期间，大规模 World War Il,fermented 发酵生产 in large-scale 世界上最早用于临 The first major antibiotic 床的抗菌素 to be commercialized

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 History • Penicillin was discovered by Fleming in 1929. • World War II, fermented in large-scale • The first major antibiotic to be commercialized 1. 概 述 Introduction

1.概述 Introduction 分类 Classification 根据抗生素的作用机制分类(Modes of Action of Antibiotics) 抑制细胞壁合成(Cell Wall Synthesis): 青霉素 抑制细胞膜功能(Cell Membrane Damage): 多烯类抗生素 抑制蛋白质合成Protein Synthesis): 四环素 抑制核酸合成Nucleic Acid Synthesis): 丝裂霉素

根据抗生素的作用机制分类 (Modes of Action of Antibiotics) • 抑制细胞壁合成(Cell Wall Synthesis) ： 青霉素 • 抑制细胞膜功能(Cell Membrane Damage) ： 多烯类抗生素 • 抑制蛋白质合成(Protein Synthesis) ： 四环素 • 抑制核酸合成(Nucleic Acid Synthesis) ： 丝裂霉素 分 类 Classification 1. 概 述 Introduction

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

复制 转录 翻译

1.概述 Introduction 分类 Classification 根据抗生素的化学结构分类 B-内酰胺类(B-lactam): 青霉素类(penicillins) 头孢菌素类(cephalosporins)) 氨基糖苷类(aminoglycosides)：链霉素、庆大霉素 大环内酯类(macrolides): 红霉素、麦迪加霉素 四环类(tetracyclines): 四环素、土霉素 多肽类(polymyxin): 多粘菌素

根据抗生素的化学结构分类 • β-内酰胺类(β-lactam)： 青霉素类 (penicillins) 头孢菌素类 (cephalosporins) • 氨基糖苷类(aminoglycosides) ： 链霉素、庆大霉素 • 大环内酯类(macrolides) ： 红霉素、麦迪加霉素 • 四 环 类 (tetracyclines) ： 四环素、土霉素 • 多 肽 类 (polymyxin) ： 多粘菌素 分 类 Classification 1. 概 述 Introduction

R H CH3 C00 B-lactam ring p-内酰胺环 natural penicillin R= CH2-CO-

H N O N S CH3 CH3 H COO￾H -lactam ring β-内酰胺 环 R natural penicillin R = CH2 -CO-

内酰胺环 器 器 HOO- Common nucleus 器 HO0O- S、CH 舌 0- 舌 Ampicillin CH-C-NH-CH-CH C NH O=C—N—CH-COOH 舌 OCHg 0 之— 尽 Methicillin C-NH-CH-CH 舌 舌 OCH3 O=C-N—CH-COOH 8 乏 0 S、CHs sullllolued Carbenicillin CH- C-NH-CH-CH CHa COOH O=C—NCH-COOH 5 Oxacillin C-NH-CH-CH CHa 0-CN- CH-COOH CHa Semisynthetic penicillins B-lactam ring

β-内酰胺 环

CH3 CH3 HO OH OH CH3 OH HgC OH COOH 0 OHOH OHOH O OH Amphotericin B 两性霉素 Antibiotics are so complex they can only be synthesized in a living system

两性霉素 Antibiotics are so complex they can only be synthesized in a living system

2.生产前期研究 Research in Lab 产生菌的筛选 。 Screening of a strain 抗菌性试验 ·Antimicrobial trial Isolation,purification and 提取、精制、鉴定 identification 毒性试验 ·Toxicological trial 药理和临床试验 Medicinal clinical trial

• 产生菌的筛选 • 抗菌性试验 • 提取、精制、鉴定 • 毒性试验 • 药理和临床试验 • Screening of a strain • Antimicrobial trial • Isolation, purification and identification • Toxicological trial • Medicinal & clinical trial 2．生产前期研究 Research in Lab