第三章：(酶工程)-動植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶

植物細胞(xìbāo)結構第一頁，共二十五頁。精選ppt

植物、動物、微生物細胞的特性(tèxìng)比較細胞種類植物細胞微生物細胞動物細胞細胞大小/um200～3001～1010～100倍增時間/h﹥120.3-6﹥15營養(yǎng)要求簡單簡單復雜光照要求大多數(shù)要求不要求不要求對剪切力敏感大多數(shù)不敏感非常敏感主要產(chǎn)物色素、藥物、香精、酶等醇、有機酸、氨基酸、抗生素、核苷酸、酶等疫苗、激素、單克隆抗體、酶等第二頁，共二十五頁。精選ppt三者之間的差異主要有：植物細胞>動物細胞>微生物細胞。動物細胞、植物細胞的生產(chǎn)周期比微生物長。植物細胞和微生物細胞的營養(yǎng)要求較簡單(jiǎndān)。植物細胞的生長以及次級代謝物的生產(chǎn)要求一定的光照。植物細胞和動物細胞對剪切力敏感。植物、微生物和動物細胞的主要目的產(chǎn)物各不相同。第三頁，共二十五頁。精選ppt一、植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶從外植體中→選育植物細胞→高產(chǎn)穩(wěn)定(wěndìng)細胞→培養(yǎng)→各種產(chǎn)物

1.植物細胞培養(yǎng)的特點提高產(chǎn)率和產(chǎn)品質量縮短周期易于管理

第四頁，共二十五頁。精選ppt2.培養(yǎng)基特點

①需要大量無機鹽②需多種維生素和激素③氮源一般為無機氮④一般以蔗糖為碳源應用最廣的是MS培養(yǎng)基和LS培養(yǎng)基

MS培養(yǎng)基是1962年為煙草細胞培養(yǎng)而設計(shèjì)的培養(yǎng)基。LS培養(yǎng)基是在其基礎上演變而來的。P82表3-3第五頁，共二十五頁。精選ppt3.培養(yǎng)工藝：——懸浮細胞培養(yǎng)⑴工藝流程外植體→細胞的獲取→細胞培養(yǎng)→分離→純化產(chǎn)物①外植體選擇和處理選取那些無病蟲害、生長旺盛、生長規(guī)則植株，把莖、葉、根、芽，花、果實等切成小片段或小塊。用70%-75%乙醇，0.1%升汞消毒(xiāodú)，無菌水漂洗。第六頁，共二十五頁。精選ppt外植體：

從植株取出，經(jīng)過預處理后，用于植物組織培養(yǎng)的植物組織（包括根、莖、葉、芽、花、果實、種子等）的片段或小塊。愈傷組織：

將上述外植體植入誘導培養(yǎng)基中，于25℃左右培養(yǎng)一段時間，從外植體的切口(qiēkǒu)部位長出小細胞團。第七頁，共二十五頁。精選ppt水稻(shuǐdào)的外植體（幼胚）和愈傷組織外植體愈傷組織(zǔzhī)第八頁，共二十五頁。精選ppt②植物細胞獲取直接分離法愈傷組織誘導法原生質體再生(zàishēng)法③細胞懸浮培養(yǎng)：轉新培養(yǎng)基，在生物反應器中進行培養(yǎng)④分離純化：生化技術機械(jīxiè)法酶法第九頁，共二十五頁。精選ppt⑵培養(yǎng)條件的影響與控制①溫度：室溫25℃②pH：微酸性范圍(fànwéi)。即pH

5.0-6.0③通氣與攪拌④光照的控制：強度和時間有一定要求⑤前體的添加（飼喂）⑥刺激劑的應用第十頁，共二十五頁。精選ppt4.植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶實例以大蒜細胞培養(yǎng)生產(chǎn)超氧化物歧化酶（SOD）為例(1)大蒜愈傷組織的誘導

選取結實(jiēshi)、飽滿、無病蟲害的大蒜蒜瓣，去除外皮，先用70%乙醇消毒20s，再用0.1%升汞消毒10min，然后無菌水漂洗3次。在無菌條件下，切成0.5cm3的小塊，植入含有3mg/L2,4-D和1.2mg/L6-BA的半固體MS培養(yǎng)基中，在25℃，600lux，12h/d光照條件下培養(yǎng)18d，誘導得到愈傷組織，每18天繼代一次。第十一頁，共二十五頁。精選ppt(2)大蒜懸浮細胞培養(yǎng)

將上述在半固體MS培養(yǎng)(péiyǎng)基上培養(yǎng)(péiyǎng)18d的愈傷組織，在無菌條件下轉入含有3mg/L2,4-D和1.2mg/L6-BA（芐基腺嘌呤）的液體MS培養(yǎng)基中，加入滅菌的玻璃珠，25℃，600lux，12h/d光照條件下震蕩培養(yǎng)18d，使愈傷組織分散成為小細胞團或單細胞。然后在無菌條件下，經(jīng)過篩網(wǎng)將小細胞團或單細胞轉入含有3mg/L2,4-D和1.2mg/L6-BA的液體MS培養(yǎng)基中，25℃,600lux，12h/d光照條件下震蕩培養(yǎng)18d。第十二頁，共二十五頁。精選ppt(3)酶的分離純化細胞培養(yǎng)完成后，收集細胞，經(jīng)過細胞破碎、提取(tíqǔ)、分離得到超氧化物歧化酶。第十三頁，共二十五頁。精選ppt二、動物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶

1.動物細胞培養(yǎng)的特點動物細胞可以產(chǎn)生各種有效高價值的物質需添加抗生素（常用(chánɡyònɡ)青霉素和鏈霉素聯(lián)合）細胞生長速度慢細胞體積大，無細胞壁保護，對剪切力敏感。反應過程成本高，產(chǎn)品價格貴細胞具有錨地依賴性。宜采用貼壁培養(yǎng)原代細胞一般繁殖50代第十四頁，共二十五頁。精選ppt2.培養(yǎng)方式

(1)懸浮(xuánfú)培養(yǎng)(2)貼壁培養(yǎng)滾瓶培養(yǎng)

微載體培養(yǎng)(microcarrierculture)(3)固定化細胞培養(yǎng)包埋(entrapment)和中空纖維(microencapsulation)培養(yǎng)第十五頁，共二十五頁。精選ppt3.工藝控制

⑴工藝流程種質細胞(xìbāo)

（體細胞；雜交瘤細胞）分散成懸浮細胞細胞懸浮或貼壁培養(yǎng)收集分離純化產(chǎn)物胰蛋白酶(yídànbáiméi)消化第十六頁，共二十五頁。精選ppt⑵培養(yǎng)條件的影響與控制①溫度：一般控制在36.5℃.②pH值：一般控制在7.0-7.6的微堿性范圍內(nèi)。③滲透壓:應與細胞內(nèi)滲透壓相同(xiānɡtónɡ)。④溶解氧：根據(jù)情況隨時調節(jié)。第十七頁，共二十五頁。精選ppt4.產(chǎn)酶實例(shílì)以人黑色素瘤細胞培養(yǎng)生產(chǎn)組織纖溶酶原激活劑為例纖溶酶原纖溶酶纖溶酶原(méiyuán)激活劑第十八頁，共二十五頁。精選ppt①種質細胞用胰蛋白酶處理，分散，pH7.4磷酸鹽洗滌。稀釋成細胞懸浮液②接種到反應器中，與37℃CO2培養(yǎng)箱中，長成致密單層③去培養(yǎng)液，用pH7.4磷酸鹽沖洗細胞④換無血清Eagle培養(yǎng)液，繼續(xù)(jìxù)培養(yǎng)⑤每3-4天，取出培養(yǎng)液分離純化⑥再加新鮮Eagle培養(yǎng)液，繼續(xù)培養(yǎng)⑦親和層析進行分離第十九頁，共二十五頁。精選ppt細胞(xìbāo)生產(chǎn)滾瓶培養(yǎng)裝置第二十頁，共二十五頁。精選ppt第二十一頁，共二十五頁。精選ppt

第一章

作業(yè)(zuòyè)：1.概念酶活力(huólì)單位酶比活力2.酶工程的主要任務和主要內(nèi)容是什么？3.寫出酶活力測定的一般步驟。

第二十二頁，共二十五頁。精選ppt第二章

作業(yè)(zuòyè)：1.概念：產(chǎn)物阻遏；分解代謝物阻遏；酶合成的誘導2.提高酶產(chǎn)量的策措施有哪些？3.試述發(fā)酵過程中對溶解氧進行控制的必要性及其依據(jù)。4.影響酶生物合成模式的主要因素是什么？5.優(yōu)良(yōuliáng)產(chǎn)酶菌種應具備哪些條件？第二十三頁，共二十五頁。精選ppt

第三章

作業(yè)(zuòyè)：1.概念：外植體；愈傷組織；微載體培養(yǎng)(péiyǎng)2.論述植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶的條件控制。3.動物細胞培養(yǎng)的特點有哪些？4.舉例說明動物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶的工藝過程。第二十四頁，共二十五頁。精選ppt內(nèi)容(nèiróng)總結植物細胞(xìbāo)結構。植物細胞(xìbāo)>動物細胞(xìbāo)>微生物細胞(xìbāo)。植物細胞(xìbāo)和微生物細胞(xìbāo)的營養(yǎng)要求較簡單。應用最廣的是MS培養(yǎng)基和LS培養(yǎng)基。MS培養(yǎng)基是1962年為煙草細胞(x