微生物的代謝與微生物藥物-微生物藥物

模塊十一微生物的代謝與微生物藥物Microbiologicalmetabolismandmicrobiologicaldrugs一、微生物代謝產(chǎn)物的利用利用微生物代謝過程中產(chǎn)生的眾多代謝產(chǎn)物生產(chǎn)各種發(fā)酵產(chǎn)品。按照積累產(chǎn)物類型：初級代謝產(chǎn)物，如氨基酸、核苷類，以及酶或輔酶；次級代謝產(chǎn)物，抗生素、激素、生物堿、毒素及維生素等。按照發(fā)酵類型：自然發(fā)酵：酒精、乳酸等，代謝控制發(fā)酵：終端產(chǎn)物，賴氨酸、鳥苷酸、腺苷酸等；中間產(chǎn)物，檸檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、高絲氨酸、肌苷酸、黃苷酸等；1．發(fā)酵條件的控制人們通過對微生物菌種營養(yǎng)和培養(yǎng)條件的控制生產(chǎn)所要的目的產(chǎn)品:1）培養(yǎng)條件：溫度、pH值、滲透壓的控制；2）營養(yǎng)成分的控制：葡萄糖濃度、碳氮比、生長因子、無機離子等；3）溶解氧的控制：通氣量，攪拌等。2．微生物代謝與代謝工程近年來，基因工程的不斷發(fā)展，也為微生物代謝在發(fā)酵生產(chǎn)的應(yīng)用提供了新的方法。人們通過分子生物學(xué)技術(shù)和DNA重組技術(shù),可以定向地對細(xì)胞代謝途徑進行修飾或引入新的反應(yīng)，以改進產(chǎn)物的生成或改變細(xì)胞的代謝特性。但這些改進都是與微生物的基因調(diào)控和代謝調(diào)控及生化工程相結(jié)合來實現(xiàn)的。利用DNA重組技術(shù)改變微生物代謝流，擴展和構(gòu)建新的代謝途徑，或通過關(guān)聯(lián)酶將兩個代謝途徑連接形成新的的代謝流的研究，取得了令人矚目的進展。引入木糖代謝途徑（戊糖代謝生產(chǎn)乙醇的代謝工程）—酵母菌Saccharomyces的代謝工程1)克隆來自細(xì)菌的木糖異構(gòu)酶基因，2)克隆來自柄狀畢赤酵母（Pichiastipitis）的木糖還原酶和木糖醇脫氫酶基因二、微生物藥物微生物藥物在種類、用途方面均為最多，主要包括初級代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物和工程菌產(chǎn)生的各種體內(nèi)活性物質(zhì)，其產(chǎn)品有抗生素、干擾素、微生物、酶、氨基酸等。1．抗生素抗生素是微生物在其生命活動中產(chǎn)生的能特異性抑制其他生物生命活動的次級代謝產(chǎn)物。應(yīng)用：常用的為青霉素類、頭孢菌素類、四環(huán)素類、氨基糖苷類及大環(huán)內(nèi)酯類。2．干擾素干擾素是人體細(xì)胞分泌的一種活性蛋白質(zhì)。具有抗病毒、抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)活性，是人體防御系統(tǒng)的重要組成部分。主要是基因工程技術(shù)在大腸桿菌中表達，通過工業(yè)發(fā)酵進行生產(chǎn)干擾素。3.維生素維生素是活細(xì)胞為維持正常的生理功能所必須的而需要量又極微的天然有機物。細(xì)菌、放線菌、霉菌和酵母菌等微生物在特定條件下都會合成超出本身需要的維生素。應(yīng)用：臨床上的各種維生素主要是利用各種微生物合成、化學(xué)合成或從天然產(chǎn)物中提取出來的。4．酶制劑前從生物界發(fā)現(xiàn)酶已達幾千種，而工業(yè)上生產(chǎn)的卻只有幾十種，這些酶大多數(shù)屬于水解酶類，其中最主要的是淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖異構(gòu)酶和果膠酶等。應(yīng)用：廣泛用于治療各種疾病，酶療法是臨床上的一種重要手段。如淀粉酶、蛋白酶用作消化劑，尿激酶、鏈激酶可以緩解血栓等。思考討論與任務(wù)