氨基酸药物生产工艺课件.ppt

《氨基酸药物生产工艺课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氨基酸药物生产工艺课件.ppt（37页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于氨基酸药物生产工艺关于氨基酸药物生产工艺第1页，此课件共37页哦生化药物生化药物的定义、分类、特点的定义、分类、特点定义定义：具体运用生物化学研究方法，从生物体中具体运用生物化学研究方法，从生物体中经提取、分离、纯化等手段获得的天然存在的生经提取、分离、纯化等手段获得的天然存在的生化活性物质或将上述这些物质加以结构改造或人化活性物质或将上述这些物质加以结构改造或人工合成创造出的自然界没有的新的活性物质，通工合成创造出的自然界没有的新的活性物质，通称生化药物称生化药物(Biochemical medicine)。第2页，此课件共37页哦酶类药物酶类药物辅酶类药物辅酶类药物核苷酸与核酸类药物核

2、苷酸与核酸类药物多肽类药物多肽类药物氨基酸类药物氨基酸类药物蛋白质类药物蛋白质类药物多糖类药物多糖类药物脂类药物脂类药物分分 类类第3页，此课件共37页哦主要从以下脏器中制取生主要从以下脏器中制取生化药物化药物第4页，此课件共37页哦Contents氨基酸的概述氨基酸的概述1氨基酸的生产方法氨基酸的生产方法2重要氨基酸药物的生产工艺重要氨基酸药物的生产工艺3氨基酸输液氨基酸输液4第5页，此课件共37页哦1蛋白质氨基酸：蛋白质氨基酸：编码氨基酸编码氨基酸非蛋白氨基酸：非蛋白氨基酸：D型氨基酸、型氨基酸、-氨氨基酸、基酸、-氨基酸等氨基酸等2衍生氨基酸：衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨酸谷氨酰胺、硫

3、酸甘氨酸、磷葡精氨酸等、磷葡精氨酸等 一、氨基酸类的分类一、氨基酸类的分类第一节第一节 概概 述述第6页，此课件共37页哦氨基酸在工业上的应用氨基酸在工业上的应用其甜度为蔗糖其甜度为蔗糖200倍倍,属于低热能甜味剂属于低热能甜味剂第7页，此课件共37页哦第8页，此课件共37页哦第二节第二节 氨基酸的生产方法氨基酸的生产方法v蛋白水解法：蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸胱氨酸、半胱氨酸v 化学合成法：化学合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸等丝氨酸等v 发酵法：发酵法：苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、精氨酸、组氨苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、精氨酸、组氨酸、脯氨酸

4、、鸟氨酸、瓜氨酸、赖氨酸、亮氨酸等酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸、赖氨酸、亮氨酸等v酶法：酶法：丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等第9页，此课件共37页哦第二节第二节 氨基酸的生产方法氨基酸的生产方法一、蛋白水解法：一、蛋白水解法：1 1、酸水解：、酸水解：盐酸、硫酸，盐酸、硫酸，110-12012-24h，缺点缺点-氨基酸结构被破坏，污染环境氨基酸结构被破坏，污染环境2 2、碱水解：、碱水解：氢氧化钠、氢氧化钡，氢氧化钠、氢氧化钡，1006h，缺点缺点-氨基酸结构被破坏，消旋作用氨基酸结构被破坏，消旋作用3 3、酶水解：、酶水解：缺点缺点-水解不彻底，可用于生产肽、水解不彻底，

5、可用于生产肽、胨等胨等第10页，此课件共37页哦二、合成法：二、合成法：DL-DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。苯丙氨酸。三、酶法：三、酶法：利用微生物细胞或微生物产生利用微生物细胞或微生物产生的酶来制造氨基酸。的酶来制造氨基酸。传统的传统的提取法、酶法和化学合成提取法、酶法和化学合成法法由于前体物的成本高由于前体物的成本高,工艺复杂工艺复杂,难以达难以达到工业化生产的目的。到工业化生产的目的。第11页，此课件共37页哦四、发酵法四、发酵法直接发酵法：直接发酵法：野生菌株发酵野生菌株发酵 营养缺陷型突变株发酵营养缺陷型突变株发酵 氨基酸结构类似物抗性突变株发酵氨基

6、酸结构类似物抗性突变株发酵 营养缺陷型兼抗性突变株发酵营养缺陷型兼抗性突变株发酵第12页，此课件共37页哦v氨基酸发酵的特点：氨基酸发酵的特点：v代谢控制发酵（又称新型发酵）：代谢控制发酵（又称新型发酵）：氨基酸发酵是典型氨基酸发酵是典型的的代谢控制发酵代谢控制发酵，由发酵所生成的产物，由发酵所生成的产物-氨基酸氨基酸,都是都是微生物的中间代谢产物，它的积累是建立于对微生物微生物的中间代谢产物，它的积累是建立于对微生物正常代谢的抑制。在脱氧核糖核酸正常代谢的抑制。在脱氧核糖核酸(DNA)的分子水平上的分子水平上改变、控制微生物的代谢，使有用产物大量生成、积累。改变、控制微生物的代谢，使有用产物

7、大量生成、积累。v氨基酸发酵为好气性发酵氨基酸发酵为好气性发酵v 菌种：菌种：细菌细菌第13页，此课件共37页哦几种方法的比较几种方法的比较合成法合成法发酵法发酵法酶法酶法原料原料石油石油碳源、氮源碳源、氮源底物底物产物浓度产物浓度高高低低高高产物类型产物类型DLLL副产物副产物少少多多少少第14页，此课件共37页哦第三节第三节 重要氨基酸药物的生产工艺重要氨基酸药物的生产工艺v结构：结构：2，6-二氨基己酸二氨基己酸一、概述一、赖氨酸生产实例一、赖氨酸生产实例一、概述（一）概述（一）概述第15页，此课件共37页哦v存在形式：存在形式：盐酸盐盐酸盐v物理性质：物理性质：相对分子质量：相对分子质

8、量：182.65 熔点：熔点：263 单斜晶系单斜晶系 比旋光度：比旋光度：+21 水中溶解度：水中溶解度：53.6g/ml（0）v口服半致死量（口服半致死量（LD50）：）：4.0g/kg（一）概述（一）概述第16页，此课件共37页哦vL-赖氨酸是人体必需氨基酸之一赖氨酸是人体必需氨基酸之一,是世界上是世界上仅次于味精的第仅次于味精的第2大氨基酸品种。大氨基酸品种。第17页，此课件共37页哦第18页，此课件共37页哦（二）赖氨酸发酵生产（二）赖氨酸发酵生产 斜面菌种斜面菌种 种子培养种子培养 发酵发酵 上柱上柱 精制盐精制盐 重结晶重结晶洗脱洗脱浓缩浓缩粗盐粗盐第19页，此课件共37页哦1、

9、菌种：、菌种：北京棒杆菌、钝齿棒杆菌；北京棒杆菌、钝齿棒杆菌；生产菌选育的思路：生产菌选育的思路：切断或减弱支路代谢切断或减弱支路代谢选育营养缺陷型或渗漏菌株可达到赖氨酸积累的目的。选育营养缺陷型或渗漏菌株可达到赖氨酸积累的目的。第20页，此课件共37页哦葡萄糖丙酮酸四碳二羧酸天冬氨酸天冬氨酸半醛二氢吡啶-2，6-二羧酸赖氨酸 高丝氨酸-琥珀酰-高丝氨酸苏氨酸异亮氨酸蛋氨酸切断支路切断支路强化代谢强化代谢第21页，此课件共37页哦2、种子扩大培养：、种子扩大培养：斜面斜面 一级种子一级种子 二级种子二级种子几级发酵？几级发酵？第22页，此课件共37页哦3、发酵工艺及控制要点：、发酵工艺及控制要

10、点：流程：流程：第23页，此课件共37页哦 压缩空气压缩空气 斜面斜面 淀粉水解糖淀粉水解糖 油水分离器油水分离器 摇瓶种子摇瓶种子 配料配料 过滤器过滤器 种子罐种子罐 灭菌灭菌 发酵罐发酵罐 提取分离提取分离 赖氨酸赖氨酸第24页，此课件共37页哦培养基：培养基：葡萄糖葡萄糖糖蜜糖蜜玉米浆玉米浆豆饼豆饼硫酸铵硫酸铵碳酸钙碳酸钙磷酸氢二钾磷酸氢二钾硫酸镁硫酸镁味液味液生物素生物素硫胺素硫胺素铁铁锰锰pH 第25页，此课件共37页哦工艺条件：工艺条件：温度温度 pH 种龄、接种量种龄、接种量 氧氧 生物素生物素 硫酸铵硫酸铵 其他其他第26页，此课件共37页哦第27页，此课件共37页哦（4）赖

11、氨酸的提取和精制赖氨酸的提取和精制v发酵液成分：发酵液成分：1、氨基酸、氨基酸 2、菌体、菌体 3、培养基、培养基 4、色素、色素v发酵液预处理：发酵液预处理：离心、沉淀离心、沉淀第28页，此课件共37页哦1.调节调节pH析晶法析晶法2.离子交换层析法法离子交换层析法法第29页，此课件共37页哦赖氨酸提取赖氨酸提取:离子交换法离子交换法1、柱子：、柱子：强酸性阳离子交换树脂，强酸性阳离子交换树脂，pH2.0 弱酸性阳离子交换树脂，弱酸性阳离子交换树脂，pH7.0-9.02、阳离子：、阳离子：H+：吸附力强：吸附力强 NH4+:选择性好，简化操作选择性好，简化操作3、上柱：、上柱：4、洗脱：、洗

12、脱：氨水：氨水：氨水氨水+氯化铵：氯化铵：氢氧化钠：氢氧化钠：第30页，此课件共37页哦v主要包括：主要包括：v天冬氨酸天冬氨酸v赖氨酸赖氨酸v高丝氨酸高丝氨酸v苏氨酸苏氨酸v蛋氨酸蛋氨酸v异亮氨酸异亮氨酸（二）（二）天冬氨酸族氨基酸发酵天冬氨酸族氨基酸发酵聚天冬氨酸红外图 第31页，此课件共37页哦天冬氨酸族氨基酸生物合成途径天冬氨酸族氨基酸生物合成途径葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸四碳二羧酸四碳二羧酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸半醛天冬氨酸半醛二氢吡啶二氢吡啶-2，6-二羧酸二羧酸赖氨酸赖氨酸 高丝氨酸高丝氨酸-琥珀酰琥珀酰-高丝氨酸高丝氨酸苏氨酸苏氨酸异亮氨酸异亮氨酸蛋氨酸蛋氨酸第32页，此课件共

13、37页哦1.菌种选育策略（略）菌种选育策略（略）2.影响天冬氨酸族氨基酸发酵因素影响天冬氨酸族氨基酸发酵因素v发酵培养基中生物素的添加发酵培养基中生物素的添加丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸天冬氨酸天冬氨酸柠檬酸酸柠檬酸酸谷氨酸谷氨酸生物素过量！生物素过量！第33页，此课件共37页哦v发酵培养基中营养缺陷型营养物的添加发酵培养基中营养缺陷型营养物的添加v典型的代谢控制发酵，菌株带有多重遗传典型的代谢控制发酵，菌株带有多重遗传标记，营养缺陷型营养物添加浓度直接影标记，营养缺陷型营养物添加浓度直接影响发酵产酸。响发酵产酸。v要求：要求：1）种子培养基营养丰富。）种子培养基营养丰富。2）发酵培养基保持亚适量。）发酵培养基保持亚适量。第34页，此课件共37页哦v溶解氧控制溶解氧控制v要求：要求：菌体呼吸充足，产酸较高。菌体呼吸充足，产酸较高。v发酵中的回复突变发酵中的回复突变 参看菌种育种遗传稳定性部分。参看菌种育种遗传稳定性部分。第35页，此课件共37页哦第四节第四节 氨基酸输液氨基酸输液v 自学自学第36页，此课件共37页哦感谢大家观看感谢大家观看第37页，此课件共37页哦