第四章-发酵工程制药技术.ppt

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1、PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT11 六月 2023第四章第四章-发酵工程制药技发酵工程制药技术术PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT概概 述述v发酵的定义：利用发酵的定义：利用微生物微生物细胞中酶的作用细胞中酶的作用v发酵工程制药技术又称为微生物制药技术发酵工程制药技术又称为微生物制药技术v微生物发酵制药微生物发酵制药:是利用微生物进行药物研究、生产是利用微生物进行药物研

2、究、生产和制剂的综合性应用技术科学。和制剂的综合性应用技术科学。v研究内容包括研究内容包括:微生物制药用菌的选育，发酵以及产微生物制药用菌的选育，发酵以及产品的分离和纯化工艺等。品的分离和纯化工艺等。v研究范围研究范围:微生物菌体发酵、微生物酶发酵、微生物微生物菌体发酵、微生物酶发酵、微生物代谢产物发酵、微生物转化发酵代谢产物发酵、微生物转化发酵PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPTv微生物菌体发酵微生物菌体发酵：即以获得具有药用菌体为目的发酵。：即以获得具有药用菌体为目的发酵。v如：帮

3、助消化的酵母菌片和具有整肠作用的乳酸菌制剂等；如：帮助消化的酵母菌片和具有整肠作用的乳酸菌制剂等；药用真菌，如香菇类、灵芝、金针菇、依赖虫蛹而生存的冬药用真菌，如香菇类、灵芝、金针菇、依赖虫蛹而生存的冬虫夏草菌以及与天麻共生的密环菌等药用真菌；一些具有致虫夏草菌以及与天麻共生的密环菌等药用真菌；一些具有致病能力的微生物菌体，经发酵培养，再减毒或灭活后，可以病能力的微生物菌体，经发酵培养，再减毒或灭活后，可以制成用于自动免疫的生物制品。制成用于自动免疫的生物制品。v微生物酶发酵微生物酶发酵：目前许多医药用酶制剂是通过微生物发酵制：目前许多医药用酶制剂是通过微生物发酵制得的，如用于抗癌的天冬酰胺酶

4、和用于治疗血栓的纳豆激酶得的，如用于抗癌的天冬酰胺酶和用于治疗血栓的纳豆激酶和链激酶等。和链激酶等。v微生物代谢产物发酵微生物代谢产物发酵：微生物在其生产和代谢的过程中，产：微生物在其生产和代谢的过程中，产生的各种初级代谢产物和次级代谢产物中许多是可以用于制生的各种初级代谢产物和次级代谢产物中许多是可以用于制作药物的。作药物的。v如初级代谢产物：氨基酸、蛋白质、核苷酸、类脂、糖类以如初级代谢产物：氨基酸、蛋白质、核苷酸、类脂、糖类以及维生素等；次级代谢产物：抗生素、生物碱、细菌素等。及维生素等；次级代谢产物：抗生素、生物碱、细菌素等。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演

5、模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPTv微生物转化发酵微生物转化发酵：微生物的转化就是利用微生物细：微生物的转化就是利用微生物细胞中的一种酶或多种酶将一种化合物转变成结构相胞中的一种酶或多种酶将一种化合物转变成结构相关的另一种产物的生化反应。包括脱氢反应、氧化关的另一种产物的生化反应。包括脱氢反应、氧化反应反应(羟基化反应羟基化反应)、脱水反应、缩合反应、脱羧反、脱水反应、缩合反应、脱羧反应、氨化反应、脱氨反应和异构化反应等，这些转应、氨化反应、脱氨反应和异构化反应等，这些转化反应特异性强，反应条件温和，对环境无污染，化反应特异性强，反应条件温和

6、，对环境无污染，微生物转化制药最突出的例子则是甾族化合物的转微生物转化制药最突出的例子则是甾族化合物的转化和抗生素的生物转化等。化和抗生素的生物转化等。v基因工程菌发酵基因工程菌发酵：近年来，随着生物工程的发展，：近年来，随着生物工程的发展，尤其是基因工程和细胞工程技术的发展，使得发酵尤其是基因工程和细胞工程技术的发展，使得发酵制药所用的微生物菌种不仅仅局限在天然微生物的制药所用的微生物菌种不仅仅局限在天然微生物的范围内，已建立起了新型的工程菌株，以生产天然范围内，已建立起了新型的工程菌株，以生产天然菌株所不能产生或产量很低的生理活性物质，拓宽菌株所不能产生或产量很低的生理活性物质，拓宽了微生

7、物制药的研究范围。了微生物制药的研究范围。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT本章主要内容：本章主要内容：微生物药物的分类微生物药物的分类药源微生物及微生物药物的筛选技术药源微生物及微生物药物的筛选技术微生物药物的发酵生产技术微生物药物的发酵生产技术微生物药物的分离、精制和鉴别微生物药物的分离、精制和鉴别PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT微生物发酵药物的分类微生物发酵药物的分

8、类(第二章内容)v(1)抗生素类抗生素类 v(2)氨基酸类药物氨基酸类药物：个别氨基酸制剂、复方：个别氨基酸制剂、复方氨基酸制剂氨基酸制剂v(3)核苷酸类药核苷酸类药v(4)维生素类药维生素类药v(5)甾体类激素甾体类激素 。v(6)治疗酶及酶抑制剂治疗酶及酶抑制剂 PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT第一节第一节 微生物细胞的培养概述微生物细胞的培养概述v工业生产常用微生物工业生产常用微生物 v当前发酵工业所用菌种的总趋势是从野生菌转向当前发酵工业所用菌种的总趋势是从野生菌转向变异菌

9、，从自然选育转向代谢控制育种，从诱发变异菌，从自然选育转向代谢控制育种，从诱发基因突变转向基因重组的定向育种。基因突变转向基因重组的定向育种。v工业生产上常用的微生物主要是工业生产上常用的微生物主要是细菌、放线菌、细菌、放线菌、酵母菌和霉菌酵母菌和霉菌，由于发酵工程本身的发展以及遗，由于发酵工程本身的发展以及遗传工程的介入，藻类、病毒等也正在逐步地变为传工程的介入，藻类、病毒等也正在逐步地变为工业生产用的微生物。工业生产用的微生物。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPTv1、细菌、细菌v

10、细菌是自然界中分布最广、数量最多的一类微生物。v发酵工业生产中常用的细菌有：枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌和短杆菌等。v主要用于生产淀粉酶、乳酸、醋酸、氨基主要用于生产淀粉酶、乳酸、醋酸、氨基酸和肌苷酸等酸和肌苷酸等。工业生产常用微生物工业生产常用微生物PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT工业生产常用微生物工业生产常用微生物v2、放线菌、放线菌v放线菌因其菌落呈放射状而得名，在自然界中分布很广。v目前，工业发酵生产中主要采用放线菌生产各种抗工业发酵生产中主要采用放线菌生产各

11、种抗生素，如：链霉素、金霉素、红霉素和庆大霉素等。生素，如：链霉素、金霉素、红霉素和庆大霉素等。从微生物中发现的抗生素有从微生物中发现的抗生素有60%以上是由放线菌产以上是由放线菌产生的生的。v3、霉菌、霉菌v霉菌在自然界中分布很广，发酵工业常用的霉菌有：根霉、毛霉、曲霉、青霉等，主要用于生产多种酶主要用于生产多种酶制剂、抗生素、有机酸及甾体激素等制剂、抗生素、有机酸及甾体激素等。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT工业生产常用微生物工业生产常用微生物v4、酵母菌、酵母菌v酵母菌为单细

12、胞真核生物，在自然界中普遍存在。v发酵工业常用的酵母菌有：酿酒酵母、假丝酵母和类酵母等，v主要用于酿酒、制造面包、制造低凝固点主要用于酿酒、制造面包、制造低凝固点石油和生产脂肪酶，以及生产可食用、药石油和生产脂肪酶，以及生产可食用、药用和饲料用的酵母菌体蛋白等用和饲料用的酵母菌体蛋白等。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT工业生产常用微生物工业生产常用微生物v4、霉菌：、霉菌：霉菌在自然界中分布很广，发酵工业常用的霉菌有：根霉、毛霉、曲霉、青霉等，主要用于生产多种酶制剂、抗生素、有机酸

13、及甾体激素等。v5、担子菌：、担子菌：担子菌就是人们常说的菇类。担子菌资源的利用越来越引起人们的重视，如多糖、橡胶物质、抗癌药物的开发等。v6、藻类：、藻类：许多国家已把藻类用作人类保健食品和饲料，如：螺旋藻；此外，某些藻类还能利用光能将CO2转变为石油，如：单胞藻。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT黑曲霉黑曲霉是制酱、酿酒、制醋的主是制酱、酿酒、制醋的主要菌种。是生产酶制剂要菌种。是生产酶制剂（蛋白酶、淀粉酶、果胶（蛋白酶、淀粉酶、果胶酶）的菌种。生产有机酸酶）的菌种。生产有机酸（

14、如柠檬酸、葡萄糖酸等）（如柠檬酸、葡萄糖酸等）。农业上用作生产糖化饲。农业上用作生产糖化饲料的菌种。料的菌种。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT青霉青霉v可用于生产抗生素、可用于生产抗生素、苯氧甲基青霉素酰化苯氧甲基青霉素酰化酶等。酶等。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT链霉菌链霉菌v是放线菌，生产葡萄糖异构是放线菌，生产葡萄糖异构酶、抗生素等。酶、抗生素等。PPTPPTP

15、PTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT酵母菌酵母菌v主要用于生产转化酶、丙酮酸主要用于生产转化酶、丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶；作为基因脱羧酶、醇脱氢酶；作为基因工程的宿主菌，表述真核生物工程的宿主菌，表述真核生物的外源基因。的外源基因。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT大肠杆菌大肠杆菌v细菌，可生产多种酶细菌，可生产多种酶类，一般属于胞内酶，类，一般属于胞内酶，需要经过细胞破碎才需要经过细胞破碎

16、才能分离得到。能分离得到。v作为基因工程的宿主作为基因工程的宿主菌菌PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌v细菌，是应用最广泛的细菌，是应用最广泛的产酶微生物之一，可用产酶微生物之一，可用于生产于生产-淀粉酶、蛋白淀粉酶、蛋白酶、酶、-半乳糖苷酶、碱半乳糖苷酶、碱性磷酸酶等；作为基因性磷酸酶等；作为基因工程的宿主菌工程的宿主菌PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPT

17、PPT第四章第四章 4.1 4.1 微生物细胞培养概述微生物细胞培养概述v4.1.1 培养基培养基v1、培养基的种类。、培养基的种类。v（1）孢子培养基：）孢子培养基：孢子培养基是供制备孢子用的。要求此培养基能使微生物形成大量的优质孢子，但不能引起菌种变异。生产中常用的孢子培养基有麸皮培养基，大（小）米培养基，由葡萄糖（或淀粉）、无机盐、蛋白胨等配制的琼脂斜面培养基等。v（2）种子培养基：）种子培养基：种子培养基是供孢子发芽和菌体生长繁殖用的。培养基的组成随菌种的不同而改变。v（3）发酵培养基：）发酵培养基：发酵培养基是供菌体生长繁殖和合成大量代谢产物用的。PPTPPTPPTPPT文档演模板文

18、档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT第四章第四章 4.1 4.1 微生物细胞培养概述微生物细胞培养概述v2、发酵培养基的组成。、发酵培养基的组成。v（1）碳源：）碳源：构成菌体及产物的碳架及能量来源。v（2）氮源：）氮源：构成菌体本身的含氮物及代谢产物中的含氮物。v（3）无机盐：）无机盐：构成菌体原生质成分，酶的组分或维持酶的活性，调节细胞渗透压，参与产物生物合成等。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT第四章第四

19、章 4.1 4.1 微生物细胞培养概述微生物细胞培养概述v（4）生长因子：）生长因子：菌体自身不能合成，但对维持其正常生长又不可缺少的物质，如：维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶的衍生物、脂肪酸等。v（5）水：）水：构成菌体细胞的主要成分、营养物质的传递介质、参与许多代谢反应。v（6）产物形成的诱导物、前体和促进剂：）产物形成的诱导物、前体和促进剂：某些胞外酶的合成需要诱导物，前体被菌体直接用于合成产物，促进剂能刺激菌株生长，提高发酵产量，缩短发酵周期。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT培养

20、基主要是供给微生物生长和合成抗生素的材料。培养基主要是供给微生物生长和合成抗生素的材料。培养基成分培养基成分碳源碳源糖类、脂肪、某些有机糖类、脂肪、某些有机酸、醇或碳氢化合物酸、醇或碳氢化合物供给微生物生命活动所需要供给微生物生命活动所需要的能量以及构成菌体细胞成的能量以及构成菌体细胞成分和代谢产物。分和代谢产物。氮源氮源蛋白胨、黄豆饼粉、花蛋白胨、黄豆饼粉、花生饼粉、玉米浆、肉膏、生饼粉、玉米浆、肉膏、酒泥酒泥硫酸铵、氨水、硝酸盐硫酸铵、氨水、硝酸盐等等供给微生物生长所需的氮素，供给微生物生长所需的氮素，构成菌体原生质构成菌体原生质无机无机盐、盐、微量微量元素元素磷、镁、钾、钠等磷、镁、钾、

21、钠等铁、铜、锌、锰、钴、铁、铜、锌、锰、钴、钼等钼等可以作为生理活性物质的组可以作为生理活性物质的组成或生理活性作用的调节物成或生理活性作用的调节物PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT4.1.2微生物菌种的改良、筛选与保存微生物菌种的改良、筛选与保存（一）微生物药物产生菌的菌种改良（一）微生物药物产生菌的菌种改良（二）（二）新微生物药物的筛选新微生物药物的筛选（三）微生物药物产生菌的保藏（三）微生物药物产生菌的保藏PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Off

22、ice Office Office Office PPTPPTPPTPPTv1、菌种的改良、菌种的改良v（1）从自然界中先分离）从自然界中先分离出相应的菌种；出相应的菌种；v（2）利用诱变筛选出符）利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种；合生产要求的优良菌种；v（3）利用基因工程、细）利用基因工程、细胞工程的方法构建工程胞工程的方法构建工程细胞或工程菌。细胞或工程菌。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPTv 诱变育种诱变育种v凡是利用诱变剂处理分散而均匀的微生物群体，促进其基因发生突变的育

23、种技术就称为诱变育种诱变育种。其中诱变剂是指能诱致基因突变，明显提高基因突变频率的理化和生物因素。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPTv目的目的将产生菌的一些有益变异，通过不断将产生菌的一些有益变异，通过不断的筛选和培育，为研究和生产提供更多合乎需的筛选和培育，为研究和生产提供更多合乎需要的高产优质新菌种。要的高产优质新菌种。v自然选育自然选育v诱变育种诱变育种v杂交育种杂交育种v基因工程技术改良菌种基因工程技术改良菌种PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板

24、Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT1 1）自然选育）自然选育在生产过程中，不经过人工诱变处理，根据菌种的在生产过程中，不经过人工诱变处理，根据菌种的自发突变而进行菌种筛选的过程，叫做自发突变而进行菌种筛选的过程，叫做自然选育或自然选育或自然分离。自然分离。自然选育包括自然选育包括v从自然界分离获得菌株从自然界分离获得菌株v根据菌种的自发突变进行筛选而获得菌种。根据菌种的自发突变进行筛选而获得菌种。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT（1 1

25、）从自然界分离获得菌株）从自然界分离获得菌株一般包括以下几个步骤：采样、增殖培养、纯种分离和性能测定等。一般包括以下几个步骤：采样、增殖培养、纯种分离和性能测定等。调查研究（包括资料查阅）调查研究（包括资料查阅）试验方案设计试验方案设计采样采样第一次增殖培养第一次增殖培养第一次平板分离第一次平板分离第二次增殖培养第二次增殖培养第二次平板分离第二次平板分离第二次原种斜面第二次原种斜面初筛（初筛（1株株1瓶）瓶）增殖条件摸索增殖条件摸索第一次原种斜面第一次原种斜面 定性或半定量测定定性或半定量测定定性或半定量测定定性或半定量测定PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Of

26、fice Office Office Office PPTPPTPPTPPT第三次平板分离第三次平板分离第三次原种斜面第三次原种斜面复筛（复筛（1株株3-5瓶）瓶）第四次平板分离第四次平板分离第四次原种斜面第四次原种斜面再复筛再复筛较优化菌株较优化菌株1-3株株初步工艺条件摸索初步工艺条件摸索第三次原种保藏第三次原种保藏种子培养种子培养 不纯不纯不纯不纯 保藏及进一步做生产性能试保藏及进一步做生产性能试保藏及进一步做生产性能试保藏及进一步做生产性能试验或作为育种的出发菌株验或作为育种的出发菌株验或作为育种的出发菌株验或作为育种的出发菌株某些必要试验和毒性试验等某些必要试验和毒性试验等PPTPP

27、TPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT（2 2）从自发突变体中获得菌株）从自发突变体中获得菌株u变异是育种的基础。变异是育种的基础。变异是育种的基础。变异是育种的基础。u自然突变是指自然条件下出现的基因变化。自然突变是指自然条件下出现的基因变化。自然突变是指自然条件下出现的基因变化。自然突变是指自然条件下出现的基因变化。u自发突变的频率较低，因此自然选育筛选出来的自发突变的频率较低，因此自然选育筛选出来的自发突变的频率较低，因此自然选育筛选出来的自发突变的频率较低，因此自然选育筛选出来的菌种，不能

28、满足育种工作的需要。因而不能仅停菌种，不能满足育种工作的需要。因而不能仅停菌种，不能满足育种工作的需要。因而不能仅停菌种，不能满足育种工作的需要。因而不能仅停留在留在留在留在“选选选选”种，还要进行种，还要进行种，还要进行种，还要进行“育育育育”种。种。种。种。如通过诱变剂处如通过诱变剂处如通过诱变剂处如通过诱变剂处理菌株，就可以大大提高菌种的突变频率，扩大理菌株，就可以大大提高菌种的突变频率，扩大理菌株，就可以大大提高菌种的突变频率，扩大理菌株，就可以大大提高菌种的突变频率，扩大变异幅度，从中选出具有优良特性的变异菌株变异幅度，从中选出具有优良特性的变异菌株变异幅度，从中选出具有优良特性的变

29、异菌株变异幅度，从中选出具有优良特性的变异菌株诱变育种。诱变育种。诱变育种。诱变育种。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT2 2）、诱变选育）、诱变选育人工诱变人工诱变能提高突变频率和扩大变异谱，具有能提高突变频率和扩大变异谱，具有速度快、方法简便等优点，是当前菌种选育的一速度快、方法简便等优点，是当前菌种选育的一种主要方法，使用普遍。种主要方法，使用普遍。诱发突变随机性大，必须与大规模的筛选工作诱发突变随机性大，必须与大规模的筛选工作相配合才能受到良好的效果。相配合才能受到良好的效果

30、。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT诱变育种的主要环节：诱变育种的主要环节：以合适的诱变剂处理大量而均匀分散的以合适的诱变剂处理大量而均匀分散的微生物细胞悬浮液（细胞或孢子）以引微生物细胞悬浮液（细胞或孢子）以引起绝大多数细胞致死的同时，使存活个起绝大多数细胞致死的同时，使存活个体中体中DNADNA碱基变异频率大幅度提高；碱基变异频率大幅度提高；用合适的方法淘汰负效应变异株，选出用合适的方法淘汰负效应变异株，选出极少数性能优良的正变异株，以达到培极少数性能优良的正变异株，以达到培育优

31、良菌株的目的。育优良菌株的目的。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPTa.出发菌株的选择出发菌株的选择b.菌悬液的制备菌悬液的制备c.前培养前培养d.诱变诱变e.变异菌株的分离和筛选变异菌株的分离和筛选PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT（1）诱变剂）诱变剂物理诱变剂物理诱变剂化学诱变剂化学诱变剂生物诱变剂生物诱变剂各种射线，如紫外线、各种射线，如紫外线、X射线、射线、射线、射线

32、、射线、射线、射线和超射线和超声波等声波等乙基磺酸乙酯（乙基磺酸乙酯（EMS）、亚硝基胍、）、亚硝基胍、亚硝酸、氮芥等。亚硝酸、氮芥等。噬菌体、转座因噬菌体、转座因子子PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT防护面罩防护衣防护罩PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT各种化学诱变剂常用的剂量和处理时间各种化学诱变剂常用的剂量和处理时间诱变剂诱变剂诱变剂的剂量诱变剂的剂量处理时间处理时间

33、缓冲剂缓冲剂中止反应方法中止反应方法亚硝酸（亚硝酸（HNO2）0.010.1mol/L510minpH值值4.5，1mol/L醋醋酸缓冲液酸缓冲液pH8.6，0.07磷酸二氢钠磷酸二氢钠硫酸二乙酯硫酸二乙酯（DES）0.511030min，孢子孢子1824hpH值值7.0，0.1mol/L磷酸缓冲液磷酸缓冲液硫代硫酸钠或硫代硫酸钠或大量稀释大量稀释甲基磺酸乙酯甲基磺酸乙酯（EMS）0.050.5mol/L1060min，孢子孢子36hpH值值7.0，0.1mol/L磷酸缓冲液磷酸缓冲液硫代硫酸钠或硫代硫酸钠或大量稀释大量稀释亚硝基胍亚硝基胍（NTG）0.11.0 mol/mL，孢子孢子3mg/

34、mL1560min，90120minpH值值7.0，0.1mol/L磷酸缓冲液或磷酸缓冲液或Tris缓缓冲液冲液大量稀释大量稀释亚硝基甲基胍亚硝基甲基胍（NMU）0.11.0 mol/mL1590minpH值值6.07.0，0.1mol/L磷酸缓冲剂磷酸缓冲剂或或Tris缓冲液缓冲液大量稀释大量稀释氮芥氮芥0.11.0 mol/mL510minNaHCO3甘氨酸或大量甘氨酸或大量稀释稀释乙烯亚胺乙烯亚胺1:10001:100003060min硫代硫酸钠或硫代硫酸钠或大量稀释大量稀释羟胺羟胺（NH2OHHCl）0.10.5数小时或生长过程数小时或生长过程中诱变中诱变大量稀释大量稀释氯化锂（氯化锂

35、（LiCl）0.30.5加入培养基中，在加入培养基中，在生长过程中诱变生长过程中诱变大量稀释大量稀释秋水仙碱秋水仙碱（C22H25NO6）0.010.2加入培养基中，在加入培养基中，在生长过程中诱变生长过程中诱变大量稀释大量稀释PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT2）影响诱变效果的因素）影响诱变效果的因素出发菌株的遗传特性；出发菌株的遗传特性；诱变剂；诱变剂；菌种的生理状态；菌种的生理状态；被处理菌株的预培养和后培养条件；被处理菌株的预培养和后培养条件；诱变处理时的外界条件等。诱变处理

36、时的外界条件等。a)选择合适的出发菌株选择合适的出发菌株b)采用分散状态的孢子悬浮液处理采用分散状态的孢子悬浮液处理c)采用单核细胞（或核质体）处理采用单核细胞（或核质体）处理d)注意微生物的生理状态注意微生物的生理状态e)适宜的诱变剂量适宜的诱变剂量PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPTPPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT2、菌种的筛选：初筛、菌种的筛选：初筛-复筛复筛初筛：诱

37、变结束后的筛选可以采用传统的初筛：诱变结束后的筛选可以采用传统的随机筛随机筛选选，也可以通过平板菌落筛选（推理筛选），即根，也可以通过平板菌落筛选（推理筛选），即根据产生菌的生物合成途径或遗传机制来设计筛选有据产生菌的生物合成途径或遗传机制来设计筛选有效突变型的方法效突变型的方法初筛发酵是能否产生抗生素的关键，需要选择适合初筛发酵是能否产生抗生素的关键，需要选择适合的发酵培养基和培养条件，以利于抗生素的合成。的发酵培养基和培养条件，以利于抗生素的合成。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPP

38、T初筛方式：初筛方式：固体平板发酵固体平板发酵液体振荡培养液体振荡培养便于大量筛选抗菌物质时采用。便于大量筛选抗菌物质时采用。放线菌大都为好氧菌，增加溶解氧放线菌大都为好氧菌，增加溶解氧有利于放线菌生长和抗生素的合成。有利于放线菌生长和抗生素的合成。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT（1）常规的筛选方法）常规的筛选方法琼脂扩散法琼脂扩散法利用利用多种微生物多种微生物作为检定菌，作为检定菌，筛选有抗菌活性的物质。筛选有抗菌活性的物质。v非致病菌非致病菌v抗生素耐药突变株和超敏菌株抗生素

39、耐药突变株和超敏菌株v厌氧菌厌氧菌v协同活性检测协同活性检测PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT（2）定靶筛选）定靶筛选从临床有效的抗生素的作用机理和细菌的耐药从临床有效的抗生素的作用机理和细菌的耐药机理来设计筛选模型，有目的地筛选具有某种机理来设计筛选模型，有目的地筛选具有某种作用机理的抗生素，试图获得抗菌作用强、对作用机理的抗生素，试图获得抗菌作用强、对耐药菌有效、毒性小的新抗生素。耐药菌有效、毒性小的新抗生素。q以作用机理为依据的筛选方法以作用机理为依据的筛选方法q以耐药机制为依

40、据的筛选方法以耐药机制为依据的筛选方法PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT-内酰胺酶抑制剂的筛选内酰胺酶抑制剂的筛选-内酰胺酶内酰胺酶是一类能够破坏具有是一类能够破坏具有-内酰胺结构抗生素内酰胺结构抗生素的钝化酶的总称。许多致病菌由于产生的钝化酶的总称。许多致病菌由于产生-内酰胺酶而对内酰胺酶而对青霉素和头孢菌素具有抗性。青霉素和头孢菌素具有抗性。-内酰胺酶抑制剂的筛选内酰胺酶抑制剂的筛选主要依据抑制剂抑制主要依据抑制剂抑制-内酰内酰胺酶，使酶失去活性，不能水解胺酶，使酶失去活性，不能

41、水解-内酰胺类抗生素，使内酰胺类抗生素，使抗生素保持生物活性，从而抑制细菌生长繁殖。抗生素保持生物活性，从而抑制细菌生长繁殖。耐药菌株平板法耐药菌株平板法液体测定法液体测定法联合使用联合使用-内酰胺酶以及敏感和耐药突变株内酰胺酶以及敏感和耐药突变株通过颜色变化来检测通过颜色变化来检测-内酰胺酶抑制剂内酰胺酶抑制剂诱导诱导-内酰胺酶方法的应用内酰胺酶方法的应用PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT高通量筛选高通量筛选高通量筛选（高通量筛选（high throughput screening

42、）技术是）技术是20世纪世纪80年年代后期形成的寻找新药的高新技术。代后期形成的寻找新药的高新技术。将许多模型固定在各自不同的载体上，用机器人加样，培养将许多模型固定在各自不同的载体上，用机器人加样，培养后用计算机记录结果，并进行分析，可以实现大规模的筛选。后用计算机记录结果，并进行分析，可以实现大规模的筛选。PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT高通量筛选的模型：高通量筛选的模型：细胞模型细胞模型观察待测样品对细胞的作用，反映观察待测样品对细胞的作用，反映药物对细胞生长等过程的综合作用

43、。包括各种正药物对细胞生长等过程的综合作用。包括各种正常细胞和病理细胞。常细胞和病理细胞。分子模型分子模型包括受体、酶等，药物作用的靶点包括受体、酶等，药物作用的靶点明确。明确。其他模型其他模型PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT3 3）筛选的方法）筛选的方法制定筛选方案制定筛选方案制定筛选方案制定筛选方案 方案设计的中心内容是确定诱变筛选流程。方案设计的中心内容是确定诱变筛选流程。方案设计的中心内容是确定诱变筛选流程。方案设计的中心内容是确定诱变筛选流程。出发菌种（砂土管或冷冻管）出

44、发菌种（砂土管或冷冻管）斜面斜面或肉汤培养或肉汤培养24 h单孢子悬液单孢子悬液 诱变处理诱变处理稀释涂布平板稀释涂布平板挑取单菌落传种斜面挑取单菌落传种斜面菌悬液菌悬液 诱变处理诱变处理诱变处理诱变处理 处理前后的孢子液或细菌悬液作活菌计数并统计其存活率处理前后的孢子液或细菌悬液作活菌计数并统计其存活率处理前后的孢子液或细菌悬液作活菌计数并统计其存活率处理前后的孢子液或细菌悬液作活菌计数并统计其存活率观察单菌落形态并统计其形态变异率观察单菌落形态并统计其形态变异率PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTP

45、PTPPTPPT摇瓶初筛摇瓶初筛挑出高产斜面挑出高产斜面菌种保藏（砂土管、冻干管或制备固体孢子）菌种保藏（砂土管、冻干管或制备固体孢子）摇瓶复筛（复筛次数及摇瓶数以及培养基种类根据情况决定）摇瓶复筛（复筛次数及摇瓶数以及培养基种类根据情况决定）挑出高产菌株挑出高产菌株作稳定性试验和菌种特性考察作稳定性试验和菌种特性考察放大试验罐、中试考察放大试验罐、中试考察大型投产试验大型投产试验 传种斜面（或直接用固体孢子）传种斜面（或直接用固体孢子）传种斜面（或直接用固体孢子）传种斜面（或直接用固体孢子）对照组对照组对照组对照组PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office

46、 Office Office Office PPTPPTPPTPPT突变株的筛选方法突变株的筛选方法突变株的筛选方法突变株的筛选方法一般经诱变后，再经中间培养、淘汰野生型、检出营养缺陷型、确定生长谱等。一般经诱变后，再经中间培养、淘汰野生型、检出营养缺陷型、确定生长谱等。淘汰野生型菌株的方法有：淘汰野生型菌株的方法有：抗生素法、菌丝过滤法、差别杀菌法和饥饿法等。抗生素法、菌丝过滤法、差别杀菌法和饥饿法等。营养缺陷型菌株的检出方法有：营养缺陷型菌株的检出方法有：逐个测定法、夹层平板法、限量营养法和逐个测定法、夹层平板法、限量营养法和影印接种法影印接种法等。等。PPTPPTPPTPPT文档演模板文

47、档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT影印平板（影印平板（Replica platingReplica plating）法是）法是LederbergLederberg夫妇在夫妇在19521952年建立年建立PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT用梯度平板法定向培育若干代谢产物的高产菌株用梯度平板法定向培育若干代谢产物的高产菌株代谢产物代谢产物产生菌产生菌抗代谢物抗代谢物肌苷肌苷Bacillus pumilus（短小芽

48、胞杆菌）（短小芽胞杆菌）8-氮鸟嘌呤氮鸟嘌呤肌苷肌苷Corynebacterium sp（一种棒状杆菌）（一种棒状杆菌）6-硫鸟嘌呤硫鸟嘌呤腺嘌呤腺嘌呤Salmonella typhimarium（鼠伤寒沙门氏菌）（鼠伤寒沙门氏菌）2，6-二氨基嘌呤二氨基嘌呤烟碱酸烟碱酸Chlamydomonas eugametos（一种衣藻）（一种衣藻）3-乙酰吡啶乙酰吡啶色氨酸色氨酸Salmonella typhi（伤寒沙门氏菌）（伤寒沙门氏菌）6-甲基色氨酸甲基色氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸Escherichia coli（大肠杆菌）（大肠杆菌）乙硫氨酸乙硫氨酸酪氨酸酪氨酸E.coli对氟苯丙氨酸对氟苯丙氨酸吡

49、咯叠氮吡咯叠氮（pyrrolnitrin）Pseudomonas aureofaciens（金色假单胞菌）（金色假单胞菌）6-氟色氨酸氟色氨酸亮氨酸亮氨酸S.typhi三氟三氟-DL-亮氨酸亮氨酸PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPTPPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 根据形态变异淘汰低产菌株，根据平皿反应挑取高产菌株。根据形态变异淘汰低产菌株，根据平皿反应挑取高产菌株。根据形

50、态变异淘汰低产菌株，根据平皿反应挑取高产菌株。根据形态变异淘汰低产菌株，根据平皿反应挑取高产菌株。摇瓶筛选法摇瓶筛选法琼脂块筛选法琼脂块筛选法筛选自动化和筛选工具微型化筛选自动化和筛选工具微型化随机筛选随机筛选理性化筛选理性化筛选运用遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成运用遗传学、生物化学的原理，根据产物已知的或可能的生物合成途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方途径、代谢调控机制和产物分子结构来进行设计和采用一些筛选方法，以打破微生物原有的代谢调控机制，获得能大量形成产物的高法，以打破微生物原有的代谢调控机制，获得能大量形成产物的高产突变株。产突变株。P