2022年医学专题—第三章：(酶工程)-动植物细胞培养产酶(1).ppt

植物细胞(xbo)结构,第一页，共二十五页。,植物、动物、微生物细胞的特性(txng)比较,第二页，共二十五页。,三者之间的差异主要有：植物细胞动物细胞微生物细胞。动物细胞、植物细胞的生产周期比微生物长。植物细胞和微生物细胞的营养要求较简单(jindn)。植物细胞的生长以及次级代谢物的生产要求一定的光照。植物细胞和动物细胞对剪切力敏感。植物、微生物和动物细胞的主要目的产物各不相同。,第三页，共二十五页。,一、植物细胞培养产酶从外植体中选育植物细胞高产稳定(wndng)细胞培养各种产物 1.植物细胞培养的特点 提高产率和产品质量 缩短周期 易于管理,第四页，共二十五页。,2.培养基特点 需要大量无机盐 需多种维生素和激素 氮源一般为无机氮 一般以蔗糖为碳源应用最广的是MS培养基和LS培养基 MS培养基是1962年为烟草细胞培养而设计(shj)的培养基。LS培养基是在其基础上演变而来的。P82表3-3,第五页，共二十五页。,3.培养工艺：悬浮细胞培养工艺流程外植体细胞的获取细胞培养分离纯化产物外植体选择和处理选取那些无病虫害、生长旺盛、生长规则植株，把茎、叶、根、芽，花、果实等切成小片段或小块。用70%-75%乙醇，0.1%升汞消毒(xio d)，无菌水漂洗。,第六页，共二十五页。,外植体：从植株取出，经过预处理后，用于植物组织培养的植物组织（包括根、茎、叶、芽、花、果实、种子等）的片段或小块。愈伤组织：将上述外植体植入诱导培养基中，于25左右培养一段时间，从外植体的切口(qi ku)部位长出小细胞团。,第七页，共二十五页。,水稻(shudo)的外植体（幼胚）和愈伤组织,外植体,愈伤组织(zzh),第八页，共二十五页。,植物细胞获取 直接分离法 愈伤组织诱导法 原生质体再生(zishng)法细胞悬浮培养：转新培养基，在生物反应器中进行培养分离纯化：生化技术,机械(jxi)法,酶法,第九页，共二十五页。,培养条件的影响与控制温度：室温25pH：微酸性范围(fnwi)。即pH 5.0-6.0通气与搅拌光照的控制：强度和时间有一定要求前体的添加（饲喂）刺激剂的应用,第十页，共二十五页。,4.植物细胞培养产酶实例 以大蒜细胞培养生产超氧化物歧化酶（SOD）为例(1)大蒜愈伤组织的诱导 选取结实(ji shi)、饱满、无病虫害的大蒜蒜瓣，去除外皮，先用70%乙醇消毒20s，再用0.1%升汞消毒10min，然后无菌水漂洗3次。在无菌条件下，切成0.5cm3的小块，植入含有3mg/L 2,4-D和1.2mg/L 6-BA 的半固体MS培养基中，在25，600lux，12h/d光照条件下培养18d，诱导得到愈伤组织，每18天继代一次。,第十一页，共二十五页。,(2)大蒜悬浮细胞培养 将上述在半固体MS培养(piyng)基上培养(piyng)18d的愈伤组织，在无菌条件下转入含有3mg/L 2,4-D和 1.2mg/L 6-BA（苄基腺嘌呤）的液体MS培养基中，加入灭菌的玻璃珠，25，600lux，12h/d光照条件下震荡培养18d，使愈伤组织分散成为小细胞团或单细胞。然后在无菌条件下，经过筛网将小细胞团或单细胞转入含有3mg/L 2,4-D和1.2mg/L 6-BA 的液体MS培养基中，25,600lux，12h/d光照条件下震荡培养18d。,第十二页，共二十五页。,(3)酶的分离纯化 细胞培养完成后，收集细胞，经过细胞破碎、提取(tq)、分离得到超氧化物歧化酶。,第十三页，共二十五页。,二、动物细胞培养产酶 1.动物细胞培养的特点动物细胞可以产生各种有效高价值的物质需添加抗生素（常用(chn yn)青霉素和链霉素联合）细胞生长速度慢细胞体积大，无细胞壁保护，对剪切力敏感。反应过程成本高，产品价格贵细胞具有锚地依赖性。宜采用贴壁培养原代细胞一般繁殖50代,第十四页，共二十五页。,2.培养方式(1)悬浮(xunf)培养(2)贴壁培养 滚瓶培养 微载体培养(microcarrier culture)(3)固定化细胞培养包埋(entrapment)和中空纤维(microencapsulation)培养,第十五页，共二十五页。,3.工艺控制 工艺流程 种质细胞(xbo)（体细胞；杂交瘤细胞）分散成悬浮细胞 细胞悬浮或贴壁培养 收集 分离纯化 产物,胰蛋白酶(y dn bi mi)消化,第十六页，共二十五页。,培养条件的影响与控制温度：一般控制在36.5.pH值：一般控制在7.0-7.6的微碱性范围内。渗透压:应与细胞内渗透压相同(xin tn)。溶解氧：根据情况随时调节。,第十七页，共二十五页。,4.产酶实例(shl)以人黑色素瘤细胞培养生产组织纤溶酶原激活剂为例纤溶酶原 纤溶酶,纤溶酶原(mi yun)激活剂,第十八页，共二十五页。,种质细胞用胰蛋白酶处理，分散，pH7.4磷酸盐洗涤。稀释成细胞悬浮液接种到反应器中，与37 CO2培养箱中，长成致密单层去培养液，用pH7.4磷酸盐冲洗细胞换无血清Eagle培养液，继续(jx)培养每3-4天，取出培养液分离纯化再加新鲜Eagle培养液，继续培养亲和层析进行分离,第十九页，共二十五页。,细胞(xbo)生产滚瓶培养装置,第二十页，共二十五页。,第二十一页，共二十五页。,第一章作业(zuy)：,1.概念 酶活力(hul)单位 酶比活力2.酶工程的主要任务和主要内容是什么？3.写出酶活力测定的一般步骤。,第二十二页，共二十五页。,第二章作业(zuy)：,1.概念：产物阻遏；分解代谢物阻遏；酶合成的诱导2.提高酶产量的策措施有哪些？3.试述发酵过程中对溶解氧进行控制的必要性及其依据。4.影响酶生物合成模式的主要因素是什么？5.优良(yuling)产酶菌种应具备哪些条件？,第二十三页，共二十五页。,第三章作业(zuy)：,1.概念：外植体；愈伤组织；微载体培养(piyng)2.论述植物细胞培养产酶的条件控制。3.动物细胞培养的特点有哪些？4.举例说明动物细胞培养产酶的工艺过程。,第二十四页，共二十五页。,内容(nirng)总结,植物细胞(xbo)结构。植物细胞(xbo)动物细胞(xbo)微生物细胞(xbo)。植物细胞(xbo)和微生物细胞(xbo)的营养要求较简单。应用最广的是MS培养基和LS培养基。MS培养基是1962年为烟草细胞(xbo)培养而设计的培养基。P82表3-3。外植体细胞(xbo)的获取细胞(xbo)培养分离纯化产物。用70%-75%乙醇，0.1%升汞消毒，无菌水漂洗。细胞(xbo)悬浮培养：转新培养基，在生物反应器中进行培养。2.酶工程的主要任务和主要内容是什么。4.举例说明动物细胞(xbo)培养产酶的工艺过程,第二十五页，共二十五页。,