第042章酶发酵动力学

1、第七节 酶发酵动力学酶发酵动力学2第七节 酶发酵动力学研究问题1.在发酵过程中细胞生长的速度2.产物（酶）生成速度3.环境因素对细胞生长速度和产物（酶）生成速度的影响研究意义1.了解酶生物合成模式2.优化控制发酵工艺条件3.提高产酶量酶发酵动力学3一、酶生物合成的模式二、细胞生长动力学三、产酶动力学酶发酵动力学4一、酶生物合成的模式（一）产酶细胞的生长历程（二）酶生物合成的模式（三）影响酶生物合成模式的主要因素（四）酶工业生产中的理想合成模式酶发酵动力学5（一）产酶细胞的生长历程产酶细胞在一定条件下进行培养，其生长过程一般经历4个阶段： 1.调整期（延滞期） 2.对数生长期 3.平衡期 4.衰

2、退期酶发酵动力学6生长曲线产酶细胞的生长历程酶发酵动力学7延滞期：少量细胞接种到新培养基后的一段细胞数目不增加的适应期。其长短主要受接种龄、接种量和培养基成分的影响。产酶细胞的生长历程酶发酵动力学8对数期：细胞数以几何级数增长的一段时期。其长短主要受菌体种类、营养成分和营养物质浓度的影响。产酶细胞的生长历程酶发酵动力学9稳定期：新繁殖的细胞数目与衰亡的细胞数目相等的一段时期。多数芽孢杆菌开始形成芽孢。产酶细胞的生长历程酶发酵动力学10衰亡期：细胞死亡速度超过新生的速度的时期。细胞发生自溶。产酶细胞的生长历程酶发酵动力学11（二）酶生物合成的模式1.同步合成型2.延续合成型3.中期合成型4.滞后

3、合成型酶发酵动力学121.同步合成型定义：酶合成与细胞生长同步进行。在细胞生长进入平衡期后酶的合成停止。特点：可以诱导，不受分解代谢物阻遏和反应产物阻遏。同步合成型0510152025010203040时间 h细胞浓度 mg/ml酶浓度 单位/ml酶发酵动力学13例如：米曲霉由单宁诱导，生成单宁酶。米曲霉单宁酶合成曲线012340102030405060时间 h细胞浓度 mg/ml05101520酶浓度 单位/ml细胞浓度总酶浓度胞内酶浓度胞外酶浓度酶发酵动力学142.延续合成型定义：酶合成随细胞生长而开始，在细胞生长进入平衡期后酶的合成还可以延续较长一段时间。特点：可以诱导，不受分解代谢物阻

4、遏和反应产物阻遏。而且其所对应的mrna相当稳定。延续合成型0510152025010203040时间 h细胞浓度 mg/ml酶浓度 单位/ml酶发酵动力学15例如：黑曲霉由半乳糖醛酸诱导，合成聚半乳糖醛酸酶。黑曲霉聚半乳糖醛酸酶合成曲线以半乳糖醛酸诱导012.52537.55004080120时间 h细胞浓度 mg/ml0204060酶浓度 单位/ml细胞浓度酶浓度酶发酵动力学163.中期合成型定义：酶合成在细胞生长开始一段时间后才开始，在细胞生长进入平衡期后酶的合成停止。特点：受到反馈阻遏。而且其所对应的mrna不稳定。中期合成型0510152025010203040时间 h细胞浓度 mg

5、/ml酶浓度 单位/ml酶发酵动力学17例如：枯草杆菌合成碱性磷酸酶。枯草杆菌碱性磷酸酶合成曲线00.10.20.30.40246810时间 h细胞浓度 od50000.10.20.30.4酶浓度 单位/ml细胞浓度酶浓度酶发酵动力学184.滞后合成型定义：酶合成在细胞生长开始一段时间后才开始，在细胞生长进入平衡期后酶的合成还可以延续较长一段时间。特点：受到分解代谢物阻遏。其所对应的mrna相当稳定。滞后合成型0510152025010203040时间 h细胞浓度 mg/ml酶浓度 单位/ml酶发酵动力学19例如：黑曲霉合成酸性蛋白酶。黑曲霉酸性蛋白酶合成曲线0204060020406080时间 h细胞浓度 mg/ml020406080酶浓度 单位/ml细胞浓度酶浓度酶发酵动力学20放线菌素d对黑曲霉酸性蛋白酶合成的影响。放线菌素d对黑曲霉酸性蛋白酶合成影响00.511.5024681012时间 h酶活力 单位/ml酶浓度 单位/ml不加放线菌素d在0时加入放线菌素d酶发酵动力学21黑曲霉由果胶诱导，合成聚半乳糖醛酸酶。黑曲霉聚半乳糖醛酸酶合成曲线以果胶诱导025507504080时间 h细胞浓度 mg/ml020406080酶浓度 单位/ml细胞浓度酶浓度酶发酵动力学22（三）影响酶生物合成模式的主要因素1.mrna 的影响2.阻遏物的影响