第042章酶發(fā)酵動力學

1、第七節(jié) 酶發(fā)酵動力學酶發(fā)酵動力學2第七節(jié) 酶發(fā)酵動力學研究問題1.在發(fā)酵過程中細胞生長的速度2.產物（酶）生成速度3.環(huán)境因素對細胞生長速度和產物（酶）生成速度的影響研究意義1.了解酶生物合成模式2.優(yōu)化控制發(fā)酵工藝條件3.提高產酶量酶發(fā)酵動力學3一、酶生物合成的模式二、細胞生長動力學三、產酶動力學酶發(fā)酵動力學4一、酶生物合成的模式（一）產酶細胞的生長歷程（二）酶生物合成的模式（三）影響酶生物合成模式的主要因素（四）酶工業(yè)生產中的理想合成模式酶發(fā)酵動力學5（一）產酶細胞的生長歷程產酶細胞在一定條件下進行培養(yǎng)，其生長過程一般經歷4個階段： 1.調整期（延滯期） 2.對數生長期 3.平衡期 4.衰

2、退期酶發(fā)酵動力學6生長曲線產酶細胞的生長歷程酶發(fā)酵動力學7延滯期：少量細胞接種到新培養(yǎng)基后的一段細胞數目不增加的適應期。其長短主要受接種齡、接種量和培養(yǎng)基成分的影響。產酶細胞的生長歷程酶發(fā)酵動力學8對數期：細胞數以幾何級數增長的一段時期。其長短主要受菌體種類、營養(yǎng)成分和營養(yǎng)物質濃度的影響。產酶細胞的生長歷程酶發(fā)酵動力學9穩(wěn)定期：新繁殖的細胞數目與衰亡的細胞數目相等的一段時期。多數芽孢桿菌開始形成芽孢。產酶細胞的生長歷程酶發(fā)酵動力學10衰亡期：細胞死亡速度超過新生的速度的時期。細胞發(fā)生自溶。產酶細胞的生長歷程酶發(fā)酵動力學11（二）酶生物合成的模式1.同步合成型2.延續(xù)合成型3.中期合成型4.滯后

3、合成型酶發(fā)酵動力學121.同步合成型定義：酶合成與細胞生長同步進行。在細胞生長進入平衡期后酶的合成停止。特點：可以誘導，不受分解代謝物阻遏和反應產物阻遏。同步合成型0510152025010203040時間 h細胞濃度 mg/ml酶濃度 單位/ml酶發(fā)酵動力學13例如：米曲霉由單寧誘導，生成單寧酶。米曲霉單寧酶合成曲線012340102030405060時間 h細胞濃度 mg/ml05101520酶濃度 單位/ml細胞濃度總酶濃度胞內酶濃度胞外酶濃度酶發(fā)酵動力學142.延續(xù)合成型定義：酶合成隨細胞生長而開始，在細胞生長進入平衡期后酶的合成還可以延續(xù)較長一段時間。特點：可以誘導，不受分解代謝物阻

4、遏和反應產物阻遏。而且其所對應的mrna相當穩(wěn)定。延續(xù)合成型0510152025010203040時間 h細胞濃度 mg/ml酶濃度 單位/ml酶發(fā)酵動力學15例如：黑曲霉由半乳糖醛酸誘導，合成聚半乳糖醛酸酶。黑曲霉聚半乳糖醛酸酶合成曲線以半乳糖醛酸誘導012.52537.55004080120時間 h細胞濃度 mg/ml0204060酶濃度 單位/ml細胞濃度酶濃度酶發(fā)酵動力學163.中期合成型定義：酶合成在細胞生長開始一段時間后才開始，在細胞生長進入平衡期后酶的合成停止。特點：受到反饋阻遏。而且其所對應的mrna不穩(wěn)定。中期合成型0510152025010203040時間 h細胞濃度 mg

5、/ml酶濃度 單位/ml酶發(fā)酵動力學17例如：枯草桿菌合成堿性磷酸酶?？莶輻U菌堿性磷酸酶合成曲線00.10.20.30.40246810時間 h細胞濃度 od50000.10.20.30.4酶濃度 單位/ml細胞濃度酶濃度酶發(fā)酵動力學184.滯后合成型定義：酶合成在細胞生長開始一段時間后才開始，在細胞生長進入平衡期后酶的合成還可以延續(xù)較長一段時間。特點：受到分解代謝物阻遏。其所對應的mrna相當穩(wěn)定。滯后合成型0510152025010203040時間 h細胞濃度 mg/ml酶濃度 單位/ml酶發(fā)酵動力學19例如：黑曲霉合成酸性蛋白酶。黑曲霉酸性蛋白酶合成曲線0204060020406080時間 h細胞濃度 mg/ml020406080酶濃度 單位/ml細胞濃度酶濃度酶發(fā)酵動力學20放線菌素d對黑曲霉酸性蛋白酶合成的影響。放線菌素d對黑曲霉酸性蛋白酶合成影響00.511.5024681012時間 h酶活力 單位/ml酶濃度 單位/ml不加放線菌素d在0時加入放線菌素d酶發(fā)酵動力學21黑曲霉由果膠誘導，合成聚半乳糖醛酸酶。黑曲霉聚半乳糖醛酸酶合成曲線以果膠誘導025507504080時間 h細胞濃度 mg/ml020406080酶濃度 單位/ml細胞濃度酶濃度酶發(fā)酵動力學22（三）影響酶生物合成模式的主要因素1.mrna 的影響2.阻遏物的影響