有的酶在细胞中的量比较恒定,环境因素对这些酶的合成速率影响不大,这类酶称为组成型酶(constitutive enzyme)。
如 DNA 聚合酶、RNA聚合酶、糖酵解途径的各种酶等。
酶工程第二章微生物发酵产酶
第一节 酶生物合成的基本理论
一般说来,优良的产酶微生物应当具备下列条件: ①酶的产量高; ②产酶稳定性好; ③容易培养和管理; ④利于酶的分离纯化; ⑤安全可靠、无毒性等。
三、酶的发酵生产
固体培养发酵、
液体深层发酵
固定化微生物细胞发酵
特点
固定化微生物原生质体发酵
固定化原生质体：
是指固定在载体上、在一定的空间范围内进行生命活动的原生质体。
特点
①固定化原生质体由于除去了细胞壁这一扩散屏障,有利于胞内物质透过细胞膜分泌到细胞外。
四、酶生物合成的调节
组成型酶:
有的酶在细胞中的量比较恒定,环境因素对这些酶的合成速率影响不大,这类酶称为组成型酶(constitutive enzyme)。
如 DNA 聚合酶、RNA聚合酶、糖酵解途径的各种酶等。
应型酶
些酶在细胞中的含量却变化很大,其合成速率明显受到环境因素的影响,这类酶称为适应型酶(adaptive enzyme)或调节型酶 (regulated enzyme)。
如大肠杆菌半乳糖苷酶。
( 一 ) 原核生物中酶生物合成的调节机制
原核生物的细胞结构比较简单,其基因结构的特点是除了少数基因是独立存在以外,大多数基因都按照功能的相关性组成基因群连在一起,组成一个个转录单元,协调地控制其转录。
研究结果表明,原核生物中酶生物合成的调节主要是转录水平的调节。
调节基因(regulator gene)、启动基因(promoter gene)、操纵基因 (operator gene)和结构基因(strutural gene)。
操纵子
结构基因与操纵基因、启动基因一起组成操纵子(operon)。
原核生物中,操纵子有两种类型：诱导型和阻遏型。
诱导型
在无诱导物的情况下,其基因的表达水平很低或不表达,只有在诱导物存在的条件下,才能转录生成mRNA,进而合成酶。
例如;乳糖操纵子就是典型的诱导型操纵子。
阻遏型
在无阻遏物情况下,基因正常表达,当有阻遏物存在时,转录受到阻遏。
例如:色氨酸操纵子等
转录水平的调节
分解代谢物阻遏作用
是指某些物质(主要是指葡萄糖和其他容易利用的碳源等)分解代谢的产物阻遏某些酶 (主要是诱导酶)生物合成的现象。
酶生物合成的诱导作用
加进某些物质,使酶的生物合成开始或加速进行的现象,称为酶生物合成的诱导作用,简称诱导作用。
诱导物：
能够引起诱导作用的物质称为诱导物。诱导物一般是酶催化作用的底物或其底物类似物
酶生物合成的反馈阻遏作用
又称为产物阻遏作用,是指酶催化反应的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成受到阻遏的现象。
( 二 ) 真核生物酶生物合成的调节
1. 细胞分化改变酶的生物合成
同一生物个体的不同细胞都含有相同的染色体DNA即所含基因的种类和数目一样。但是在个体发育的不同阶段和不同类型的分化细胞中基因的表达却有很大的差异这就是基因表达的时间性和空间性。
端粒和端粒酶
2. 基因扩增加速酶的生物合成
是通过增加基因数量调节基因表达的一种方式,它可以发生在个体发育的某一阶段或在细胞分化的某一过程。
3. 增强子促进酶的生物合成
又称为调变子,是一段能高效增强或促进基因转录的DNA序列。
增强子的重要特性：能够促进同源或异源启动基因的转录活性,其增强效果有的可以达到 1000 倍。
4. 抗原诱导抗体酶的生物合成
抗体酶(abzyme)：又称为催化性抗体（catalytic antibody),是一类具有生物催化功能的抗体分子。
单克隆抗体制备技术：
将能在实验室长期繁殖的骨髓瘤细胞和小鼠经某种抗原诱导产生的细胞融合为一，成为杂交瘤细胞。
杂交瘤细胞具有骨髓瘤和特异细胞的双重特性，既能长期生长繁殖，又能不断产生和所用抗原互补的抗体，而这样产生的抗体只有一种，即单克隆抗体。