基因工程菌稳定性分析PPT(共 48张)
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第七章基因工程菌发酵第二节工程菌的稳定性问题近年来,重组DNA技术(基因工程)已开始由实验室走向工业生产。
现在,由工程菌产生的珍稀药物如:胰岛素、干扰素、人生长激素、乙肝表面抗原等等都已先后供应市场,基因工程不仅保证了这些药物的来源,而且可使成本大大下降,但是从许多研究中发现,工程菌的保存过程中及发酵生产过程中表现出不稳定性,因而工程菌的稳定性的解决已日益受到重视并成为基因工程这一高技术的成就转变为生产力的关键之一。
一、工程菌不稳定性的表现(倾向)工程菌的不稳定实际上包括质粒的不稳定及其表达产物的不稳定两个方面。
具体表现为下列三种形式:质粒的丢失;重组质粒发生DNA片段脱落;表达产物不稳定。
由于某种环境因素或生理、遗传学上的原因,质粒从某些宿主细胞中丢失(消除curing),丢失率因环境、宿主、质粒结构而有不同。
由于质粒的丢失,工程菌的发酵过程实际上是两种菌的混合物。
在非选择性条件下,含有重组质粒的工程菌的比生长速率(μ+)往往小于不含重组质粒的比生长速率(μ-)。
宿主细胞的生长优势对工程菌的发酵极为不利。
有时质粒不稳定并非由于质粒丢失的缘故,而是重组质粒上一部分片段脱落,表现为质粒变小或某些遗传信息发生变化甚至丧失。
表达产物不稳定也是一个很重要的问题。
发现人干扰素工程菌在表达干扰素时,随着培养时间的延长,干扰素活性反而下降。
这种情况在别的工程菌培养过程中也有发现。
二、引起工程菌不稳定性的一些因素及对策组建成的工程菌的稳定与否,取决于重组质粒本身的分子组成、宿主细胞生理和遗传性及环境条件等三个方面。
就质粒本身的分子结构而言,引起工程菌不稳定常常是由于稳定区受到影响。
某些质粒如PSC101、R1、F等的分配系统在质粒上的位置已经确定,质粒col DF13有两个DNA序列part A, part B对它的稳定起着不可缺少的作用。
枯草杆菌质粒pUB110上几个与膜结合的蛋白基因对稳定性有关。
如质粒在重组过程中影响到这些序列的完整性,则其稳定性也受影响,另外可能由于重组质粒上有重复序列,或与宿主染色体有部分同源等等都会造成质粒的不稳定。