发酵——基因工程菌
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1. 引物:与待扩增的 DNA片段两头的状态下生长的培育方法。
核苷酸序列特异性互补的人工合成的 6. 聚合酶链式反响:又称聚合酶链式寡核苷酸序列,它是决定 PCR扩增特反响、或无细胞克隆技术,使依据 DNA异性的重点要素。
模板特异性模拟体内复制的过程,在2. 富集培育:经过采纳选择性培育基,体外适合的条件下,以单链为模DNA使目的微生物大批生殖,而其余微生板,以人工设计合成的寡核苷酸为引物的生长被克制,进而便于目的微生物,利用热稳固的 DNA聚合酶,从 5′物的分别。
-3 ′方向渗透单核苷酸,进而特异性3. 操控子学说:调理基因的产物隔绝的扩增 DNA片段的技术。
物,经过控制操控子中的操控基因从7. 代谢控制发酵:就是利用遗传学的而影响其周边的构造基因的活性。
方法或其余生物化学的方法,人为的4. 生长因子:凡是微生物生长不行缺在脱氧核糖核酸的分子水平上,改变少的微量有机物质,如氨基酸、嘌呤、和控制微生物的代谢,使实用的目的嘧啶、维生素等均称为生长因子。
产物大批生成、累积的发酵。
5. 连续发酵:连续不停的向发酵罐中8. 菌种退化:主要指生产菌种或选育流加新鲜发酵液,同时又连续不停的过程中挑选出来的较优秀菌株,因为排出等量的发酵液,进而使 pH、养分、进行接种传代或收藏以后,集体中某溶解氧保持恒定,使微生物生长和代些生理特点和形态特点渐渐减退或完谢活动保持旺盛稳固的状态的一种发全丧失的现象。
或菌种的一个或多个酵方式。
或以必定的速度向发酵罐内特征,随时间的推移逐渐减退或消逝增添新鲜培育基,同时以同样的速度的现象,一般常指菌株的生活力、产流出培育液,使培育物在近似恒定的孢能力弱退和目的产物产量的降落。
9. 基因工程菌:将目的基因导入细菌12.发酵热:是指发酵过程中开释出来体内使其表达,产生所需要的蛋白的的净热量,主要包含生物热和搅拌热。
细菌称为基因工程菌,如:大肠杆菌13.发酵:广义指借助微生物大批生成10. 种子培育:是指经冷冻干燥管、砂并累积特定产物的过程。
工程菌的知识基因工程大肠杆菌发酵的研究摘要:基因工程菌的发酵工艺研究在生物高技术产业化的发展中具有重要的意义。
研究结果表明,每10L发酵液可得1~2kg湿菌体,发酵时间从一般的24~30h缩短到6~8h,5L、15L、150L发酵罐都可得重复性的结果。
这项发酵工艺研究不仅适用于E.coli各种不同类型的表达启动子的工程菌,也适用于野生菌株疫苗等的生产,将对我国基因工程产业化起重要作用。
关键词基因工程菌,高密度发酵,人干扰素α22b ,鲑鱼降钙素,鱼生长激素, K88K99 基因工程疫苗作者:巫爱珍. 孙玉昆.刊名:生物工程学报讨论:含PL 启动子的E. coli 工程菌的表达及温度敏感株活菌疫苗的生产。
要求细菌在较低的温度(30 ℃) 发酵增殖,在一定时间内提高菌体密度,然后迅速提高温度诱导目的产物的表达。
这类菌表达产物的表达量取决于二个因素:一是在30 ℃发酵过程中尽可能提高菌体密度,二是快速升温诱导,要同时解决这二个问题是较困难的,目前不少基因工程研究室或生产厂对于这类菌的发酵均遇到上述同类的问题,即菌体密度不高和表达量低,他们为了得到足量菌体只好采用扩大发酵体积,显然不是良策,因为含PL 启动子的工程菌在发酵过程中发酵体积越大(500~1000L) ,其表达效率愈低,并大大增加了抽提分离表达产物的工作量、设备投资、运转费及污水处理量。
而本文报道的高密度发酵技术能同时解决以上的问题,发酵时间短(约8h) ,菌体密度及表达效率高,生产车间小型化,能节省大量后处理的设备投资、人力、能源、废物废水处理量少,符合发展现代化生产的要求。
对于不需温度诱导表达,在30 ℃发酵的工程菌或野生菌应用我们的工艺技术发酵,当发酵持续6 小时,菌体仍在直线增殖的情况下,如果延长发酵时间,菌体将继续增加。
E. coli 的不同工程菌或野生菌具有不同的特性,在发酵过程中我们随之对发酵条件作了相应的改变,均取得高密度的发酵结果。
基因工程菌的发酵控制近年来,基因工程已开始由实验室走向工业生产,一些珍稀药物如胰岛素、干扰素、人生长激素等已先后面市,但从许多研究中发现,基因重组菌的培养与发酵有其自身的特点。
从培养工程的角度应考虑诸如营养源浓度的控制(碳源、氮源等)、最适生长条件的控制等因素;从生物学上应考虑诸如质粒稳定性的控制、质粒拷贝数的控制、转录效率和翻译效率的提高及代谢产物向菌体外的分泌等主要因素。
1 、营养源浓度的控制由于大多数基因重组菌不能把所需的基因产物分泌到胞外,而只能靠破碎细胞后提取,因此要获得基因产物,首先必须得到大量菌体。
为此基因重组菌的发酵一般采用高浓度菌体培养的方法,如大肠杆菌培养时最高可达125g 干菌体/L 发酵液,酿酒酵母可达145g 干菌体/L 发酵液。
但要得到高浓度菌体,必须要提供高浓度的营养物质,而营养源浓度过高,渗透压也就高,反过来又会抑制重组菌的生长。
此外,许多基因重组菌常是维生素或氨基酸的营养缺陷型菌株,为维持菌体生长,也必须添加必需量的生长因子营养物。
常采用在调节pH 的同时补加氨基酸混合液和葡萄糖的方法。
使整个培养期间,葡萄糖和氨基酸的浓度几乎保持恒定,菌体持续以最高生长速度生长,得到高浓度菌体。
2 、质粒的不稳定性及其控制在重组菌工业化生产过程中,质粒的不稳定性是一个极为重要而独特的问题。
带有质粒的细胞生长较慢,生长速率与所带质粒的大小成反比。
此外,高水平克隆基因产物的生成也会导致生长缓慢或生长异常(表达越高,生长越慢)。
由于质粒的不稳定性,在繁殖传代过程中还会有一部分细胞部分甚至完全丢失质粒,导致所需产物的产量下降。
质粒不稳定包括分离性不稳定和结构性不稳定两种类型。
前者是细胞分裂过程中质粒没有分配到子细胞中而导致整个质粒的丢失;后者是由于重组质粒DNA 发生缺失、插入或重排而引起的质粒结构变化。
为了在工业化生产时使质粒的丢失降低到最低程度,除了构建合适的重组菌外,还应对重组菌进行一系列发酵试验,选择最佳的发酵条件。
一种基因工程菌及其制备方法和应用与流程基因工程菌是指经过基因工程技术改造的微生物菌株,广泛应用于生物工程、医学和农业等领域。
本文将介绍一种基因工程菌及其制备方法和应用与流程。
一、基因工程菌的制备方法基因工程菌的制备方法主要包括以下几个步骤:1. 选择宿主菌株:根据所需的功能和目标,选择合适的菌株作为宿主,常见的宿主菌株有大肠杆菌、酵母菌等。
2. 提取目标基因:从源菌株中提取所需的目标基因,可以通过PCR 扩增、限制性内切酶切割等方法获取目标基因片段。
3. 载体构建:将目标基因片段与合适的载体进行连接,构建重组载体。
常用的载体有质粒、噬菌体等。
4. 转化:将重组载体导入宿主菌株中,使目标基因能够稳定表达。
5. 筛选和鉴定:经过转化的菌株进行筛选和鉴定,常用的方法有抗性筛选和PCR鉴定等。
6. 培养和扩大:经过筛选和鉴定的基因工程菌株进行培养和扩大,得到足够的菌体。
二、基因工程菌的应用与流程基因工程菌在生物工程、医学和农业等领域有广泛的应用。
下面以生物工程领域为例,介绍基因工程菌的应用与流程。
1. 目标基因的克隆与表达从源菌株中提取目标基因,并通过PCR扩增获取目标基因片段。
然后将目标基因片段与适当的载体连接,构建重组载体。
接下来,将重组载体导入宿主菌株中,经过筛选和鉴定,获得含有目标基因的基因工程菌株。
最后,通过培养和表达优化等步骤,使目标基因在基因工程菌中稳定表达,并获得足够的目标蛋白产物。
2. 代谢工程与合成生物学基因工程菌在代谢工程和合成生物学中起到重要作用。
通过基因工程技术,可以改造菌株的代谢途径,使其具有特定的代谢功能。
例如,通过引入外源基因,可以使菌株具备合成特定化合物的能力,如生物染料、药物等。
通过调控代谢途径中的关键基因表达水平,还可以实现代谢产物的高效合成。
3. 蛋白质工程与酶工程基因工程菌在蛋白质工程和酶工程中也有广泛应用。
通过基因工程技术,可以改变蛋白质的结构和功能,实现蛋白质的改良和优化。