搜索
抗生素：微生物生命过程中所产生的，在低微浓度下有选择地抑制或影响它种生物机能的，具有生理活性的次级代谢产物及其衍生物三个重要人物：1、Fleming发现青霉素2、Waksman发现链霉素3、Umezawa（日本）发现卡那霉素，提出酶学说效价单位：每ml或每mg样品中所含某种抗生素有效成分的多少效价的表示方法：稀释单位、重量单位抗菌谱：把某种抗生素所能抑制或杀灭病原体的范围和剂量称为该种抗生素的抗菌谱。抗生素的来源：以放线菌产生的最多，真菌次之，细菌又次之★按照化学结构分类：1、β–内酰胺类：青霉素类、头孢菌素类、碳青霉烯类等2、氨基糖苷类：链霉素、卡那霉素、庆大霉素等3、大环内酯类：红霉素、阿奇霉素、柱晶白霉素、螺旋霉素等4、四环类：金霉素、四环素、土霉素等5、多肽类抗生素：多粘菌素、杆菌肽、放线菌素、短杆菌肽6、蒽环类抗生素：柔红霉素、紫红霉素、阿霉素、色霉素、光神霉素等7、多烯大环类抗生素：制霉菌素、两性霉素B、曲古霉素、球红霉素8、苯烃基胺类抗生素：氯霉素及其衍生物9、环桥类抗生素：利福霉素、利副平等（抗结核）10、其它抗生素：磷霉素、创新霉素等医用抗生素的条件：1、具有“选择毒力”2、生物活性大，不易被破坏3、给药后吸收快4、不易产生耐药性5、具有较好的理化性质抗生素工业生产的方法：生物合成法、全化学合成法、半化学合成法一般发酵工业的特点：1、原材料价廉易得，但其转化成产品的效率极低2、反应条件温和。3、反应过程一般无毒。4、设备通用5、染菌问题三大热门寻找抗生素的方法：海洋微生物、稀有放线菌、极端微生物稀有放线菌：除了链霉菌属外的放线菌。抗生素作用机制（基本不考）：1、抑制细胞壁合成：万古霉素、β－内酰胺类2、作用于细胞膜：多粘菌素、两性霉素B3、抑制蛋白质合成：四环素、氯霉素、氨基糖苷类细菌耐药性：是指细菌对某抗菌药物（抗生素或消毒剂）的相对抵抗性。耐药性机制：一、遗传机制：固有性耐药、获得耐药性（诱导性耐药）二、生化机制：1、细菌产生钝化酶（破坏抗生素结构使其失活）2、细胞膜通透性改变（先天不足、后天获得）3、抗生素结合的靶位结构或亲和力改变4、细胞膜主动外排机制二重感染：指长期应用广谱抗菌药后，体内正常菌群因受到不同抑制作用而发生生态失调，未受到抑制的细菌或外来的耐药菌乘机大量繁殖而致病。菌种选育：菌种经过诱变因素处理，然后用随机方法或理性的方法进行筛选，获得目的菌种。菌种选育的方法：（一）、自然选育：目的是纯化菌种、防止菌种衰退、稳定生产、提高产量。★（二）、诱变育种：利用诱变剂处理微生物群体，使其中部分细胞的遗传物质结构发生改变，从而引起微生物性状发生改变，然后从群体中筛选出目的菌株的过程。主要包括：（1）出发菌株的选择（2）诱变处理（3）筛选突变株诱变剂分类：（1）物理诱变剂（紫外线、X射线）（2）化学诱变剂：亚硝酸、5-氟尿嘧啶（5-FU）(3)生物诱变剂（噬菌体）影响诱变效果的因素：1、选择合适的出发菌株2、采用分散状态的孢子悬浮液处理3、采用单核细胞（或核质体）处理4、注意微生物的生理状态5、适宜的诱变剂量（三）杂交育种：是指将两个基因型不同的菌株经吻合（或接合）使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。（四）原生质体融合：用脱壁酶将微生物细胞壁除去，制成原生质体，再用聚乙二醇(PEG)促进原生质体发生融合，从而获得融合子，它保持原细胞的一切活性（五）分子育种：是运用体外DNA技术获得目的基因，再借助于载体，将目的基因转移至新的宿主细胞并使其在新的宿主细胞系统内进行复制和表达，从而使一个细胞的优秀性状转移给另一个细胞的方法。是完全意义上的定向育种DNA五种损伤修复：1、光复活作用2、切补修复:3、重组修复4、SOS修复系统5、DNA多聚酶的校正作用表行延迟：突变基因的出现并不等于突变表型的出现，表型的改变落后于基因型改变的现象。包括：A分离性迟延B生理性迟延菌种保藏方法及相应特点：1、定期移植保藏法特点：操作简单、保存时间短（2-6个月）、易发生变异2、液体石蜡保藏法：适用于各类微生物，尤其是不形成芽孢或孢子的真菌，保藏期限1-8年以上3、沙土保藏法：抗生素工业生产中应用最广4、真空冷冻干燥保藏法：保藏期可达1-20年以上5、液氮冷冻保藏法：最可靠长期保存方法（1-10年以上）缺点是需要特殊设备培养基：人工按一定比例配制的供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物的营养物质营养要素及作用：（一）C源：提供能源、构成菌体成分、抗生素合成所需的碳成分（二）N源：构成菌体成分、含N抗生素的氮来源（三）无机盐类：构成菌体原生质的成分（P、S）、作为酶的组成成分或维持酶活性（如P、Mg、Fe、Ca）、调节细胞的渗透压（K、Na）、参加抗生素的生物合成（P、S、Cl等）★前体概念及作用：在抗生素生物合成中，菌体用来构成抗生素分子而本身结构又没有显著改变的物质，但抗生素产量却因前体的加入有较大提高。作用：1、提高产量2、控制合成方向3、过量对产生菌有毒葡萄糖效应：葡萄糖的分解产物阻遏或抑制某些产物合成所必须的酶的形成或酶的活性。二次生长现象：葡萄糖和乳糖生理酸性物质：经微生物代谢后能形成酸性物质的无机N源。生理碱性物质：经微生物代谢后能形成碱性物质的无机N源灭菌：是指用物理的或化学的方法除去物料及设备所有的生命物质的技术或工艺过程。热阻：对热的抵抗力，指微生物在某一特定条件（主要是温度和加热方式）下的致死时间。相对热阻：相同条件下两种微生物热阻的比值发酵罐的灭菌方法：1、实罐灭菌（实消）2、空罐灭菌（空消）3、连续灭菌（连消）连消的步骤：1、培养基预热2、连续灭菌3、维持灭菌温度4、冷却介质过滤除菌：1、绝对过滤介质：孔隙小于微生物，含微生物的空气通过介质，微生物就被截留于介质上而实现过滤除菌。2、相对过滤介质：孔隙大于微生物，必须有一定厚度的介质滤层才能过滤除菌，称为深层过滤。深层过滤介质的除菌机理：惯性碰撞、截留作用、扩散现象、沉降作用、静电吸附染菌的原因及其对策：1、菌种、种子带菌：纯种保藏、注意无菌操作2、设备的渗漏：采取罐内壁涂刷防腐涂料、采用不锈钢或复合钢、细加工、加强清洗并定期铲除污垢3、培养基灭菌不彻底：采用不锈钢或复合钢制作发酵罐、加强罐体清洗、适当降低搅拌桨位置、法兰的加工、焊接和安装要符合灭菌的要求4、空气染菌：流程或设备设计的合理性；过虑介质选用、装填；过虑介质的灭菌和管理5、操作失误导致染菌：规范化操作6、噬菌体污染：（1）认真保藏好生产菌株，确保其不受污染（2）严禁活菌体排放，切断噬菌体的“根源”（3）加强环境卫生工作，消灭噬菌体与杂菌（4）加强对无菌空气，空间杂菌及噬菌体监测工作染菌后的挽救措施：1、种子培养期染菌：全部废弃培养液2、发酵前期染菌：培养基养料消耗不多，可以重新灭菌，补加一些营养，重新接种再用。3、发酵中期染菌：降温培养，减少补料，提前放罐，串罐4、发酵后期染菌：染菌不多，对生产影响不大；染菌严重，破坏性较大，可提前放罐5、噬菌体感染后的挽救：并罐法；更换菌种：轮换菌株、抗性菌株；放罐重消，补料，接种；罐内灭菌发酵过程控制：抗生素发酵的生产水平取决于：1生产菌种本身的特性2合适的环境条件发酵的相关参数：1、物理：温度（℃）、压力（Pa）、搅拌转速（r/min）、搅拌功率（kV）、空气流量[V/（V•min），简称VVM]、黏度2、化学：pH值、基质浓度、溶解氧浓度、产物浓度3、生物：菌丝心态、菌体浓度发酵传感器（检测装备）：在空间上集成在制造系统中，制造过程与检测过程没有时间滞后或只有短时间延时。微生物生长曲线：1、停滞期2、对数生长期3、稳定期4、衰退期参数：1、温度：Q发酵（发酵热）=Q生物+Q搅拌–Q蒸发–Q显–Q辐射2、pH3、溶氧★4、泡沫分类：机械性泡沫（发酵液面）、流态泡沫（发酵液中）泡沫的危害：影响装料系数、引起逃液、引起染菌、引起菌丝粘壁初级代谢：能使营养物质转变成机体的结构物质和对机体具有生理活性的物质,或是为机体生长提供能量的一类代谢。次级代谢：存在于某些生物中,并在一定的生长期内出现的一种代谢类型。初级代谢与次级代谢的关系：1、生化代谢次级代谢产物多是以初级代谢产物为前体物质衍生来的初级与次级代谢都受到微生物的代谢调节，在调控上相互影响。因此在研究次级代谢时候，必须考虑初级代谢两个代谢有不同的酶系,次级代谢中所涉及到的酶常与初级代谢的酶不完全一致。2、遗传代谢初级代谢和次级代谢都是受到核内DNA控制次级代谢还受到核外遗传物质(质粒）的控制分批补料培养（FBC）：在分批培养过程中，间隙或连续地补加新鲜培养基的培养方法。抗生素产生菌代谢调控的机制：1、诱导调节2、反馈调节3、碳分解代谢物调节4、氮分解代谢物调节5、磷酸盐的调节6、细胞膜透性的调节发酵液预处理：1、抗生素存在的部位：大部分抗生素在产生后都分泌到细胞外，另外一些抗生素如多烯类的制霉菌素、两性霉素、曲古霉素累积于菌丝体中。2、主要去除的两类杂质：(1)可溶性黏胶状物质：核酸、杂蛋白、不溶性多糖（2）无机盐Ca2+：草酸Mg2+：三聚磷酸钠Fe3+：黄血盐形成普鲁士蓝沉淀发酵液的液—固分离设备：1、板框压滤机2、真空鼓式过滤机3、离心分离机四种提取方法：一、溶媒萃取法：分类：1、单级萃取：P118料液(F)：在溶媒萃取中，被提取的溶液（发酵液）溶质：预提取的物质（抗生素）萃取剂(S)：用以进行萃取的溶媒（有机溶剂）萃取液(L)：经接触分离后，大部分溶质转移到萃取剂中，而得到的溶液萃余液(R)：被萃取出溶质的料液2、多级萃取：(1)多级顺流萃取：料液经萃取后的萃余液再用新鲜萃取剂进行萃取（2）多级逆流萃取：在第一级中加入料液F，萃余液顺序作为后一级的料液，在最后一级加入萃取剂S，萃取液顺序作为前一级的萃取剂，料液移动的方向和萃取剂移动的方向相反。乳化是影响溶媒萃取法的最主要因素二、离子交换法：是利用离子交换树脂将抗生素吸附在树脂上,然后在适宜的条件下将抗生素洗脱下来，达到浓缩纯化的目的三、吸附法：在一定条件下，利用抗生素与吸附剂之间的分子引力将抗生素吸附于其上，然后改变条件（如pH值），以适当的洗脱剂将抗生素从吸附剂上解吸下来，达到浓缩和提纯的目的。活性炭：吸附力强、分离效果好、价格低、来源方便大孔网状聚合物吸附剂（与活性炭相比）：选择性好、解吸容易、机械强度好、可反复使用流体吸力小，特别是孔隙大小、骨架结构和极性可按需调节，适用于吸附各种有机物。四、沉淀法：1、间接沉淀法：在一定的pH条件下，采用加入某种金属离子或某种化合物，使得抗生素形成某种不溶性的化合物或复盐来提取抗生素的方法2、直接沉淀法：利用某些抗生素具有两性化合物的性质，使其在等电点时于水溶液中游离而沉淀出来，直接得到成品的方法影响结晶的因素：过饱和度、温度、搅拌速度、是否加晶种精制的一般方法：蒸发、干燥注射用抗生素需要去除色素和热原方法是：常用活性炭脱色、去除热原，此外还可用脱色树脂去除色素(如酚醛树指，即122树脂)，超微过滤办法去除热源