抗生素知識點總結(jié)

1、 定義 1抗生素：生物所產(chǎn)生的能夠在低微濃度下有選擇地影響它種生物機能的有機物。 2效價單位: 每ml或每mg樣品中所含某種抗生素 有效成分的多少 3抗菌譜： 把某種抗生素所能抑制或殺滅病原體的 范圍和劑量稱為該種抗生素的抗菌譜。 廣譜抗生素 :既抗G+菌，又抗G-菌 4二重感染：指長期應(yīng)用廣譜抗菌藥后，體內(nèi)正常菌群因受到不同抑制作用而發(fā)生生態(tài)失調(diào)，未受到抑制的細菌或外來的耐藥菌乘機大 量繁殖而致病。通常以金黃色葡萄球菌、革蘭氏陰性菌和白色念球菌為多見，臨床表現(xiàn)為消化道感染、肺炎、尿路感染或敗血癥。 5培養(yǎng)基：人工按一定比例配制的供微生物生長繁殖和合成各種代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)物質(zhì) 6選育：菌種經(jīng)過誘

2、變因素處理，然后用隨機方法或理性的方法進行篩選，獲得目的菌種 7前突變：誘變劑所造成的 DNA分子的某一位置的結(jié)構(gòu)改變稱之前突變可以通過影響DNA復(fù)制而成為真正的突變，也可以經(jīng)過修復(fù)重 新回到原有的結(jié)構(gòu)，即不發(fā)生突變 8表型遲延：突變基因的岀現(xiàn)并不等于突變表型的岀現(xiàn)，表型的改變落后于基因型改變的現(xiàn)象 9抗生素合成的前體：在抗生素生物合成中，菌體用來構(gòu)成抗生素分子而本身結(jié)構(gòu)又沒有顯著改變的物質(zhì)，如苯乙酸是青霉素用來構(gòu)成 青霉素G分子中的苯乙?；揭宜岬慕Y(jié)構(gòu)無顯著變化。 10原生質(zhì)體融合：用脫壁酶將微生物細胞壁除去，制成原生質(zhì)體，再用聚乙二醇（PEG促進原生質(zhì)體發(fā)生融合，從而獲得融合子，它保

3、持原細胞的一切活性 11表型遲延：突變基因的岀現(xiàn)并不等于突變表型的岀現(xiàn)，表型的改變落后于基因型改變的現(xiàn)象 12理性化篩選 根據(jù)已知的或可能的生物途徑、代謝調(diào)控機制和產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)來設(shè)計篩選方法，以打破微生物原有的代謝調(diào)控機制，獲得能大量形成產(chǎn) 物的高產(chǎn)突變株。比如，已得到去代謝物調(diào)節(jié)突變株、抗生素酶缺失突變株、形態(tài)突變株、耐前體及結(jié)構(gòu)類似物突變株、膜滲透性突變 株等 13熱阻：微生物在一定條件下（溫度、加熱方式）下的致死時間 14相對熱阻：相同條件下兩種微生物熱阻的比值 15初級代謝：能使營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成機體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和對機體具有生理活性的物質(zhì)，或是為機體生長提供能量的一類代謝 16次級代謝：存在

4、于某些生物中，并在一定的生長期內(nèi)岀現(xiàn)的一種代謝類型 17溶媒萃取法提取抗生素 用一種溶媒將溶質(zhì)自另一種溶媒中提取岀 18離子交換法：利用離子交換樹脂將抗生素吸附在樹脂上，然后在適宜的條件下將抗生素洗脫下來，達到濃縮純化的目的 19吸附法提取抗生素在一定條件下，利用抗生素與吸附劑之間的分子引力將抗生素吸附于其上，然后改變條件（如pH值），以適當?shù)?洗脫劑將抗生素從吸附劑上解吸下來，達到濃縮和提純的目的 20大孔網(wǎng)狀聚合物吸附劑 定義：一類不含離子交換基團的交聯(lián)聚合物，具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和很高的比表面積，依選用的骨架材料不同有非極性、中等極性與極性之分， 又名大網(wǎng)格吸附劑。 21補料分批發(fā)酵（Fed-b

5、atch culture，F(xiàn)BC :在分批培養(yǎng)過程中，間隙或連續(xù)地補加新鮮培養(yǎng)基的培養(yǎng)方法 抗生素發(fā)展的黃金時代60年代；1929年，F(xiàn)leming發(fā)現(xiàn)青霉素，1940年，Chain和Florey提取純化了1943，Waksman發(fā)現(xiàn)鏈霉素； 酶抑制劑概念的提出：梅澤濱夫（Umezawa）微生物有機體內(nèi)酶及其抑制劑是共存的 酶抑制劑：洛伐他汀，普伐他汀，治療高血脂癥的有效藥物（HMG抑制劑） 免疫抑制劑：環(huán)抱菌素A、雷帕霉素等 受體拮抗劑：新生霉素 青霉素效價表示方法：（稀釋單位法） 1個青霉素效價單位=抑制50ml肉湯培養(yǎng)基中生長的金黃色葡萄球菌的最小青霉素濃度 1mg青霉素G鈉鹽能抑制83

6、350ml肉湯中生長的葡萄球菌，所以1mg青霉素G鈉鹽的效價單位為1667u。 鏈霉素SM效價（重量單位法）： 規(guī)定鏈霉素效價單位 =1000u/mg （ SM分子量581.6，鏈霉素硫酸鹽分子量 728.7） 鏈霉素硫酸鹽效價=SM理論效價X SM分子量/鹽分子量=1000 X 581.6/728.7=798 u/mg 按產(chǎn)生菌分類 真菌產(chǎn)生的抗生素：如青霉素、頭抱菌素、灰黃霉素 放線菌產(chǎn)生的抗生素：如鏈霉素（灰色鏈霉菌）、紅霉素（紅色鏈霉菌）、四環(huán)素（金色鏈霉菌）、林可霉素（林肯鏈霉菌）慶大霉素 （小單抱菌）等 細菌產(chǎn)生的抗生素：如多粘菌素、桿菌肽、短桿菌肽 按化學結(jié)構(gòu)分類 1、3內(nèi)酰胺類

7、：青霉素類、頭抱菌素類、碳青霉烯類等 2、氨基糖苷類：鏈霉素、卡那霉素、慶大霉素等 3、大環(huán)內(nèi)酯類：紅霉素、柱晶白霉素、螺旋霉素等 4、四環(huán)類：金霉素、四環(huán)素、土霉素等 5、多肽類抗生素：多粘菌素、放線菌素、桿菌肽、短桿菌肽 醫(yī)用抗生素應(yīng)具備的條件：具有選擇毒力”、生物活性大、不易產(chǎn)生耐藥性、具有較好的理化性質(zhì) 濫用抗生素問題： 無指征濫用抗生素；對抗生素不良反應(yīng)重視不夠；抗生素的療程沒有計劃且過長，劑量不規(guī)范；存在不合理抗生素聯(lián) 用現(xiàn)象；細菌耐藥性的檢測與抗生素應(yīng)用指導(dǎo)方面； 濫用抗生素將導(dǎo)致的后果：毒性反應(yīng)、二重感染、菌群失調(diào)、病菌耐藥性等。 一、抗生素的生產(chǎn)方法（三大類） 1. 生物合成

8、法（微生物發(fā)酵法）菌種T種子制備T發(fā)酵T提煉T精制T成品 特點：成本較低，周期長，波動性較大。 2. 化學合成法 某些抗生素化學結(jié)構(gòu)簡單，可用全合成的方法進行生產(chǎn)，如氯霉素。 3. 半化學合成法（半合成法） 兩個階段：通過生物合成法制取某種抗生素，如青霉素GH6APA用化學法進行結(jié)構(gòu)改造。 新抗生素產(chǎn)生菌的尋找 海洋微生物、稀有放線菌、極端微生物2選育高產(chǎn)菌株3抗生素生物合成機理以及產(chǎn)生菌的代謝控制及其調(diào)節(jié) 的理論研究 4作用機理的生物化學基礎(chǔ)的研究 抗生素的作用機制 （1）抑制細胞壁合成的抗生素| 青霉素抑制轉(zhuǎn)肽酶機制：青霉素與肽聚糖末端的 D-Ala-D-Ala的結(jié)構(gòu)相似，替代底物與酶的活

9、性中心結(jié)合 抑制蛋白質(zhì)合成的抗生素 氨基糖苷類、紅霉素、四環(huán)類、氯霉素、大環(huán)內(nèi)酯類、林可霉素類等許多抗生素的原始作用點都是蛋白質(zhì)的合成系統(tǒng) 蛋白質(zhì)合成過程分為起始、肽鏈延長和終止三個階段 1、 抑制起始反應(yīng)如：春日霉素抑制30S復(fù)合物的形成， 2、 抑制肽鏈延長過程如：四環(huán)素抑制氨基酰-tRNA與核糖體A座的結(jié)合。 3、 抑制蛋白質(zhì)合成的終止反應(yīng)氯霉素、林可霉素等抑制肽轉(zhuǎn)移酶（阻斷肽與tRNA的結(jié)合），阻斷了終止反應(yīng) （3）抑制核苷和核酸的合成 利福霉素：抑制細菌的 RNA多聚酶，但對動物的 RNA多聚酶幾乎無作用，有優(yōu)良的選擇毒性 放線菌素：可與雙鏈 DNA中的脫氧鳥苷以氫鍵結(jié)合，抑制依存于

10、DNA的RNA聚合酶作用 蒽環(huán)類抗生素：包括柔紅霉素、阿霉素、阿克拉霉素A等。作用機制主要是抑制以 DNA為模板的RNA和DNA多聚酶的反應(yīng)，還能切斷 DNA的一條鏈 絲裂霉素C:抑制DNA合成并使DNA鏈斷裂，但原始作用點還未確認 博萊霉素：有抗腫瘤和細菌的作用，切斷DNA的一條鏈 細菌的耐藥 一、耐藥性的遺傳學機制1誘導(dǎo)性耐藥、非誘導(dǎo)性耐藥（結(jié)構(gòu)性耐藥）、人工耐藥菌、自然耐藥菌 主要機制：具有控制耐藥性遺傳的質(zhì)粒，在腸道菌中為R因子，葡萄球菌中為r因子 二、耐藥性的生化機制 1、細菌產(chǎn)生滅活酶2、細胞膜通透性改變3、靶位結(jié)構(gòu)或親和力改變4、細胞膜主動外排機制 *菌種保藏 1、定期移植保藏法

11、2、礦油（液體石蠟）保藏法 3、沙土保藏法4、真空冷凍干燥保藏法 5、液氮冷凍保藏法液氮（-196 C 培養(yǎng)基組成：C源、N源、無機鹽（包括微量元素）、水、生長因子和前體等成分 快速碳源和慢速碳源對紅霉素發(fā)酵的影響： 發(fā)酵初期較高濃度葡萄糖有利于菌絲體萌發(fā)、生長和大量繁殖。在同樣的發(fā)酵周期內(nèi)，縮短了營養(yǎng)期； 葡萄糖可以產(chǎn)生碳分解代謝物阻遏效應(yīng)； 葡萄糖和淀粉二者的配比是優(yōu)化紅霉素產(chǎn)生菌種工藝，提高紅霉素發(fā)酵效價的一個重要措施 生理酸性物質(zhì)：經(jīng)微生物代謝后能形成酸性物質(zhì)的無機N源 生理堿性物質(zhì)：經(jīng)微生物代謝后能形成堿性物質(zhì)的無機N源 氨水:經(jīng)常被作為pH調(diào)節(jié)劑起作用；發(fā)酵過程中補充N源的一種，能

12、被迅速利用；注意少量多次加入，以防培養(yǎng)基pH值急劇升高，并 加強攪拌；注意防止污染（嗜堿微生物的存在） 抗生素合成的前體：在抗生素生物合成中，菌體用來構(gòu)成抗生素分子而本身結(jié)構(gòu)又沒有顯著改變的物質(zhì)，如苯乙酸是青霉素用來構(gòu)成青 霉素G分子中的苯乙?；揭宜岬慕Y(jié)構(gòu)無顯著變化。 液體培養(yǎng)基：是發(fā)酵工業(yè)大規(guī)模使用的培養(yǎng)基 四、原副材料質(zhì)量的穩(wěn)定性 五統(tǒng)一：品種、產(chǎn)地、加工方法、儲存條件、質(zhì)量標準 抗生素生產(chǎn)菌種選育 抗生素工業(yè)生產(chǎn)的三個主要環(huán)節(jié)：菌種選育、發(fā)酵、提煉 菌種選育理論基礎(chǔ) 自發(fā)突變（10人-7）誘發(fā)突變（10人-4），為育種主要手段 菌種選育技術(shù)一經(jīng)驗育種：自然選育（最多）、誘變育種 現(xiàn)

13、代菌種選育：雜交育種、原生質(zhì)體融合、分子育種 （2）誘變育種：利用誘變劑處理微生物群體，使其中部分細胞的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而引起微生物性狀發(fā)生改變，然后從群體 中篩選岀目的菌株的過程 特點：速度快、收效大、方法簡便 、缺乏定向性、工作量大 主要包括岀發(fā)菌株的選擇、誘變處理和篩選突變株三個部分 誘變劑：凡能顯著提高生物體突變頻率的各種因素都稱為誘變劑 1. 物理誘變劑：主要包括紫外線（UV）、X射線、丫射線（Yay）、快中子（FN） B射線、超聲波、激光等。 形成胸腺嘧啶二聚體影響 DNA復(fù)制 紫外線的誘變育種：15W、260nm;距離為1530cm；照射時間一般為幾秒至幾十分鐘；可見光復(fù)

14、活 2. 化學誘變劑 烷化劑：亞硝基胍、甲基磺酸、亞硝酸等堿基類似物：5-溴尿嘧啶、6-氨基嘌呤等 嵌合劑：吖啶類染料、溴化乙錠等抗生素：絲裂霉素C、放線菌素D等 化學誘變劑的優(yōu)缺點： 大多數(shù)情況下，就突變數(shù)量而言，要比電離輻射更有效；經(jīng)濟的，因為只需要少量的合適的誘變劑，設(shè)備是實驗室的一般玻璃器皿，一 個蒸氣罩；大部分誘變劑是致癌劑 3. 生物誘變劑 噬菌體：溶源性噬菌體 影響誘變效果的因素 1、選擇合適的岀發(fā)菌株 一一通過選育能有效提高目標產(chǎn)物產(chǎn)量的菌株，用作誘變的岀發(fā)菌株必須產(chǎn)量高，對誘變劑的敏感性大，變異幅 度大 2、采用分散狀態(tài)的抱子懸浮液處理 3、采用單核細胞（或核質(zhì)體）處理 4、

15、 注意微生物的生理狀態(tài)：對數(shù)期的細菌、霉菌或放線菌的分生抱子稍稍萌發(fā) 5、適宜的誘變劑量 DNA損傷的修復(fù)：光復(fù)活作用、切補修復(fù)、重組修復(fù)又稱為復(fù)制后修復(fù)、SOS修復(fù)系統(tǒng) 、DNA多聚酶的校正作用：增變突變型 效果：校正差錯：光復(fù)活作用、切補修復(fù)、DNA多聚酶校正作用；引起差錯：重組修復(fù)、SOS修復(fù)系統(tǒng) 從突變到突變型 表型遲延：突變基因的岀現(xiàn)并不等于突變表型的岀現(xiàn)，表型的改變落后于基因型改變的現(xiàn)象。 A分離性遲延：是經(jīng)誘變處理后，細胞中的基因處于不純的狀態(tài)，突變型基因由于屬于隱性基因而暫時得不到表達，需經(jīng)過復(fù)制、分離， 在細胞中處于純的狀態(tài)時，其性狀才得以表達。 B生理性遲延：突變基因由雜合

16、狀態(tài)變?yōu)榧兒蠣顟B(tài)時，還不一定岀現(xiàn)突變表型，新的表型必須等到原有基因的產(chǎn)物稀釋到某一程度后才 能表現(xiàn)岀來。 （3）雜交育種：是指將兩個基因型不同的菌株經(jīng)吻合（或接合）使遺傳物質(zhì)重新組合，從中分離和篩選具有新性狀的菌株。 雜交育種目的： 獲得雜種菌株（重組體）；優(yōu)良生產(chǎn)性能集中于重組體；擴大變異范圍，改變產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，甚至岀現(xiàn)新的品種； 促進遺傳學理論的發(fā)展 雜交育種的過程： a、標記菌株的選擇如營養(yǎng)缺陷型、抗藥性突變型； b、異核體的形成：即一條菌絲里含有兩個遺傳特性不同的細胞核，它們共同生活在同一細胞質(zhì)中，此種異核體一般較穩(wěn)定； c、雜合二倍體的形成，提高形成雜合二倍體的頻率：如紫外線照射

17、、提高培養(yǎng)溫度 d、重組體的形成并單倍化； 雜合二倍體在繁殖過程中在同源染色體的兩個染色單體之間進行有絲分裂交換（體細胞重組）； e、重組體遺傳性狀的分析 （4）原生質(zhì)體融合：用脫壁酶將微生物細胞壁除去，制成原生質(zhì)體，再用聚乙二醇（PEG促進原生質(zhì)體發(fā)生融合，從而獲得融合子，它 保持原細胞的一切活性 過程： a、選出標記菌株：要求親株性能穩(wěn)定，大多采用營養(yǎng)缺陷型或抗藥性標記。 b、兩親株分別制備原生質(zhì)體 細菌和放線菌采用溶菌酶；酵母菌可采用蝸牛酶或纖維素酶；霉菌用蝸牛酶或幾丁質(zhì)酶、纖維素酶等 c、親株原生質(zhì)體融合 PEG助融，PEG聚合度1000-6000范圍，最終濃度為 50%, d、原生質(zhì)

18、體再生 涂布在再生培養(yǎng)基上，原生質(zhì)體可再生細胞壁，并恢復(fù)其繁殖能力 e、融合子的選擇 依靠遺傳標記，于選擇培養(yǎng)基中進行選擇，兩個遺傳標記能互補，就可確定為融合子 濕熱滅菌 121C 30min：蒸汽冷凝時，大量潛熱、強大的穿透力 高溫快速滅菌法：選擇較高溫度，采用較短的時間以減少培養(yǎng)基成分的破壞 實罐滅菌（實消）：將配制好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起進行滅菌的操作過程，簡稱為實消 實消過程分為三個階段： 1、升溫：室溫-預(yù)熱（80C） -滅菌溫度（121 C）、 2、保溫滅菌121C、30分種，進口通暢、攪拌充分、排氣量不宜過大 3、 冷卻么從滅菌溫度冷卻至發(fā)酵溫度，培

19、養(yǎng)基經(jīng)滅菌后應(yīng)盡快冷卻至接種溫度，冷卻時間越長，培養(yǎng)基破壞程度越高。注意壓力的變化 實罐滅菌時的要點： 溫度與壓力相對應(yīng)：糖水（0.1MPa、120度）；檢查管道有無滲漏，閥門有無失靈；防止滅菌死角 （四）空罐滅菌（空消）：即通過飽和蒸汽于未加培養(yǎng)基的罐體內(nèi)進行濕熱滅菌，簡稱空消 空罐滅菌的罐溫、罐壓可稍高于 實消”保溫時間也可適當延長 介質(zhì)過濾除菌 絕對過濾介質(zhì)：孔隙小于微生物深層過濾介質(zhì)（相對過濾介質(zhì)，主要的） 深層過濾介質(zhì)的除菌機理： 沉降作用、擴散現(xiàn)象、慣性碰撞、截留作用、靜電吸附 發(fā)酵染菌的原因及對策 、種子帶菌對策：轉(zhuǎn)種時注意無菌操作 、設(shè)備及附件滲漏 化學腐蝕 對策：選用耐腐材料

20、； 電化學腐蝕 對策：陰極保護法；磨蝕 對策：細加工 三、 培養(yǎng)基滅菌不徹底 對策：滅菌注意事項 四、空氣染菌 對策：空氣滅菌注意事項 五、 噬菌體污染 對策：重新高壓滅菌、保持車間清潔 噬菌體染菌的后的挽救措施 1、種子培養(yǎng)期染菌 染菌后的處理：全部廢棄培養(yǎng)液 2發(fā)酵前期最易染菌，且危害最大。 原因 發(fā)酵前期菌量不很多，與雜菌沒有競爭優(yōu)勢；且還未合成產(chǎn)物（抗生素）或產(chǎn)生很少，抵御雜菌能力弱。 染菌措施 培養(yǎng)基養(yǎng)料消耗不多，可以重新滅菌，補加一些營養(yǎng)，重新接種再用。 3、發(fā)酵中期染菌 影響干擾產(chǎn)生菌的代謝改變發(fā)酵液環(huán)境 措施降溫培養(yǎng)，減少補料、提前放罐、串罐 4發(fā)酵后期染菌 已積累大量的產(chǎn)物，

21、特別是抗生素，對雜菌有一定的抑制或殺滅能力。 措施：染菌不多，對生產(chǎn)影響不大染菌嚴重，破壞性較大，可提前放罐 種子培養(yǎng)：將處于眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過逐級擴大培養(yǎng)（扁瓶、搖瓶、種子罐）而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量純種 的過程 實驗室種子制備：休眠狀態(tài)的抱子T斜面培養(yǎng)基上（活化培養(yǎng)）T扁瓶固體培養(yǎng)基或搖瓶液體培養(yǎng)基（擴大培養(yǎng)） 生產(chǎn)車間種子制備：用搖瓶培養(yǎng)后再接入種子罐進逐級擴大培養(yǎng)，或直接將抱子接入種子罐后逐級放大培養(yǎng)。菌種進入種子罐的方 法：抱子入罐法、菌絲入罐法 發(fā)酵參數(shù) 一、 物理參數(shù)：溫度、壓力、攪拌轉(zhuǎn)速、攪拌功率（kV）空氣流量V/（V? min），簡稱VVM黏度 二、 化

22、學參數(shù)：pH值、基質(zhì)濃度、溶解氧濃度、產(chǎn)物濃度 三、生物參數(shù)：菌絲形態(tài)、菌體濃度 參數(shù)檢測方法： 1傳統(tǒng)檢測：以手工的方式完成，耗時又耗資，使生產(chǎn)周期延長，不能及時反映發(fā)酵狀況 2、在線測量：檢測裝備在空間上集成在制造系統(tǒng)中，制造過程與檢測過程沒有時間滯后或只有短時間延時。 優(yōu)點：及時、省力，且可從煩瑣操作中解脫出來，便于計算機控制；缺點：應(yīng)用困難，對設(shè)備要求高 發(fā)酵方式：分批培養(yǎng)、分批補料培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)三種方式。工業(yè)上大都采用分批培養(yǎng)和分批補料培養(yǎng)，特別是分批補料培養(yǎng)。| 1分批培養(yǎng)：指在一封閉培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)含有初始限制量的基質(zhì)的發(fā)酵方式 （1）停滯期：在剛開始接種后的一段時間，幾乎未見菌體濃度

23、的增加 縮短停滯期：使用適當種齡的種子和接種量 （2） 對數(shù)生長期：在此期內(nèi)的生長速率最大，細胞數(shù)目呈指數(shù)生長初級代謝產(chǎn)物 （3） 穩(wěn)定期：生長速率逐漸減速直至停止，許多次級代謝產(chǎn)物（抗生素）在此期合成，也稱為生產(chǎn)期 2、補料分批發(fā)酵（Fed-batch culture，F(xiàn)BC）：在分批培養(yǎng)過程中，間隙或連續(xù)地補加新鮮培養(yǎng)基的培養(yǎng)方法 優(yōu)點：維持很低的基質(zhì)濃度，可去除快速利用碳源的阻遏效應(yīng)；維持適當?shù)木w濃度，不至于加劇供氧的矛盾；延長次級代謝產(chǎn)物的生 產(chǎn)時間；避免培養(yǎng)基有毒代謝產(chǎn)物的積累 3、 連續(xù)發(fā)酵（連續(xù)流加培養(yǎng)）：培養(yǎng)基料液連續(xù)輸入發(fā)酵罐，并同時放岀含有產(chǎn)品的發(fā)酵液，由于營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)

24、與消耗相平衡，培養(yǎng) 系統(tǒng)成為穩(wěn)定狀態(tài) 優(yōu)點：能維持低基質(zhì)濃度，可以提高設(shè)備的利用率和單位時間的產(chǎn)量，節(jié)省發(fā)酵罐的非生產(chǎn)時間，便于自動控制 缺點：培養(yǎng)時間長，難以保證純種培養(yǎng)；菌種變異可能性較大，故在工業(yè)規(guī)模上很少采用 發(fā)酵參數(shù) 1溫度Q發(fā)酵=Q生物+ Q攪拌-Q蒸發(fā)-Q氣體-Q輻射 溫度的控制：（1）將冷卻水通入發(fā)酵罐的夾層或蛇形管中，進行熱交換降溫；（2）如果氣溫較高，冷卻水的溫度又高，可采用冷凍鹽 水進行循環(huán)式降溫 2.pH 改變酶的活力、影響菌體對基質(zhì)的利用速度、改變代謝途徑，增加副產(chǎn)品的形成、對產(chǎn)物穩(wěn)定性的影響 變化規(guī)律 在生產(chǎn)階段，一般發(fā)酵液的 pH值趨于穩(wěn)定，維持在最適產(chǎn)物形成的p

25、H范圍（pH7.0-7.5） 引起發(fā)酵液pH值下降的主要原因： 培養(yǎng)基中C/N比例不當，C源過多；通氣不足或菌體生長過于旺盛；消沫劑加得過多；生理酸性物 質(zhì)過多 引起發(fā)酵液pH值上升的主要原因： 培養(yǎng)基中C/N比例不當，氮源過多；生理堿性物質(zhì)的過多；中間補料液中氨水或尿素等堿性物質(zhì)加 入過多；菌體生長異常，產(chǎn)生自溶 pH的控制：調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的原始pH值；生理酸性或生理堿性物質(zhì)的使用；緩沖劑的使用（碳酸鈣、磷酸鹽）；中間補料 3溶氧 供氧方式：在實驗室中，搖瓶機；中間實驗規(guī)模和生產(chǎn)規(guī)模，通入無菌空氣并同時進行攪拌 通氣和攪拌的目的：（1）提供微生物生長和代謝所需的氧 （溶解氧）；（2）微生物在培養(yǎng)

26、液中處于懸浮狀態(tài)；（3）提高代謝產(chǎn)物的傳遞速 度 4補料 5泡沫 泡沫形成的危害：影響裝料系數(shù)、引起逃液、引起染菌、引起菌絲粘壁 泡沫的控制 1、 減少形成：調(diào)整培養(yǎng)基的成分；改變某些物理化學參數(shù)；改變發(fā)酵工藝方式 2、消除已形成的 二、初級代謝與次級代謝的關(guān)系 1生化代謝：次級代謝產(chǎn)物都是以初級代謝產(chǎn)物為母核衍生來的；次級代謝產(chǎn)物和初級代謝產(chǎn)物在代謝調(diào)控上互相影響 2、遺傳代謝：初級代謝和次級代謝都是受到核內(nèi)DNA控制，并且次級代謝還受到核外遺傳物質(zhì)的控制 為什么大多數(shù)抗生素發(fā)酵分為兩個時期？為什么抗生素合成多在生長末期才開始？ 根據(jù)操縱子學說，有下列可能性： 1）阻抑蛋白功能、誘導(dǎo)、生長期

27、、合成期的關(guān)系。 2）在生長期中，分解代謝產(chǎn)物對生產(chǎn)期的基因產(chǎn)生阻抑。當分解代謝物被利用后，就解除阻抑。 如放線菌素D合成的關(guān)鍵酶一吩口惡嗪酮合成酶受到葡萄糖分解代謝物的阻抑，在葡萄糖耗盡時，才開始合成，從而開始放線菌素D的 合成。 3）初級代謝的終產(chǎn)物對次級代謝產(chǎn)生反饋阻抑作用，當這種終產(chǎn)物耗盡時，生產(chǎn)期的結(jié)構(gòu)基因的受阻抑狀態(tài)才能得到改變而開始轉(zhuǎn) 錄、翻譯，產(chǎn)生抗生素的合成酶。 4） 抗生素合成途徑受高能化合物的阻抑作用。當ATP的量減少后，阻抑作用也被解除。 5）在生長期，RNA聚合酶只能啟動生長期基因的轉(zhuǎn)錄作用，不能附著在操縱生產(chǎn)期的啟動基因的位置上 次級代謝物（抗生素）生物合成的特征

28、1、大多數(shù)抗菌素只能在生產(chǎn)期合成，少數(shù)的生產(chǎn)期和生長期平行：氯霉素 2、抗生素產(chǎn)生菌的生長期向生產(chǎn)期轉(zhuǎn)變時，在形態(tài)學和生理學上會發(fā)生一些變化 3、 一種微生物能夠合成多種在結(jié)構(gòu)上完全不同的次級代謝產(chǎn)物，（灰色鏈霉菌可產(chǎn)鏈霉素、杜晶白霉素、吲哚霉素等）；不同的微生物也 能夠合成相同的次級代謝產(chǎn)物（點青霉、產(chǎn)黃青霉、土曲霉都可產(chǎn)青霉素） 4、 一種微生物的次級代謝產(chǎn)物大多是一組具有相似結(jié)構(gòu)的化合物（青霉素有8種同系物） 原因:酶的特異性不強 后果:分離純化困難 對策:菌種選育和發(fā)酵控制 5、 抗生素的生物合成過程是一種由多基因控制的代謝過程。這些基因不僅位于微生物的染色體、也可位于質(zhì)粒（不穩(wěn)定性）

29、 分叉中間體：代謝中間體既可以用來合成初級代謝產(chǎn)物，又可以用來合成次級代謝產(chǎn)物，把這部分中間體叫 作分叉中間體。 抗生素生產(chǎn)一一提煉1）發(fā)酵液的預(yù)處理和過濾 2）提取過程3）精制 3、預(yù)處理的目的：精制之前，除去干擾物質(zhì)；經(jīng)預(yù)處理，增加抗生素的水溶性（pH值） 發(fā)酵液預(yù)處理的去除雜質(zhì)： 一、 菌絲體及蛋白質(zhì)的處理 1等電點沉淀2、變性沉淀3、加各種沉淀劑沉淀 4、加入凝聚劑 5、加入絮凝6、吸附7、酶解法去除不溶性多 二、高價金屬離子的去除糖 Ca2+ :加入草酸，生成草酸鈣（一舉兩得：沉淀、凝固），但草酸價格較貴，應(yīng)注意回收 Mg2+ :加入三聚磷酸鈉 Na5P3O10，與Mg2+形成絡(luò)合物

30、，消除 Mg2+的影響用磷酸鹽也能大大降低 Ca2+ Mg2+濃度 Fe3+ : 加入黃血鹽，形成普魯士藍沉淀Fe3+ + K4Fe（CN） 6 Fe4Fe（CN） 63 J + 12 K+ 發(fā)酵液的液-固分離 一、設(shè)備1板框壓濾機 2、真空鼓式過濾機3、離心分離機 1溶媒萃取法提取抗生素 用一種溶媒將溶質(zhì)自另一種溶媒中提取岀來 萃取過程，按其操作方式可分為：單級萃取、多級萃取（錯流萃取、逆流萃?。?去乳化的方法 1過濾和離心分散2、加熱3、稀釋法4、加電解質(zhì)5、頂替法6、轉(zhuǎn)型法 影響萃取操作的一些因素 （1乳化作用2、pH 3、溫度的影響4、鹽析作用5、帶溶劑6、溶媒的選擇 2離子交換法：利用離子交換樹脂將抗生素吸附在樹脂上，然后在適宜的條件下將抗生素洗脫下來，達到濃縮純化的目的 優(yōu)點：樹脂無毒性且可反復(fù)再生使用、少用或不用有機溶劑、設(shè)備簡單 缺點：生產(chǎn)周期長、成品質(zhì)量有時較差、pH變化大、對pH穩(wěn)定性不佳的抗生素不適用 影響交換速度的因素： 1）顆粒大小2）交鏈度3）溫度4）離子的化合價5）離子的大小6）攪拌速度7）溶液濃度