1、第三章 动、植物细胞培养产酶,本章知识点：一、了解动物细胞和植物细胞产酶在实际生产过程中的应用。二、了解动植物细胞与微生物细胞的主要特性差异，从而分析利用动植物细胞产酶与利用微生物细胞产酶的主要技术差别及工艺条件控制的不同特点；三、了解动物细胞和植物细胞产酶的工艺过程。,动、植物细胞培养产酶是通过特定技术获得优良的产酶动、植物细胞，然后再人工控制条件的反应器中进行细胞培养，以获得所需酶的过程。,动植物细胞培养是20世纪80年代以后才迅速发展起来的技术，是生物工程研究开发的新特点。,什么是细胞培养产酶?,微生物细胞培养可获得的主要产品?,醇类、有机酸、氨基酸、核苷酸、抗生素、酶等。,植物细胞培养
2、可获得的主要产品?,色素、药物、香精、酶等次级代谢产物。,(1)是各种色素,药物,香精,酶等的主要来源; (2)天然化合物有(已知的)3万种,80%以上来自植物； (3)从植物中获得最普遍而又必不可少的药物有17种; (4)我国的中草药及制剂,80%以上来自植物; (5)美国每年使用的植物来源的药物大于30亿美元; (6)全世界的香精大于15亿美元.,植物来源的物质与人们的生活和身体健康密切相关,动物细胞培养可获得的主要产品? (1)疫苗:如 (2)激素:生长激素,前列腺素,胰岛素等； (3)多肽生长因子:神经生长因子,表皮生长因子； (4)酶:胶原酶,纤维素酶原活化剂,尿激酶等； (5)单克
3、隆抗体: (6)非抗体免疫调节剂:干扰素,白细胞介素等。,1、与微生物细胞相比，动、植物细胞大几倍至数十倍； 2、动、植物细胞倍增时间长几倍至几十倍，培养周期长； 3、对培养基的要求高； 4、培养过程要供氧，却又不耐搅拌等剪切力强的操作条件，动物细胞无壁，对剪切力尤其敏感； 5、动物细胞属于异氧型细胞，对培养基成分要求苛刻； 6、大多数动物细胞有附壁生长的特点，因而实现大规模培养更困难。,动、植物细胞的特性：,第一节 植物细胞培养产酶,一、植物细胞培养产酶的一般工艺流程,外植体细胞的获取细胞培养分离纯化酶,1、外植体的选择与处理：选择外植体、切取片段、消毒处理。 2、单细胞的获取：机械分离法、
4、酶解法、愈伤组织诱导法、原生质体再生法。 3、细胞悬浮培养 4、分离纯化,适宜的外植体,细胞系,高产细胞系,建立,选择,高产、稳产,优化条件,放大培养/大发酵罐,高产稳产,优化条件,悬浮培养/三角瓶,高产稳产,优化条件,放大培养/小发酵罐,放大培养/中试,优化条件,高产稳产,产品提取分离,植物细胞培养产酶流程图：,建立,建立,建立,建立,高产稳产,工业化生产,优化条件,二、植物细胞培养产酶的工艺特点,（一）培养基 （1）植物细胞的生长和代谢需要大量无机盐； （2）植物细胞需要多种维生素和植物生长激素； （3）植物细胞需求的氮源一般为无机氮源； （4）植物细胞一般以蔗糖为碳源、浓度为25%。,M
5、S和B5培养基的组成（mL/L）,MS和B5培养基母液成分（g/L）,（二）培养温度和pH适宜温度在2025，酶合成温度因植物种类而异；植物细胞培养要求稳定的pH，一般控制在pH5.55.8最好。,（三）通气与搅拌耗氧速率较慢，细胞比较大，较脆弱，对剪切力敏感，所以，通气和搅拌不能太强烈。,（四）其他光照：对一些植物酶有诱导作用或抑制作用。刺激物：在酶合成时期，适当添加。,第二节 动物细胞培养产酶,一、动物的特性及培养特点,1、没有细胞壁，十分脆弱、对剪切力敏感，必须小心地控制温度、pH、渗透压以及溶解氧等外界条件，以免破坏细胞。 2、大部分动物细胞在肌体内相互粘连以集群形式存在，在细胞培养中
6、大部分细胞具有群体效应、锚地依赖性、接触抑制性。 3、动物细胞对营养要求较复杂。 4、动物细胞的生长较慢，为防止微生物污染，需加抗生素。 5、原代细胞继代培养50代后即会死亡，需要重新分离细胞。,二、动物细胞的培养方式,1、悬浮培养：于悬浮状态下即可生长，不需要贴附于支持物表面。见于各种造血系统、肿瘤细胞。 2、贴壁培养：必须贴附于支持物表面才能生长。见于各种实体组织细胞。绝大部分细胞的体外培养均属于此类。 3、固定化细胞培养,三、动物细胞培养的工艺条件及控制,（一）培养基氨基酸、维生素、无机盐、葡萄糖、激素、生长因子。,（二）培养条件： （1）温度：一般控制在36.5，允许温度波动范围在0.25之内。 （2）pH值：一般控制在pH7.0-7.6微碱性范围内，通常在pH7.4的条件下生长最好。 （3）渗透压：培养液中渗透压应当与细胞内的渗透压处于等渗状态，一般控制在700-850kPa范围内。 （4）溶解氧：常用纯O2、N2、CO2和空气四种气体的不同比例进行，不直接通气，一般也不搅拌。,
