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1、酶 工 程,第三章 动植物细胞培养产酶,一、概述,1.什么是动、植物细胞培养？,动植物细胞在体外条件下的存活或生长。,2.如何获得动、植物细胞？,动物细胞 ：离心分离、杂交瘤技术、胰蛋白酶消化处理。 植物细胞：机械捣碎或酶解、诱导愈伤组织、原生质体细胞 壁再生。,3.动、植物细胞培养方式？,动物细胞 ：悬浮、贴壁和微载体 植物细胞 ：固体、液体浅层和液体悬浮培养。,4.动、植物细胞培养目的？,动物细胞 ：疫苗、激素、多肽药物、单克隆抗体、酶、皮肤等人体组织、器官等功能性蛋白质。 植物细胞 ：色素、药物、香精、酶等次级代谢物。,例：动物细胞培养获得的产物,例：植物细胞培养获得的产物,表 植物、动
2、物、微生物细胞的特性比较,三者之间的差异主要有： 植物细胞动物细胞微生物细胞。 动物细胞、植物细胞的生产周期比微生物长。 植物细胞和微生物细胞的营养要求较简单。 植物细胞的生长以及次级代谢物的生产要求一定的光照。 植物细胞和动物细胞对剪切力敏感。 植物、微生物和动物细胞的主要目的产物各不相同。,第一节 植物细胞培养产酶,1、从天然植物材料中直接提取 2、从大规模培养的植物细胞中提取,1、从现成植物材料中提取酶的一般步骤,取材预处理加提取液捣碎离心或过滤除去固体物，收集粗酶液适当浓缩纯化成品加工,2、植物细胞培养,在离体条件下，将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行振荡培养，得到分散
3、成游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量细胞群体的一种技术。,二、植物细胞培养的特点,1提高产率 2缩短周期 3易于管理，减轻劳动强度 4提高产品质量 5. 其他 对剪切力敏感、生产周期长、生长和代谢需要一定的光照。,1、细胞培养的工艺流程,外植体的选择和处理愈伤组织的诱导 细胞的获取细胞培养分离纯化产物,外植体的选择与处理： 选择外植体、切取片段、消毒处理。,植物愈伤组织,直接分离法,机械捣碎发：动作轻柔,酶分解法：纤维素酶、果胶酶等,过滤、离心分离,愈伤组织诱导法,能迅速增殖、无特定结构和功能的薄壁细胞团,外植体,半固体培养基,灭菌、冷却,生长素、分裂素,插入,培养,25,愈
4、伤组织,1-3周,分散、接种,原生质体再生,去除细胞壁后得到的微球体,三、植物细胞发酵产酶的工艺条件及控制,2、植物细胞培养产酶的工艺控制,1、培养基,2、温度和pH,3、通风与搅拌,4、前体的添加,5、刺激剂的应用,1、培养基,植物细胞生长需要大量无机盐,多种维生素 氮源一般为无机氮 碳源一般为蔗糖,2、温度和pH,植物细胞培养的温度一般控制在室温范围。,温度稍为升高，则对细胞生长有利；而对次级代谢物的积累而言，温度低些为好。即是说，有些植物细胞的最适生长温度和最适发酵温度有所差别。,植物细胞培养的pH，一般在微酸性范围，即pH56。培养基配制时，pH一般控制在5.5左右。,3、通风与搅拌,
5、4、前体的添加,5、刺激剂的应用,前体是指处于目的代谢物途径上游的物质。为了提高植物细胞生产次级代谢物的产量，在培养基中添加代谢物的前体或中间产物是有效的方法。,刺激剂可以促使植物细胞中的物质代谢朝次级代谢物生成的方向进行，常用的刺激剂是微生物细胞碎片和微生物胞外酶。,通过通风和搅拌通入一定氧气，植物细胞需氧不多，过量氧气会带来不良影响。另外要考虑通风和搅拌对植物细胞剪切力的作用。,第二节 动物细胞培养产酶,1、动物细胞培养方法,动物器官中的细胞,来自血液、淋巴组织的细胞，肿瘤细胞和杂交瘤细胞等,悬浮培养、固定化培养,贴壁培养、固定化培养,2、动物细胞培养的特点,（1）动物细胞主要用于各种功能
6、蛋白质和多肽的生产。,（2）动物细胞生长慢，倍增时间长。,（5）不同细胞采用不同培养方式。,（6）动物细胞的营养要求比微生物细胞和植物细胞都复杂得多。其培养基中需要加入氨基酸、维生素、葡萄糖、激素、生长因子、血清等。,（4）动物细胞没有细胞壁，显得十分脆弱，必须小心控制温度、pH、渗透压以及溶解氧等外界条件 。,（3）动物细胞培养过程需添加抗生素（青霉素、链霉素）。,（7）传代培养50代后，会退化死亡，需重新分离细胞。,3、体外动物细胞培养时的影响因素,1、培养温度,一般在36.5 。,2、培养液pH,大多数适宜pH7.27.4。,CO2和NaCO3溶液。 CO2同时影响pH和溶解氧,温度降低造成CO2溶解度增加（pH下降） 。,3、溶氧水平,培养初期，控制较低水平的溶氧量，随着细胞数量的增多，需要加大溶氧量，保证细胞对氧的需求。,4、培养液渗透压,与细胞内相同。,
