链霉菌的应用

1、 链霉素及其在抗生素链霉素及其在抗生素 生产中的应用生产中的应用 Outline brief Outline brief 菌种菌种应用应用前景前景 链霉菌链霉菌 基本分布范围基本分布范围： 细菌界、厚壁菌门、放射细菌纲、放射细菌亚纲、放线菌目、细菌界、厚壁菌门、放射细菌纲、放射细菌亚纲、放线菌目、 链霉菌亚目、链霉菌科中惟一的一个特大属，是放线菌的典型链霉菌亚目、链霉菌科中惟一的一个特大属，是放线菌的典型 代表。广泛分布于含水量较低、通气良好、有机质丰富和微碱代表。广泛分布于含水量较低、通气良好、有机质丰富和微碱 性的土壤中，在淡水、海水及其淤泥中也有分布。少数种类是性的土壤中，在淡水、海水及

2、其淤泥中也有分布。少数种类是 人体和动植物的病原菌。人体和动植物的病原菌。 链霉菌链霉菌 理化特性：理化特性： 好氧菌，化能有机营养型，以好氧呼吸获取能量。营养要求好氧菌，化能有机营养型，以好氧呼吸获取能量。营养要求 低，能利用多种碳源，包括较复杂的纤维素、角蛋白和几丁低，能利用多种碳源，包括较复杂的纤维素、角蛋白和几丁 质等。菌落致密，与基质结合较牢固，外观呈地衣状、皮革质等。菌落致密，与基质结合较牢固，外观呈地衣状、皮革 状或绒毛状，色彩丰富，其上长有大量粉状孢子，有的还会状或绒毛状，色彩丰富，其上长有大量粉状孢子，有的还会 形成各种水溶性色素。最适生长温度为形成各种水溶性色素。最适生长温

3、度为2535;最适最适pH为为 6.58.0。 链霉菌链霉菌 菌种形态结构：菌种形态结构： G+，菌丝体发达，无分隔，以伸展在空间较粗的气生菌丝和较，菌丝体发达，无分隔，以伸展在空间较粗的气生菌丝和较 细、分枝、不会断裂的基内菌丝两种状态存在。气生菌丝成熟后细、分枝、不会断裂的基内菌丝两种状态存在。气生菌丝成熟后 会分化成非轮生的孢子丝，孢子丝经横割分裂后产生大量孢子。会分化成非轮生的孢子丝，孢子丝经横割分裂后产生大量孢子。 孢子丝形态多样，有直形、波曲、钩状、盘卷和各种松紧不等的孢子丝形态多样，有直形、波曲、钩状、盘卷和各种松紧不等的 螺旋形等。孢子形状呈圆形、椭圆形、卵圆形和柱形等，表面为

4、螺旋形等。孢子形状呈圆形、椭圆形、卵圆形和柱形等，表面为 光滑或呈疣状、棘状或毛发状。光滑或呈疣状、棘状或毛发状。 链霉菌链霉菌 菌种分类菌种分类： 已知菌多达已知菌多达509种种，为便于鉴定和筛选抗生素的需要，按链霉菌属各个为便于鉴定和筛选抗生素的需要，按链霉菌属各个 种的气生菌丝、孢子丝和孢子的颜色，基内菌丝的颜色及其产生色素种的气生菌丝、孢子丝和孢子的颜色，基内菌丝的颜色及其产生色素 的颜色，以及孢子丝是否会吸水自溶等特征，把本属划分为的颜色，以及孢子丝是否会吸水自溶等特征，把本属划分为12个类群：个类群： 白孢类群，如白色链霉菌等白孢类群，如白色链霉菌等 黄色类群，如黄色长孢链霉菌黄色

5、类群，如黄色长孢链霉菌(S.longisporoflavus)等等 粉红孢类群，如弗氏链霉菌粉红孢类群，如弗氏链霉菌(S.fradiae)等等 淡紫灰淡紫灰(即薰衣草即薰衣草)类群，如类群，如 淡紫灰链霉菌淡紫灰链霉菌(S. lavendulae)等等 青色类群，如青色链霉菌青色类群，如青色链霉菌(S.glaucus)等等 烬灰灰群，如烬灰链霉菌烬灰灰群，如烬灰链霉菌(S.cinerogriseus) 绿色类群，如绿色链霉菌绿色类群，如绿色链霉菌(S，viridis)等等 蓝色类群，如天蓝色链霉菌蓝色类群，如天蓝色链霉菌(S.coelicolor) (S.nigrificans)等等 链霉菌链

6、霉菌 代谢多样性代谢多样性 目前应用的绝大多数抗生素都是链霉菌的目前应用的绝大多数抗生素都是链霉菌的次次生代谢物，如链生代谢物，如链 霉素、氯霉素、卡那霉素、丝裂霉素霉素、氯霉素、卡那霉素、丝裂霉素C、万古霉素、四环素、万古霉素、四环素、 金霉素、土霉素、红霉素、新生霉素、新霉素、春日霉素、金霉素、土霉素、红霉素、新生霉素、新霉素、春日霉素、 博莱霉素、庆大霉素和井冈霉素等。博莱霉素、庆大霉素和井冈霉素等。这些抗生素的这些抗生素的G+C mol%值为值为6978. 抗生素抗生素 古有金刚罩铁布衫炼就一身不坏之身，如今江湖各路细菌侵袭，我们的葵花宝典古有金刚罩铁布衫炼就一身不坏之身，如今江湖各路

7、细菌侵袭，我们的葵花宝典 是什么呢？是什么呢？ 抗生素是用于治疗各种细菌感染或其以致病微生物感染的药物，它不仅能杀灭抗生素是用于治疗各种细菌感染或其以致病微生物感染的药物，它不仅能杀灭 细细 菌，而且对霉菌、支原体、衣原体等其它致病微生物也有良好的抑制和杀灭作菌，而且对霉菌、支原体、衣原体等其它致病微生物也有良好的抑制和杀灭作 用。抗生素的来源广泛，但最主要的是微生物，特别是土壤微生物，占用。抗生素的来源广泛，但最主要的是微生物，特别是土壤微生物，占70左右。有左右。有 应用价值的抗生素几乎都是微生物产生的。应用价值的抗生素几乎都是微生物产生的。 抗生素的危害抗生素的危害治命，致命？治命，致命

8、？ 1、较强毒副作用较强毒副作用； 2、产生耐药性产生耐药性； 3、杀灭体内正常细菌。、杀灭体内正常细菌。 链霉菌与抗生素链霉菌与抗生素 1 能在廉价原料制成的培养基上生长，且大量高效的合成能在廉价原料制成的培养基上生长，且大量高效的合成 ; 2 遗传性能要相对稳定，不易变异退化遗传性能要相对稳定，不易变异退化; 3 生长繁殖能力强，有较高的生长速率生长繁殖能力强，有较高的生长速率; 4 在发酵过程中不产生或少产生与目标产品性质相近的副产物在发酵过程中不产生或少产生与目标产品性质相近的副产物; 5 菌菌种不是致病菌，不产生有害的生物活性物质和毒素种不是致病菌，不产生有害的生物活性物质和毒素;

9、6 发酵条件如温度、发酵条件如温度、pH、溶解氧、泡沫等易控制溶解氧、泡沫等易控制; 7 具有抗噬菌体及杂菌污染能力强具有抗噬菌体及杂菌污染能力强; 链霉菌与抗生素链霉菌与抗生素 目前世界上已经发现的抗生目前世界上已经发现的抗生 素约素约80%是由放线菌产生的是由放线菌产生的, 其其 中又以链霉菌属列居之最。该属中又以链霉菌属列居之最。该属 可产生可产生1000多种抗生素多种抗生素, 用于临用于临 床的已超过床的已超过100种种, 如链霉素如链霉素 ( Streptomycin) 、卡那霉素、卡那霉素 ( Kanamycin) 、丝裂霉素、丝裂霉素 ( Mitomycin) 等等。 基本介绍基

10、本介绍 链霉菌可以产生多种二次代谢物，包括链霉菌可以产生多种二次代谢物，包括 各种物质的分解酵素及抗生物质。这些各种物质的分解酵素及抗生物质。这些 代谢产物除了可用在人体的医药以及当代谢产物除了可用在人体的医药以及当 成家畜饲料的添加物外，在农作物生产成家畜饲料的添加物外，在农作物生产 方面，也可做为植物保护之用。链霉菌方面，也可做为植物保护之用。链霉菌 是已知放线菌中最大的族群，可产生高是已知放线菌中最大的族群，可产生高 达一千多种的抗生物质，许多重要的抗达一千多种的抗生物质，许多重要的抗 生素如放线菌素、链霉素、四环霉素、生素如放线菌素、链霉素、四环霉素、 保米霉素、维利霉素、嘉赐霉素及康

11、霉保米霉素、维利霉素、嘉赐霉素及康霉 素等，都可由链霉菌生产。素等，都可由链霉菌生产。 一般而言，农用抗生素具有较低毒性一般而言，农用抗生素具有较低毒性 及残留性质，可以抑制病原微生物的生长及残留性质，可以抑制病原微生物的生长 和繁殖，或者能改变病原菌的形态而达到和繁殖，或者能改变病原菌的形态而达到 保护作物的效果。保护作物的效果。 生物农药中很大一部分生物农药中很大一部分 是农用抗生素，而链霉菌产生的次生代谢是农用抗生素，而链霉菌产生的次生代谢 产物又在农用抗生素中占有重要地位，多产物又在农用抗生素中占有重要地位，多 种链霉菌次生代谢产物被研制成农用抗生种链霉菌次生代谢产物被研制成农用抗生

12、素在生产上大力推广，如井冈霉素、春雷素在生产上大力推广，如井冈霉素、春雷 霉素、中生菌素等在植物病虫害防治方面霉素、中生菌素等在植物病虫害防治方面 取得的效果得到了大家的公认。取得的效果得到了大家的公认。 这是我们运 用的基本介 绍，了解了吗 下面请大家看 看具体的工 业中的成品吧 这类抗生素属于糖的衍生物，由糖或氨基酸与 其它分子结合而成。在植物体内具有移行性， 可干扰病原细胞蛋白质的合成，如链霉素。 抗生素工业应用 这类抗生素属于糖的衍生物，由糖或氨 基酸与其它分子结合而成。在植物体内 具有移行性，可干扰病原细胞蛋白质的 合成，如链霉素。 类抗生素含有核酸类似物的衍生物，作用于类抗生素含有

13、核酸类似物的衍生物，作用于 病原菌的去氧核糖核酸合成系统，抑制其前病原菌的去氧核糖核酸合成系统，抑制其前 驱物或酵素的合成，如保米霉素。驱物或酵素的合成，如保米霉素。 农用抗生素农用抗生素 氨基糖类抗氨基糖类抗 生素生素 四环霉素类抗四环霉素类抗 生素生素 核酸类抗生核酸类抗生 素素 我们可是还有 很多应用的哦， 别小瞧我们，哼！ 它是由 12 个以上的碳原子组成，且形成环状结构， 通常可和细菌的 50 核糖体亚基结合，以阻断蛋白质 的合成，如红霉素。 抗生素工业应用抗生素工业应用 这类抗生素是把氨基酸用不同的肽键 结合，经常形成网状结构，可以抑制 病原菌细胞壁的合成，如纯霉素。 农用抗生素农

14、用抗生素 大环内酯大环内酯 类抗生素类抗生素 多烯类抗生多烯类抗生 素素 多肽类抗多肽类抗 生素生素 由 25 37 个碳原子组成的大环内酯类抗生素，含有 3 7 个相邻的双键，可与病原真菌细胞膜上的类固 醇结合，有破坏细胞膜的功能，如治霉菌素。 生产多 种酶类 生产各 种酶类 抑制剂 看看我 的作用 吧 生产维 生素 与生活息 息相关的哦 产酶 我们可以 产很多酶的诶 亮肽酶亮肽酶 抑制剂抑制剂 糜蛋白糜蛋白 酶抑制剂酶抑制剂 唾液酸唾液酸 酶抑制剂酶抑制剂 其他酶其他酶 抑制剂抑制剂 碱性磷酸碱性磷酸 酶抑制剂酶抑制剂 酶类抑酶类抑 制剂制剂 淀粉酶淀粉酶 抑制剂抑制剂 弹性蛋白弹性蛋白

15、酶抑制剂酶抑制剂 我们产的 酶抑制剂哦 看，那是我们 产的抗生素哦 维生素维生素B12：产生菌为橄榄色：产生菌为橄榄色 链霉菌和灰色链霉菌链霉菌和灰色链霉菌 胡萝卜素：产生菌为橙色冠霉胡萝卜素：产生菌为橙色冠霉 素链霉菌。素链霉菌。 让你们小 瞧我们 一、当前现状及前景 链霉素(Streptomycin)是 1944年发现的第一个氨基 糖甙类抗生素，也是继青 霉素后的第二个重要抗生 素 当前现状 链霉素作用链霉素作用 一般认为链霉素是治疗结般认为链霉素是治疗结 核杆菌感染的首选药物，核杆菌感染的首选药物， 除此以外，还用于治疗革除此以外，还用于治疗革 兰氏阴性菌所引起的泌尿兰氏阴性菌所引起的泌

16、尿 道感染、结棱性脑膜，鼠道感染、结棱性脑膜，鼠 疫，肠道感染，肺炎，政疫，肠道感染，肺炎，政 血症，百日咳等。链毒素血症，百日咳等。链毒素 的缺点是容易产生耐药性，的缺点是容易产生耐药性， 长期使用对第八对脑神经长期使用对第八对脑神经 有毒害。有毒害。 采用菌种采用菌种 早期发现产链霉素的早期发现产链霉素的 菌种是灰色霉菌。目菌种是灰色霉菌。目 前我国所用的菌种就前我国所用的菌种就 是这个种及其变种。是这个种及其变种。 后来又找到了产链霉后来又找到了产链霉 素或其他链霉素族抗素或其他链霉素族抗 生素（如羟基链霉素生素（如羟基链霉素 或双氢链霉素）的菌或双氢链霉素）的菌 种。种。 生产方法生产

17、方法 目前抗生素的生产主目前抗生素的生产主 要是利用微生物发酵要是利用微生物发酵 来进行，少数采用化来进行，少数采用化 学合成的方法，当然学合成的方法，当然 也有的采用化学法或也有的采用化学法或 生化法半合成。链霉生化法半合成。链霉 素的生产是采用发酵素的生产是采用发酵 法来生产的。法来生产的。 当前现状及前景 当前国内外生产水平研究当前国内外生产水平研究 我国链霉索生产最居世界前列。生产技术指标中，发酵水我国链霉索生产最居世界前列。生产技术指标中，发酵水 平与英，平与英， 美公司比略显落后，近几年链霉素工艺技术方面美公司比略显落后，近几年链霉素工艺技术方面 的研究报道不多，主要有下列几方面的

18、研究。的研究报道不多，主要有下列几方面的研究。 现状 单击添加单击添加 菌种研究菌种研究 发酵工艺发酵工艺 研究研究 提炼工艺提炼工艺 研究研究 前景展望 国内发展国内发展 随着我国硫酸双氢链霉素行业的发展，硫酸双氢链霉素生产 核心技术应用与研发成为业内企业关注的重点。技术的优劣直 接决定企业硫酸双氢链霉素产品的市场竞争力。硫酸双氢链霉 素核心技术是决定企业产品竞争力的关键。 海洋新领海洋新领 域域 海洋微生物种类繁多，生存环境复杂，为新药发现提供物质 基础，从而可以由开发新型抗生素。新抗生素结构和作用机 制不同于陆生抗生素，可极大克服目前的耐药性。 二、发酵工艺流程 传统工艺传统工艺 链霉素早期的提取方法采用活性炭吸附法、带溶法、链霉素早期的提取方法采用活性炭吸附法、带溶法、 沉淀法、离子交换法。目前国内外多采用离子交换沉淀法、离子交换法。目前国内外多采用离子交换 法提取链霉素法提取链霉素 新工艺新工艺 膜法工艺取代链霉素生产中的薄膜蒸发工艺，膜分离是一膜法工艺取代链霉素生产中的薄膜蒸发工艺，膜分离是一 种无相变的纯物理手段，能在任何膜能承受的温度下对料种无相变的纯物理手段，能在任何膜能