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模块十一微生物的代谢与微生物药物Microbiologicalmetabolismandmicrobiologicaldrugs一、微生物代谢产物的利用利用微生物代谢过程中产生的众多代谢产物生产各种发酵产品。按照积累产物类型：初级代谢产物，如氨基酸、核苷类，以及酶或辅酶；次级代谢产物，抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等。按照发酵类型：自然发酵：酒精、乳酸等，代谢控制发酵：终端产物，赖氨酸、鸟苷酸、腺苷酸等；中间产物，柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、高丝氨酸、肌苷酸、黄苷酸等；1．发酵条件的控制人们通过对微生物菌种营养和培养条件的控制生产所要的目的产品:1）培养条件：温度、pH值、渗透压的控制；2）营养成分的控制：葡萄糖浓度、碳氮比、生长因子、无机离子等；3）溶解氧的控制：通气量，搅拌等。2．微生物代谢与代谢工程近年来，基因工程的不断发展，也为微生物代谢在发酵生产的应用提供了新的方法。人们通过分子生物学技术和DNA重组技术,可以定向地对细胞代谢途径进行修饰或引入新的反应，以改进产物的生成或改变细胞的代谢特性。但这些改进都是与微生物的基因调控和代谢调控及生化工程相结合来实现的。利用DNA重组技术改变微生物代谢流，扩展和构建新的代谢途径，或通过关联酶将两个代谢途径连接形成新的的代谢流的研究，取得了令人瞩目的进展。引入木糖代谢途径（戊糖代谢生产乙醇的代谢工程）—酵母菌Saccharomyces的代谢工程1)克隆来自细菌的木糖异构酶基因，2)克隆来自柄状毕赤酵母（Pichiastipitis）的木糖还原酶和木糖醇脱氢酶基因二、微生物药物微生物药物在种类、用途方面均为最多，主要包括初级代谢产物、次级代谢产物和工程菌产生的各种体内活性物质，其产品有抗生素、干扰素、微生物、酶、氨基酸等。1．抗生素抗生素是微生物在其生命活动中产生的能特异性抑制其他生物生命活动的次级代谢产物。应用：常用的为青霉素类、头孢菌素类、四环素类、氨基糖苷类及大环内酯类。2．干扰素干扰素是人体细胞分泌的一种活性蛋白质。具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节活性，是人体防御系统的重要组成部分。主要是基因工程技术在大肠杆菌中表达，通过工业发酵进行生产干扰素。3.维生素维生素是活细胞为维持正常的生理功能所必须的而需要量又极微的天然有机物。细菌、放线菌、霉菌和酵母菌等微生物在特定条件下都会合成超出本身需要的维生素。应用：临床上的各种维生素主要是利用各种微生物合成、化学合成或从天然产物中提取出来的。4．酶制剂前从生物界发现酶已达几千种，而工业上生产的却只有几十种，这些酶大多数属于水解酶类，其中最主要的是淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、葡萄糖异构酶和果胶酶等。应用：广泛用于治疗各种疾病，酶疗法是临床上的一种重要手段。如淀粉酶、蛋白酶用作消化剂，尿激酶、链激酶可以缓解血栓等。思考讨论与任务

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