xx年生物制藥工藝學思考題及答案-精心整理

1、努力抗生素發(fā)酵生產工藝抗生素發(fā)酵生產工藝1.1.青霉素發(fā)酵工藝的建立對抗生素工業(yè)有何意義？青霉素發(fā)酵工藝的建立對抗生素工業(yè)有何意義？青霉素是發(fā)現(xiàn)最早，最卓越的一種B內酰胺類抗生素，它是抗生素工業(yè)的首要產品，青霉素是各種半合成抗生素的原料。青霉素的缺點是對酸不穩(wěn)定，不能口服，排泄快，對革蘭氏陰性菌無效。青霉素經過擴環(huán)后，形成頭孢菌素母核，成為半合成頭孢菌素的原料。2.2.如何根據青霉素生產菌特性進行發(fā)酵過程控制？如何根據青霉素生產菌特性進

2、行發(fā)酵過程控制？青霉素在深層培養(yǎng)條件下，經歷7個不同的時期，每個時期有其菌體形態(tài)特性，在規(guī)定時間取樣，通過顯鏡檢查這些形態(tài)變化，用于工程控制。第一期：分生孢子萌發(fā)，形成芽管，原生質未分化，具有小泡。第二期：菌絲繁殖，原生質體具有嗜堿性，類脂肪小顆粒。第三期：形成脂肪包含體，積累儲蓄物，沒有空洞，嗜堿性很強。第四期：脂肪包含體形成小滴并減少，中小空泡，原生質體嗜堿性減弱，開始產生抗生素。第五期：形成大空泡，有中性染色大顆粒，菌絲呈桶狀。脂

3、肪包含體消失，青霉素產量提高。第六期：出現(xiàn)個別自溶細胞，細胞內無顆粒，仍然桶狀，釋放游離氨，pH上升。第七期：菌絲完全自溶，僅有空細胞壁。一到四期為菌絲生長期，三期的菌體適宜為種子。四到五期為生產期，生產能力最強，通過工藝措施，延長此期，獲得高產。在第六期到來之前發(fā)束發(fā)酵。3.3.青霉素發(fā)酵工程的控制原理及其關鍵點是什么？青霉素發(fā)酵工程的控制原理及其關鍵點是什么？控制原理：發(fā)酵過程需連續(xù)流加葡萄糖，硫酸銨以及前提物質苯乙酸鹽，補糖率是最

4、關鍵的控制指標，不同時期分段控制。在青霉素的生產中，及時調節(jié)各個因素減少對產量的影響，如培養(yǎng)基，補充碳源，氮源，無機鹽流加控制，添加前體等；控制適宜的溫度和ph，菌體濃度。最后要注意消沫，影響呼吸代謝。4.4.青霉素提煉工藝中采用了哪些單元操作？青霉素提煉工藝中采用了哪些單元操作？青霉素不穩(wěn)定，發(fā)酵液預處理、提取和精制過程要條件溫和、快速，防止降解。提煉工藝包括如下單元操作：努力基L古龍酸需要將C1位醇基氧化為羧基，保持其他基團不發(fā)生變

5、化。其中兩步發(fā)酵法更具有優(yōu)勢。原因如下：①以生物氧化代替化學氧化簡化了生產工藝。②省略了丙酮化反應步驟，節(jié)省了丙酮、硫酸等大量化工原料和其防爆設備，節(jié)約了成本，有利于安全生產。③三廢和污染較小。④提高了生產能力。2.2.維生素維生素C的生產工藝中，手性中心是如何實現(xiàn)的？的生產工藝中，手性中心是如何實現(xiàn)的？維生素C分子中含有兩個手性碳原子，故有四個光學異構體。其中L()抗壞血酸括性最高，D（）異抗壞血酸活性僅為其20％，工業(yè)上將其作為食品

6、抗氧劑。D()抗壞血酸和L()異抗壞血酸幾乎無活性。3.3.在未來，一步發(fā)酵能取代兩部發(fā)酵，成為維生素生產的主流工藝嗎，為什么？在未來，一步發(fā)酵能取代兩部發(fā)酵，成為維生素生產的主流工藝嗎，為什么？一步法發(fā)酵對工業(yè)菌株的山梨醇糖旁路代謝途徑進行敲除。與原始菌株比較，發(fā)現(xiàn)單菌發(fā)酵24h后，培養(yǎng)基中剩余的山梨醇糖含量基本保持恒定，NSR缺失株相對于原始菌株殘?zhí)橇刻岣吡?5.9%。基因工程制藥工藝基因工程制藥工藝1.1.工程菌與宿主菌對培養(yǎng)基要

7、求有何不同，為什么？工程菌與宿主菌對培養(yǎng)基要求有何不同，為什么？碳源：大腸桿菌以蛋白胨等蛋白質的降解物作為碳源；酵母利用葡萄糖、半乳糖等單糖類物質為碳源。氮源：不同工程菌對氮源利用能力差異大，具有很高的選擇性。大腸桿菌利用酵母粉等大分子有機氮源；酵母利用氨基酸為氮源。選擇劑：基因工程大腸桿菌含有抗生素抗性基因，抗生素作為選擇劑；基因工程酵母菌常用氨基酸營養(yǎng)缺陷型。2.2.影響工程菌培養(yǎng)工藝的主要參數是什么？如何優(yōu)化控制？影響工程菌培養(yǎng)工

8、藝的主要參數是什么？如何優(yōu)化控制？溫度：生長與生產溫度不一致。較高溫度表達量大，易形成包涵體。策略：較低溫度下有利于表達可溶性蛋白質。對于熱敏感的蛋白質，高溫會降解破壞。策略：生產期可采用先高溫，然后低溫，變溫表達，避免蛋白質降解。pH：了解發(fā)酵過程中各個階段的適宜pH以后，進一步設法控制pH在合適的范圍內。分階段控制pH：根據試驗結果來確定生長最適pH和產物最適pH，以達到最佳生產。溶解氧：從供應量和需要量（菌體生長、質粒穩(wěn)定性、產物