提高酶產量的措施
在酶的發酵生產過程中,為了提高酶的產量,除了選育優良的產酶細胞外,還可以采用一些與酶發酵工藝有關的措施,例如添加誘導物、控制阻遏物濃度等。例如添加誘導物、控制阻遏物濃度等。
(1)添加誘導物 對于誘導酶的發酵生產,在發酵培養基中添加誘導物能使酶的產量顯著增加。一般可分為三類:
①酶的作用底物,例如青霉素是青霉素酚化酶的誘導物。
②酶的反應產物,例如纖維素二糖可誘導纖維素酶的產生。
③酶的底物類似物,例如異丙基-?-D-硫代半乳糖昔(IPTG)對?-半乳糖昔酶的誘導效果比乳糖高幾百倍。
其中使用最廣泛的誘導物是不參與代謝的底物類似物。
(2)降低阻遏物濃度 微生物酶的生產受到代謝末端產物的阻遏和分解代謝物阻遏的調節。為避免分解代謝物的阻遏作用,可采用難于利用的碳源,或采用分次添加碳源的方法使培養基中的碳源保持在不致于引起分解代謝物阻遏的濃度。例如在丹半乳糖昔酶的生產中,只有在培養基中不含葡萄糖時,才能大量誘導產酶。對于受分解代謝物阻遏的酶,可通過控制末端產物的濃度使阻遏解除,例如,組氨酸的合成途徑中,10種酶的生物合成受到組氨酸的反饋阻遏,若在培養基中添加組氨酸類似物,如 2-噻唑丙氨酸,可使這10種酶的產量增加10倍。
(3)表面活性劑 在發酵生產中,非離子型的表面活性劑常被用作產酶促進劑,但它的作用機理尚未搞清;可能是由于它的作用改變了細胞的通透性,使更多的酶從細胞內透過細胞膜泄漏出來,從而打破了胞內酶合成的反饋平衡,提高了酶的產量。此外,有些表面活性劑對酶分子有一定的穩定作用,可以提高酶的活力,例如在霉菌的發酵生產中添加 1%的吐溫可使纖維素酶的產量提高幾倍到幾十倍。
(4)添加產酶促進劑 產酶促進劑是指那些能提高酶產量但作用機理尚未闡明的物質,它可能是酶的激活劑或穩定劑,也可能是產酶微生物的生長因子,或有害金屬的螫合劑,例如添加植酸鈣可使多種霉菌的蛋白酶和橘青霉的5`一磷酸二酯酶的產量提高2—20倍。
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