微生物制药复习纲要.doc

第二章:微生物药物产生菌和菌种改良
1、自发突变的原因:①菌种连续传代,这种自发突变比保藏过程中产生的比例高,因为在生命活动中遗传物质更容易受环境因素的影响。活细胞内进行的新陈代谢活动,能产生具有诱变作用的物质,如过氧化氢、有机过氧化物等,当它们在细胞内积累到一定浓度时能诱发DNA结构的改变。②DNA中存在的增变基因也能诱发基因突变.③有的微生物染色体上还存在导致菌体退化的死亡基因,DNA的代谢失调也会引起基因突变而造成菌种退化。
2、自然选育:,通过分离、筛选排除衰退型菌株,从中选择维持原有生产水平的菌株。因此,它能达到纯化、复壮菌种,稳定生产的目的,生产上又将该方法称为自然分离。
3、单孢子悬浮液的制备:用无菌生理盐水或缓冲液制备单孢子悬浮液,在显微镜下计数,也可稀释后在平板上进行活菌计数。
4、诱变育种:通过诱变剂处理就可以大大提高菌种的突变频率,扩大变异幅度,从中选出具有优良特性的变异菌株,这种方法就称为诱变育种。
5、诱变育种的特点:优点:速度快、收效大,方法简便,是当前菌种选育的主要方法,生产中使用十分普遍。缺点:诱发突变缺乏定向性,因此诱发突变必须与大规模的筛选工作配合才有好的效果。
6、DNA损伤的修复:不利于突变发生①光复活作用②切补修复③DNA多聚酶的校正作用利于突变发生④SOS修复系统⑤重组修复。
6-1光复活作用:DNA被紫外线照射后形成胸腺嘧啶二聚体,黑暗中酶与二聚体结合,形成的复合物在可见光照射下,酶可以解离二聚体,DNA复原。
6-2切补修复:在4种酶的协同作用下进行DNA损伤的修复,4种酶都不需要可见光的激活:在胸腺嘧啶二聚体的5‘端,核酸内切酶作用下造成单链断裂;其次在核酸外切酶作用下切除胸腺嘧啶二聚体;然后在DNA多聚酶Ⅰ、Ⅲ的作用下进行修补合成,最后在DNA连接酶的作用下形成一个完整的双链结构。
6-3 DNA多聚酶的校正作用:细胞对于复制过程中的差错也具有校正功能。大肠杆菌中的三种DNA多聚酶(多聚酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)也具有3‘到5’外切酶的作用,能在复制过程中随时切除错配的核苷酸。
6-4 SOS修复系统:一种能够造成误差修复的“呼救信号”修复系统。当DNA受诱变损伤而阻断DNA复制时,DNA损伤相当于一个呼救信号,促使细胞中的有关酶系解除阻遏,进行DNA修复。修复过程中,DNA多聚酶在无模板的情况下进行DNA的修复合成,并将合成的DN***段插入受损DNA的空隙处。SOS修复系统容易导致基因突变,大多数经诱变所获得的突变来源于此修复系统的作用。
6-5重组修复:重组修复必须在DNA进行复制的情况下进行,又称为复制后修复。重组修复是在不切除胸腺嘧啶二聚体的情况下进行修复作用。以带有二聚体的单链为模板合成互补单链,但在每一个二聚体附近留下一个空隙,通过染色体交换,空隙部位不再面对二聚体,而是面对正常单链,此时DNA多聚酶和连接酶能把空隙部分修复好。
7、前突变:诱变剂所造成的DNA分子的某一位置的结构改变称为前突变。例如紫外线照射形成的胸腺嘧啶二聚体就是一种前突变。
8、突变:前突变可以通过影响DNA复制而成为真正的突变。也可以经过修复重新回到原有的结构而不发生突变。
9表型延迟的原因:①分离性迟延:分离性迟延是经诱变处理后,细胞中的基因处于不纯的状态(野生型基因和突变型基因并存在同一细胞中),突变型基因由于属于隐性基因而暂时得不到表达,需要经过复制、分离,在细胞中处于纯的状态(一细胞中只有突变型基因,没有野生型基因)时,其性状才得以表达。
②生理性迟延:突变基因由杂合状态变为纯合状态时,还不一定出现突变表型,新的表型必须等到原有基因产物稀释到某一程度后才能表现出来。而这些原有基因产物浓度降低到能改变表型的临界水平以前,细胞已经分裂多次,经过了好几个世代。
10反馈抑制(feedback inhibition):是指代谢途径的终产物对催化该途径中的一个反应(通常是第一个反应)的酶活力的抑制,其实质是终产物结合到酶的变构部位,从而干扰酶和它底物的结合,当然与此相反为酶活性的激活。
11反馈阻遏(feedback repression):是指终产物(或终产物的结构类似物)阻止催化该途径的一个或几个反应中的一个或几个酶的合成,其实质是调节基因的作用,这是微生物不通过基因突变而适应于环境改变的一种措施,当然与此相反有酶合成的诱导。
12筛选终产物营养缺陷型例1
筛选终产物营养缺陷型例1
A
B
C
D
E
a
b
c
d
例1 在简单的代谢途径中累积代谢产物
在一原始菌株中,其终点产物E反馈抑制第一个酶,并反馈阻遏
第一个和第二个酶。获得了缺少第三个酶的突变株,需要供给E才生长。