第三章 细胞的破碎与分离课件.ppt

第三章细胞破碎与分离概述细胞壁结构和化学组成细胞破碎技术基因工程表达产物后处理生化分离过程的一般流程发酵液细胞分离(离心,过滤)细胞-胞内产物路线一路线二细胞破碎碎片分离路线一A路线一B清液-胞外产物粗分离(盐析、萃取、超过滤等)纯化(层析、电泳)脱盐(凝胶过滤、超过滤)浓缩(超过滤)精制(结晶、干燥)包含体溶解(加盐酸胍、脲)复性√√:一些微生物在代谢过程中将产物分泌到细胞之外的液相中(称胞外酶),这些产品主要为医药、保健产品和工业用。这些蛋白质在细胞培养时被宿主细胞分泌到培养液中,提取过程只需直接采用过滤和离心进行固-液分离,然后将获得的澄清滤液再进一步纯化即可。其后续分离和纯化都相对简单。由于一些重组DNA(rDNA)产品结构复杂,必须在细胞内组装来获得生物活性,如果在培养时被宿主细胞分泌到培养液中,其生物活性往往有所改变,此类rDNA产品是细胞内产品(非分泌型),需要应用细胞破碎技术破碎细胞,使细胞内产物释放到液相中,然后再进行提纯,为后续的分离纯化做好准备工作。概述胞内型:几种由大肠杆菌表达的胞内重组药物药物名称宿主用途胰岛素大肠杆菌治疗糖尿病人生长激素(HGH)大肠杆菌治疗侏儒病α--干扰素大肠杆菌治疗毛状细胞白血病和卡波济肉瘤细胞破碎(cellrupture)技术是指利用外力(物理、化学、酶或机械的方法)破坏细胞膜和细胞壁,使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术。细胞破碎技术是分离纯化细胞内合成的非分泌型生化物质(产品)的基础。概述微生物细胞和植物细胞外层均为细胞壁,细胞壁里面是细胞膜,细胞膜和它所包围的细胞浆合称原生质体。动物细胞没有细胞壁,仅有细胞膜。通常细胞壁较坚韧,细胞膜脆弱,易受渗透压冲击而破碎,因此细胞破碎的阻力主要来自于细胞壁。基于遗传和环境等因素,不同类型生化物质其细胞壁的结构和组成不完全相同,故细胞壁的机械强度不同,细胞破碎的难易程度也就不同。此外,不同的生化物质其稳定性有较大差别,在破碎过程中应防止变性和被胞内的酶水解,因此,破碎方法的选择和操作条件的优化是十分必要的。(细菌肽聚糖结构示意图)几乎所有细菌的细胞壁都是由肽聚糖(peptidoglycan)组成,它是难溶性的聚糖链(glycanchain),借助短肽交联而成的网状结构,包围在细胞周围,使细胞具有一定的形状和强度。破碎细菌的主要阻力是来自于肽聚糖的网状结构,其网结构的致密程度和强度取决于聚糖链上所存在的肽键的数量和其交联的程度,如果交联程度大,则网结构就致密。