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课程名称:药物微生物学课程代码:17956(理论)
第一部分课程性质与目标
一,课程性质与特点
该课程
理解:化学方法筛选中主要的官能团染色和原理,为何传统的筛选方法重复筛选率达到了90%以上,体外靶分子筛选模型有哪些,各自的原理是什么,靶分子水平筛选模型有哪些,发酵条件的优化中,通过改变产量,改变活性成分,改变出现时间,达到促进活性产物合成的目的,可以使用的策略有哪些,微生物转化和活性产物的发酵生产有何区别,
应用:对于发酵中出现的不利因素,可以通过那些手段改进,微生物转化一般过程分为哪些步骤,微生物转化通常是将微生物细胞或酶固定化后操作,以重复使用和保持较长时间的反应活性,固定化方法一般方法和操作原理,艾姆斯试验的实验步骤和原理
微生物代谢产物的生物活性筛选,是获得菌株后的一个重要的阶段,也是判断分离的微生物的价值的过程.在影响产物活性筛选的诸多因素中.最重要的是:发酵设计,独特的微生物和灵敏的检测方法.基础筛选中的发酵不管是特性还是目的与常规的微生物代谢产物发酵都是不同的.由于产生的次级代谢产物是不同的,活性物质的生物合成和调节机制是未知的,因此不能采用所谓的最佳培养条件.
筛选模型是药物筛选的重要基础,也是药物筛选的成败关键.如果没有适宜的药物筛选模型,许多工作只能停留在实验室.
(二)重要的药源微生物类群(次重点)
识记:次级代谢产物及其可能的产生原因.
理解:很多不同类群微生物能够合成次级代谢产物,有些菌类群的产物较多,具有细胞分化能力的细菌类群产生较多,不同种属,甚至同种不同菌株之间,产生能力和种类是不同的,次级代谢产物的合成可能与生态环境有密切联系,土壤微生物,一些新的微生物类群,或者特异环境下生活的微生物,可能分离到多种活性代谢产物.大部分次级代谢产物都对其产生菌有抑制作用,产生菌可能通过那些方式克服,放线菌,芽胞杆菌,假单胞菌,黏细菌,曲霉菌和青霉菌属等重要药源微生物类群的分布与分类,生理性质,遗传性质,生产应用的特点.
应用:从海洋微生物,极端微生物和微生物新类群中筛选分离得到活性代谢产物,这些微生物往往存在于特殊生境或有着独特的代谢机制,具有产生活性代谢产物的巨大潜力,已经成为新的药源微生物菌种资源,大通量筛选技术和有针对性特殊培养方法的建立为分离筛选出活性代谢产物提供了可能.
(三)药物微生物的筛选(一般)
识记:药物微生物的筛选目标
理解:筛选的目标决定了要分离的微生物的类群,同时也决定可能筛选得到的化合物性质,环境中有机质的含量,采集季节,含水量,酸碱度,采集深度等多种因素都对分离的微生物种类有影响,要根据需要进行分离条件的选择.对分离到的微生物进行鉴定.一般根据有关的鉴定手册开展,得到初步的生理生化信息,进行核算序列测定,可以分析比较序列同源性,明确种属类群.
应用:采集样品后进行微生物的分离纯化,一般的步骤和方法.预处理的方法,适当培养基,以及不同的微生物纯化的条件,对于富集分离不同微生物都有一定的影响.
第三章微生物药物的发酵生产技术
一,学习目的与要求
1.了解微生物药物工业生产菌种的筛选和种子制备方法
2.熟悉药物生产菌的生长和产物合成特点,了解培养基的配置要求,微生物生长和产物合成的影响因子
3.掌握发酵生产的优化和控制,通过代谢调控和条件优化促进药物的发酵,熟悉生产过程的参数控制
4.了解微生物药物分离提取的一般过程和原则,合理安排药物的提取流程
5.了解发酵废弃物的处理和环境保护的关系
二,考核知识点与考核目标
(一)药物生产菌的生长,产物合成以及发酵生产的优化和控制(重点)
识记:化学合成培养基,天然培养基,半合成培养基,碳源,氮源,无机盐,特殊生长因子,水,影响微生物生长和产物合成的环境因子及其调节方法,生长期和生产期的相关类型,碳源阻遏和氮源调控,
理解:微生物药物的产生在完成快速生长和某些营养耗尽后才开始,产物合成与细胞量没有比例关系,好的培养条件在绝大多数条件下并不适宜次级代谢产物的合成,但次级代谢产物的合成量又以菌体细胞量为基础,如何调整培养基的组成是影响药物产量的决定性因素.生长速率和菌体生长量对产物合成的影响.发酵条件优化的三个阶段及各自的作用.发酵培养基的组成,碳氮源,无机盐和微量元素,pH值和泡沫的控制对发酵的影响.灭菌对培养基的影响.发酵温度及培养时间对产量的影响.搅拌发酵罐的结构和操作特点,补料分批发酵的操作方法和特点.
应用:生产过程及参数控制所涉及的内容,种子质量和接种时机,培养基组成对生产的影响,温度的作用和调节,通气和搅拌的控制,泡沫的产生和控制,染菌的原因和控制
改变生产菌株的遗传特性是实现提高药物发酵产量最有效的途径,从微生物代谢生理角度进行优化也是非常有效的措施,控制药物生产菌的生长和产物合成,可以利用已有知识和经验,没有完全固定的模式.
(二)药物生产菌的菌种筛选与制备,药物的分离提取(次重点)
识记:随机筛选,原生质体融合,下游工程,
理解:行之有效的育种路线是重组DNA技术和常规诱变筛选的结合,两者是相辅相成的.药物的发酵生产技术中,为什么高产菌株必须不断纯化如果种子中带入非高产性状的株系,那么在培养过程中有可能发生高产性状株系的丢失,突变株的高产突变性状是不稳定的,易于发生恢复性突变,高产菌株的比例下降,导致生产性状丢失.提高微生物代谢物产量最有效的方法包括诱导菌株突变和高产菌株的筛选,基因重组或诱变后也需要筛选出需要的菌株.微生物药物提纯的基本方法和原理.
应用:保存菌种的原理是休眠或极低代谢状态,采用低营养,干燥,密封,缺氧,低温等条件,常用方法有液氮,冷冻干燥,砂土管,甘油斜面,低温冰箱等.理化透变的一般方法和常用的诱变剂.自然繁育的一般程序.种子制备的一般性流程.实验室种子和种子罐种子的制备.发酵级数的确定和制备种子罐种子的影响因素.
(三)发酵废弃物的处理和环境保护(一般)
识记:菌饼,COD,BOD
理解:菌渣的治理和综合利用,治理废水的理化方法主要有絮凝—沉淀,吸附,气浮,焚烧和反渗透等,废水的生物处理法,对于高浓度发酵废水,一般采用哪些工艺相结合的办法进行处理,
目前国内300多家制药企业生产占世界产量20-30%的70多个品种的微生物药物(主要是传统的抗生素),废水排放量大.发达国家将大宗常规原料药生产向发展中国家转移,其原因之一就是污染治理问题,国内当前采用好氧,厌氧生物处理工艺的应用水平在一定程度上代表这类废水处理的国际水平.但是微生物制药废水处理目前仍不很成熟,有待深入研究.
第四章基因工程药物技术
一,学习目的与要求
1.了解基因工程技术和基因工程药物的优势
2.熟悉基因工程药物表达的主要技术过程
3.了解基因工程药物生产的方法和制取技术
二,考核知识点与考核目标
(一)基因工程药物的表达(重点)
识记:cDNA文库,分子杂交,共沉淀法,Oligo(dT)亲和层析,载体,质粒,穿梭载体,粘粒,限制性内切酶,黏性末端,DNA连接酶,末端转移酶,DNA聚合酶,反转录酶,改造后的大肠杆菌,枯草杆菌是常用的原核宿主,已经使用的真核宿主有哪些,表达载体,包涵体
理解:目的基因的分离技术,从cDNA文库获得,直接
微生物相关论文范例,与生物工程领域相关发表论文参考文献资料：
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