Bài giảng "Công nghệ sinh học đại cương - Chương 5: Công nghệ sinh học vi sinh và môi trường" cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm về công nghệ sinh học vi sinh và môi trường, công cụ sinh học được sử dụng, các sản phẩm lên men,... Mời các bạn cùng tham khảo.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ sinh học đại cương: Chương 5 - Nguyễn Thị Phương Thảo
- CHƢƠNG V.
CÔNG NGHỆ SINH HỌC VI
SINH & MÔI TRƢỜNG
- Khái niệm về CNSH vi sinh
• CNSH vi sinh hay vi sinh vật học công
nghiệp bao gồm sự sử dụng các vi sinh vật
trong việc sản xuất thựuc phẩm hay các sản
phẩmcông nghiệp.
- KHÁI NiỆM CNSHSHMT
3
Nguyễn Thị Phương Thảo ,Bộ Môn CNSH Thực Vật, Khoa
CNSH, ĐHNNHN
- 4
Nguyễn Thị Phương Thảo ,Bộ Môn CNSH Thực Vật, Khoa CNSH,
ĐHNNHN
- ĐỊNH NGHĨA
5
Nguyễn Thị Phương Thảo ,Bộ Môn CNSH Thực Vật, Khoa
CNSH, ĐHNNHN
- Vi sinh vật thuộc 3 nhóm
Eubacteria Archaebacteria Eukaryota
(Bacteria) (Archaea) (Eukaryotes)
- Vi khuẩn (Eubacteria)
• Là các prokaryote Gram-negative và gram-positive
• có thể dạng tự dưỡng (autotrophs) hoặc dị dưỡng
(heterotrophs)
• Có thể sống hiếu khí hoặc yếm khí (aerobic or
anaerobic)
• Ví dụ:
E. coli
Lactobacillus
Agrobacterium
Staphylococcus
- Vi khuẩn cổ (Archea)
• Thuộc nhóm cổ xưa nhưng mới được phát hiện gần đây
• Qua phân tích DNA: khác đáng kể so với vi khuẩn thật
• Tìm thấy ở những khu vực sinh thái có điều kiện sống
khắc nghiệt (Extremophiles)
Thermophiles 50- 110°C
Psychrophiles 0- 20°C
Alkaliphiles pH>9
Halophiles 3- 20% salt
Methanogens use H2 + CO2 to produce CH4
- Eukaryotes
Chủ yếu là nhóm nấm men, nấm mốc, sinh vật nguyên sinh, tảo
(yeasts/molds, protists, algae)
Các tế bào có dạng túi, hình thành nên các bào tử giới tính
Ví dụ:
Sacchromyces
Penicillium
Aspergillus
Pichia
- Các ứng dụng thƣơng mại của vi sinh vật
• Sản xuất các sản phẩm
• Chuyển hóa sinh học/ xúc tác sinh học
(Bioconversion/Biocatalysis)
•Nông nghiệp
•Xử lý ô nhiễm
- Lên men (Fermentation) là một quá trình sản xuất các sản
phẩm hữu ích thông qua nuôi cấy sinh khối các tế bào đơn
Sản phẩm cuối cùng hoặc các sản phẩm trung gian (các chất
trao đổi) đƣợc thu hồi và tính sạch cho các mục đích sử dụng
thƣơng mại
Fermenter or
Bioreactor
stirred tank
reactor
- 15 000L Fermenter 1000L Disposable
Bag
http://www.wavebiotech.com/products/wave_bioreactor/system500/index.html
http://www.pharmaceutical-technology.com/projects/lonza/lonza1.html
- Loại các sản phẩm được sản xuất từ vi sinh vật
•Amino Acids
•Vitamins
•Food Additives
•Enzymes
•Recombinant Protein Drugs
•Antibiotics
•Fuels
•Plastics
- Các ví dụ về các protein biểu hiện ở vi khuẩn
Enzyme: chymosin - the enzyme used
to curdle milk products
Hormone: bST - bovine somatotropin; used to
increase milk production
- Ví dụ
1928: Alexander Fleming
discovered the first antibiotic.
He observed that Penicillium
fungus made an antibiotic,
penicillin, that killed S. aureus.
1940s: Penicillin was tested
clinically and mass produced.
Original Penicillium moulds produced less than 10 units of penicillin per ml of
fermentation broth (1943)
By 1955 Penicillium strains produced 8000 units/ml
Mutation with UV, mustard gas, and X-Ray, strain selection / culture improvement
Is this GMO?
- Các vi sinh vật đƣợc biến đổi nhƣ thế nào?
• Chọn lọc nhân tạo (Artifical Selection)
• DNA tái tổ hợp (Recombiant DNA)
• Cải biến các quá trình đồng hóa (Metabolic
Engineering)
- Recombinant DNA Microbes
Vi sinh vật biến đổi gen được tạo ra khi cDNAs mã
hóa cho các sản phẩm protein được nhân dòng vào
các vector biểu
Gen người được nhân dòng trong vi khuẩn E. coli
Gen từ nhóm extremophile được chuyển đến nhóm
mesophiles
Do sự dễ dàng trong việc nuôi của mesophiles
Mesophiles cũng có mức tăng trưởng 5 đến 10 lần
cao hơn
- Enzyme/Drug
- Metabolic Engineering,
Biến đổi quá trình đồng hóa, biến đổi các con đƣờng chuyển hóa ở
trong sinh vật để tối ƣu sự sản xuất một hợp chất
Thực hiện bằng cách tắt các gen đặc biệt, hoặc là thông qua đột
biến hoặc loại bỏ gen
Sản phẩm cũng đã đạt đƣợc bằng cách thay đổi môi trƣờng của vi
khuẩn
Cheap Carbon Source Industrial Chemicals
Chemical Precursors
Metabolically
Engineered Cell
Biopolymer
Amino Acids Vitamins s
- Glucose NH4+
NAD+
D-Alanine
NADH
Racemase
AlaOH
Pyruvate L-Alanine 100% L-Alanine
L-LDH NADH NAD+
NADH
NAD+
L-lactate
The microbe is forced to produce alanine at higher than
normal amounts
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
