第五章生物技术在抗生素中的应用
微生物在医药领域的应用
四、抗生素的制备
获取菌种 孢子制备 种子制备 发酵 发酵液预处理 提取及精制 成品检验
成品包装
微生物在医药领域的应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（1）菌种：菌种都是从自然界分离、纯化及选育后获得的。 这些菌种通常采用砂土管或冷冻干燥管保存。要经常进行 菌种选育工作，用人工方法加以纯化和育种，才能保持菌 种的优良性状不变。菌种制备要保持严格的无菌状态。
微生物在医药领域的应用
微生物的发酵
目前应用微生物工业把发酵由微生物扩大到植 物、动物，因此工业微生物学家将所有通过微 生物或其他生物细胞（动、植物细胞）或经过 生物工程改造了的“工程菌”的培养来制备工业产 品或转化某些物质的过程，统称为发酵。
微生物在医药领域的应用
微生物发酵的一般工艺
微生物发酵的一般工艺也就是利用深层培养，进 行微生物发酵生产所需要产品的过程。微生物发 酵一般分发酵与提取2个阶段。其生产的一般工艺 流程如下。
（2）孢子制备：将保藏的菌种进行培养，制备大量孢子供 下一步植被种子使用。需氧发酵制备孢子一般是在摇瓶内 进行，通过振荡，外界空气与培养液进行自然交换获得氧 气。培养基要含有生长因子和微量元素，且碳源或氮源不 宜过多，从而保证生产大量的孢子。还要严格控制培养基 的pH、培养温度、培养时间等条件。
（3）种子制备：使有限数量的孢子萌发、生长、繁殖产生 足够量的菌丝体，供发酵培养所用。在种子罐内微生物菌 丝大量生长、繁殖，因而缩短了下一步发酵罐内菌丝生长 的时间。种子罐中的培养液要尽可能与发酵液一致。而且 要有易吸收的碳源和氮源。
合体但靶位仍能保持其功能。 c. 细胞通透性的改变，使药物进入细胞内减少。
微生物在医药领域的应用
3、细菌耐药性产生的防止对策
农用抗生素简介介绍
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目录
• 农用抗生素概述 • 农用抗生素的作用机制与效果 • 农用抗生素的应用技术 • 农用抗生素的研究进展与前景展望 • 农用抗生素的案例分析
01
农用抗生素概述
农用抗生素的定义
• 农用抗生素，是一类应用于农业生产中，具有抗病、抗虫、除草等生物活性的微生物代谢产 物。它们能够选择性地抑制或杀灭病原微生物，提高农作物产量和品质，同时降低化学农药 的使用量和残留，对环境保护和农业可持续发展具有重要意义。
农用抗生素的来源与分类
• 农用抗生素主要来源于放线菌、真菌、细菌等微生物的代谢产 物，可通过发酵工程进行大规模生产。根据作用机制和结构特 点，农用抗生素可分为多种类型，如氨基糖苷类、大环内酯类 、多肽类、酚酸类等。不同类型的农用抗生素对病原菌的作用 机制和效果也有所差异，因此在实际应用中需根据病原菌种类 和农作物病情选择合适的抗生素类型和使用方法。
统构成潜在风险。因此，合理使用和管理农用抗生素是确保农业可持续
发展的重要措施。
03
农用抗生素的应用技术
农用抗生素的应用技术
• 农用抗生素是一类应用于农业生产中的特殊抗生素，主要用于防治植物病害，促进植物生长，提高农作物产量和品质。与 医用抗生素不同，农用抗生素主要作用于植物病原体，而非人体内的病原菌。接下来将详细介绍农用抗生素的应用技术。
拓展应用领域
除了传统的农作物病害防治，农用抗生素在土壤 修复、生物肥料、生物农药等领域也有广阔的应 用前景。进一步拓展其应用领域，有助于推动农 业生产的绿色转型。
05
农用抗生素的案例分析
农用抗生素的案例分析
• 农用抗生素是一类应用于农业生产中，用于防治植物病害的 微生物代谢产物。它们具有选择性地抑制或杀灭病原微生物 的的能力，同时对植物和环境相对安全。在农业生产中，农 用抗生素的使用对于提高作物产量和品质，减少化学农药的 使用，具有重要的意义。
微生物生物技术应用
微生物生物技术应用微生物生物技术是指利用微生物的代谢能力和生物学特性进行工业、农业、医药和环境保护等领域的应用。
随着科学技术的进步和人们对可持续发展的追求，微生物生物技术的应用范围日益扩大，为人类社会带来了巨大的福祉。
本文将从农业、医药和环境保护三个领域分别探讨微生物生物技术的应用。
一、农业领域的1. 农业有益微生物的应用微生物在农业中发挥着重要的作用，可以帮助提高土壤肥力、防治病虫害和促进植物生长。
例如，通过施用具有固氮能力的根瘤菌，可以使作物在土壤中获得更多的氮素营养。
此外，还可以利用农业有益微生物生产有机肥料，提高土壤质量和农作物的产量。
2. 生物农药的研发与应用微生物生物技术还可以应用于生物农药的研发与应用。
生物农药是利用微生物、植物或动物提取物制成的一类农药，对环境友好、无毒副作用，有利于农产品的安全生产。
病原微生物、细菌和真菌等被广泛用于生物农药的制备，可以有效地控制作物病害，降低化学农药使用量，保护生态环境。
二、医药领域的1. 抗生素的生产微生物生物技术在医药领域的应用最早体现在抗生素的研发与生产。
抗生素是一类通过微生物发酵生产的药物，对细菌感染具有明显的抑制和杀灭作用。
青霉素、链霉素等经过多年的研究和改良，成为了抗生素家族中的杰出代表，为人类的抗感染药物提供了重要支持。
2. 疫苗的制备微生物生物技术还被广泛应用于疫苗的制备，包括疫苗的研发、生产和质量控制等。
疫苗是一种预防性的医疗手段，通过将微生物病原体或其相关成分引入人体，激发人体免疫系统产生特异性免疫应答，以达到预防疾病的目的。
微生物生物技术的应用使得疫苗的研发更加精细化和高效化，有效地控制了多种传染病的流行。
三、环境保护领域的1. 污水处理与生物能源生产微生物具有分解和降解有机物的能力，被广泛应用于污水处理。
通过设计和利用微生物反应器，可以高效降解有机废水，减少对环境的污染。
同时，一些特定类型的微生物可用于生物能源生产，如沼气、生物柴油等，实现了能源的可持续利用。
生物发酵技术在生物制药中的应用
生物发酵技术在生物制药中的应用生物制药是指利用生物制备和生物法制备的药物，广泛应用于治疗疾病、改善人类健康。
其中，生物发酵技术是一种重要的生产手段，极大地推动了生物制药的发展。
本文将介绍生物发酵技术在生物制药中的应用，并探讨其优势和未来发展方向。
一、生物发酵技术概述生物发酵技术是指利用微生物、动植物细胞或其代谢产物进行酶法催化、代谢工程、酸碱反应等一系列反应的技术。
通过对微生物的培养和控制，可以使其合成所需的药物或药物前体。
二、生物发酵技术在生物制药中的应用1. 蛋白质药物的生产：蛋白质药物是生物制药的重要组成部分，包括重组蛋白、单克隆抗体等。
通过生物发酵技术，可以大量高效地生产这些蛋白质药物，并保证其质量的一致性和稳定性。
2. 抗生素的生产：抗生素是治疗多种感染性疾病的重要药物。
利用生物发酵技术，可以通过培养抗生素产生菌株，获得高产量的抗生素。
同时，通过基因工程技术的应用，还可以提高抗生素的产量和改善其性能。
三、生物发酵技术在生物制药中的优势1. 高效、规模化生产：通过合理的培养和控制条件，生物发酵技术可以实现大规模的药物生产，满足市场需求。
2. 产品质量可控：微生物发酵过程中的环境因素对药物质量具有重要影响，通过对培养条件的调控，可以实现对产品质量的可控制。
3. 生产成本低：相比传统的化学合成方法，生物发酵技术能够降低生产过程中的能耗和原料成本，提高资源利用效率，从而降低了生产成本。
四、生物发酵技术在生物制药中的未来发展方向1. 高效表达系统的研究：当前，科学家们正在研究开发更高效的蛋白质表达系统，以提高蛋白质药物的产量和纯度。
2. 代谢工程的应用：代谢工程是通过改变微生物的代谢途径和调控代谢网络，以实现高效产物合成的技术。
未来，代谢工程将在生物发酵技术中发挥重要作用。
3. 微生物菌株改良：通过基因工程技术对微生物菌株进行改良，使其具备更高的产物合成能力和更强的抗逆性，将进一步提高生物发酵技术的效率和稳定性。
微生物电化学技术去除水体中抗生素的研究进展
微生物电化学技术去除水体中抗生素的研究进展微生物电化学技术去除水体中抗生素的研究进展近年来，随着抗生素的广泛应用，水体中的抗生素污染问题逐渐引起人们的关注。
由于抗生素的广泛应用导致许多抗生素残留在水体中，对环境和人类健康造成潜在风险。
因此，寻找一种高效、低成本、环境友好的方法去除水体中的抗生素显得尤为重要。
微生物电化学技术是一种利用微生物在电极表面的活性产物氧化还原反应来降解水体中有机物的方法。
它是一种全新的技术，可以通过调控电解池，在微生物的作用下，使抗生素分子氧化还原反应，从而将其降解为无毒物质。
由于微生物电化学技术具有高效、低成本、环境友好等优点，越来越多的研究开始关注其在水体中抗生素去除方面的应用。
微生物电化学技术尤其适用于抗生素降解的研究。
研究人员通过选取产电性强、耐受性强的细菌，并与电极表面形成生物膜，形成电化学活性区域。
在适当的实验条件下，细菌能够利用电极作为电子受体供给呼吸和生长过程中所需的电子，同时利用有机物作为碳源进行生长。
在这个过程中，抗生素分子与细菌产生相互作用，从而降解抗生素分子。
研究发现，微生物电化学技术去除水体中的抗生素具有显著的优势。
首先，微生物电化学技术在抗生素降解方面表现出极高的降解率和去除率。
研究人员通过实验证明，微生物电化学技术可以在较短时间内去除水体中的抗生素，且去除率可以达到90%以上。
其次，微生物电化学技术具有低成本的优势。
相比传统的物理化学方法，微生物电化学技术不需要大量的化学药剂投入，节省了成本。
同时，通过微生物的自动修复功能，电解池的寿命可以得到有效延长。
再次，微生物电化学技术是一种环境友好的方法。
生物电化学反应不会产生有害物质和二次污染，对环境没有负面影响。
此外，微生物电化学技术还具有灵活性强的优点，可以灵活调节反应条件，从而适应不同抗生素的降解。
尽管微生物电化学技术在抗生素降解领域已取得了显著的进展，但仍然面临一些挑战。
首先，微生物的选择和电极表面的生物膜构建是微生物电化学技术研究的关键环节。
生物科学在医学中的应用
Part Three
生物科学在临床医 学中的应用
肿瘤免疫治疗
原理：利用免疫系统攻击肿瘤细胞 治疗方法：免疫检查点抑制剂、CAR-T细胞疗法等 优点：副作用小，针对性强，长期疗效好 挑战：如何提高治疗效果，降低副作用
干细胞治疗与再生医学
干细胞的定义和分 类
干细胞治疗的原理 和优势
干细胞在临床医学 中的应用案例
04 生 物 科 学 在 药 物 研 发中的应用
Part One
生物科学在医学中 的重要性
生物科学在医学中的基础研究
基因编辑技术：CRISPR-Cas9等，用于疾病治疗和预防 细胞治疗：干细胞治疗、CAR-T细胞治疗等，用于癌症、免疫疾病等 生物制药：抗体药物、疫苗等，用于传染病、癌症等 生物信息学：基因组学、蛋白质组学等，用于疾病诊断和治疗
Part Five
生物科学在医学中 的Leabharlann 来展望人工智能与生物科学的结合
人工智能在生物医学研究中的应用 人工智能在疾病诊断和治疗中的应用 人工智能在药物研发中的应用 人工智能在医疗保健服务中的应用
基因组学与精准医学的未来发展
基因组学在疾病诊断中的应用
基因组学在药物研发中的应用
精准医学在个性化治疗中的应 用
干细胞治疗的前景 和挑战
基因治疗与基因编辑
基因治疗：通过基因工程技术，将正常基因导入患者体内，以纠正或补偿基因缺陷 基因编辑：利用基因工程技术，对患者体内的基因进行修改，以达到治疗疾病的目的 基因治疗与基因编辑的应用：在遗传性疾病、肿瘤、免疫疾病等领域具有广泛的应用前景 基因治疗与基因编辑的挑战：技术难度大、伦理问题、安全性问题等
基因组学与精准医学在公共卫 生中的应用
细胞治疗与再生医学的潜力与挑战
《生物技术制药》课程笔记
《生物技术制药》课程笔记第一章：绪论一、生物技术的发展史1.1 生物技术概述生物技术是指人们利用微生物、动植物体对物质、能量、信息进行操纵的技术。
它广泛应用于食品、农业、环境保护、能源、医药等领域。
1.2 生物技术的发展简史生物技术的发展可以分为三个阶段：（1）传统生物技术阶段：早在公元前22世纪，中国就开始了酿酒、制酱、制醋等传统生物技术应用。
此后，世界各国也逐渐发展了各自的发酵技术。
（2）现代生物技术阶段：20世纪初，科学家们开始研究酶和微生物，发现了遗传物质DNA和RNA，并逐步揭示了生物体的遗传密码。
这一阶段的代表性成果包括抗生素的发现、遗传工程的创立以及生物制品的生产。
（3）生物技术革命阶段：20世纪70年代末，基因工程技术的发展使生物技术进入了一个新的时代。
基因克隆、基因编辑、基因组学等技术的突破，为生物技术在医药、农业、能源等领域的应用开辟了广阔前景。
二、生物技术药物1.2.1 生物技术药物概述生物技术药物是指利用生物技术方法生产的药物，主要包括蛋白质药物、抗体、疫苗、寡核苷酸药物等。
1.2.2 生物技术药物的特性生物技术药物具有以下特点：（1）高特异性：生物技术药物针对性强，能够精确作用于疾病相关分子。
（2）低毒性：生物技术药物通常来源于自然界中的生物体，毒副作用较低。
（3）复杂性：生物技术药物的结构复杂，生产过程需要严格控制条件。
（4）生产成本高：生物技术药物的生产设备、工艺和原材料成本较高。
三、生物技术制药1.3.1 生物技术制药概述生物技术制药是指利用生物技术方法生产药物的过程。
它主要包括基因工程、细胞培养、蛋白质工程等技术。
1.3.2 生物技术制药特征生物技术制药具有以下特征：（1）生产过程高度自动化、精确化。
（2）药物作用机制明确，针对性强。
（3）生产周期较长，生产成本较高。
（4）药物质量和安全性要求严格。
1.3.3 生物技术在制药中的应用生物技术在制药领域的应用主要包括：（1）生产生物技术药物，如蛋白质药物、抗体、疫苗等。
抗生素的种类与应用
抗生素抗生素是由生物包括某些微生物、植物和动物产生的次级代谢产物，在一定浓度下有选择地抑制或杀灭其他微生物或肿瘤细胞的一类化学物质的总称。
自1940年以来，青霉素应用于临床，现抗生素的种类已达几千种。
在临床上常用的亦有几百种。
1.抗生素分类：抗生素的分类可以从各种不同角度进行分类，如生物来源、作用、化学结构、作用机制、生物合成途径等方面。
抗生素的分类主要包括十个方面：(1)β-内酰胺类、青霉素类和头孢菌素类。
其分子结构中含有β-内酰胺环。
(2) 氨基糖甙类，包括链霉素、庆大霉素、卡那霉素、小诺霉素、阿斯霉素等。
(3) 四环素类，包括四环素、土霉素、金霉素及强力霉素等。
(4) 氯霉素类，包括氯霉素、甲砜霉素等。
(5) 大环内脂类，临床常用的有红霉素、白霉素、麦迪霉素、交沙霉素等。
(6) 作用于G+菌的其它抗生素，如林可霉素、氯林可霉素、万古霉素、杆菌肽等。
(7) 作用于G-菌的其它抗生素，如多粘菌素、磷霉素、环丝氨酸、利福平等。
(8) 抗真菌抗生素，如灰黄霉素。
(9) 抗肿瘤抗生素：如丝裂霉素、放线菌素D、博莱霉素、阿霉素等。
(10) 具有免疫抑制作用的抗生素，如环孢霉素。
2. 抗生素针对疾病举例：2.1青霉素毒性很小，由于β-内酰胺类作用于细菌的细胞壁，而人类只有细胞膜无细胞壁,对人类的毒性较小，除能引起严重的过敏反应外，在一般用量下，其毒性不甚明显。
是化疗指数最大的抗生素。
但其青霉素类抗生素常见的过敏反应在各种药物中居首位，发生率最高可达5%～10% ，为皮肤反应，表现皮疹、血管性水肿，最严重者为过敏性休克。
使用本品必须先做皮内试验。
青霉素过敏试验包括皮肤试验方法（简称青霉素皮试）及体外试验方法，其中以皮内注射较准确。
青霉素可用于治疗流性脑脊髓膜炎、放线菌病、淋病、奋森咽峡炎、莱姆病、多杀巴斯德菌感染、鼠咬热、李斯特菌感染、除脆弱拟杆菌以外的许多厌氧菌感染等。
风湿性心脏病或先天性心脏病患者进行口腔、牙科、胃肠道或泌尿生殖道手术和操作前，也用青霉素预防感染性心内膜炎发生。
微生物学在医学中的应用
微生物学在医学中的应用微生物学是研究微生物（包括细菌、病毒、真菌、寄生虫等）的科学，它有着广泛的应用，其中医学领域是它应用最广泛的一个方向。
微生物学在医学中的应用主要包括以下几个方面。
一、微生物在疾病诊断中的应用1.细菌培养细菌培养是细菌学中最基本的实验技术之一，也是诊断病原菌最重要的手段之一。
通过培养，可以得到细菌的单一纯种，进一步进行鉴定和药敏试验，确定病原菌种类和药物敏感性，为治疗提供依据。
2.病毒检测病毒是许多传染病的致病根源，病毒检测可以帮助医生和研究者诊断病毒性疾病，制定相应的治疗方案。
病毒检测的方法包括血清学检测、PCR技术、免疫荧光等方法，其中PCR技术是目前常用的高效病毒检测技术之一。
3.真菌检测真菌感染是一种非常常见的疾病，真菌检测帮助医生确定感染类型和严重程度，所以也是非常重要的。
真菌检测常用的方法包括真菌培养、快速真菌检测技术、血清学检测等。
4.寄生虫检测寄生虫感染是一些热带地区经常出现的疾病，寄生虫检测有助于确定感染类型、严重程度和治疗方案。
寄生虫检测常用的方法包括血液检测、粪便检测、尿液检测等。
二、微生物在药物研发中的应用微生物在药物研发中有着重要作用，其中包括以下几个方面。
1.抗生素的发现和研制抗生素是临床上治疗细菌性感染必不可少的药物之一，而绝大部分抗生素都是从微生物中发现并提取出来的。
比如，青霉素最初就是由青霉属真菌所产生的一种抗生素，而阿奇霉素则是由镰刀菌属真菌所产生的一种。
2.疫苗的研发疫苗是预防传染病的最有效工具之一，大部分疫苗都是以微生物基础研究为基础的。
例如，百日咳疫苗是由百日咳杆菌制备的，流感疫苗则是由多种不同的流感病毒制备并混合而成的。
3.药物筛选微生物在药物筛选中也起到了重要的作用。
在药物研发过程中，首先需要在大量微生物中筛选出具有治疗效果的化合物，这些化合物可以被人工合成为新药，并用于临床治疗。
其中，金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等细菌常常被用于药物筛选。
微生物在生物制药中的应用
微生物在生物制药中的应用生物制药是利用生物学技术从生物源中提取有益物质或生产具有药物活性的产品的过程。
微生物在生物制药中的应用广泛而重要。
本文将探讨微生物在生物制药中的应用及其意义。
一、微生物在制药中的基础作用微生物在生物制药中扮演着关键的基础作用。
微生物中的许多种类具有天然产生药物的潜能。
例如，青霉菌可产生抗生素，酵母菌可产生酒精和抗菌肽，大肠杆菌可产生人类胰岛素等。
这些微生物代谢产物能够直接或间接地应用于制药过程中，为人类的健康贡献力量。
二、微生物在制药中的具体应用1. 抗生素的生产青霉菌是抗生素青霉素的主要生产菌株。
通过优化培养条件、加强发酵工艺控制等手段，可以提高抗生素的产量和纯度。
此外，利用基因工程技术还可以改良菌株，增强生产效率。
2. 蛋白质的表达许多重要的生物药物，如胰岛素、人血小板生长因子等，都需要大量的蛋白质表达。
大肠杆菌是常用的表达宿主菌株之一。
通过插入外源基因到大肠杆菌的表达载体中，可高效表达目标蛋白质，并进行纯化和制备。
3. 酶的生产酶在药物合成、食品加工等领域具有广泛应用。
利用微生物可以大规模生产酶，例如通过酵母菌表达、发酵等技术，生产纤维素酶、葡萄糖异构酶等酶类产品，提高生产效率和经济效益。
4. 疫苗的制备微生物在疫苗制备过程中起到至关重要的作用。
疫苗一般通过微生物培养生产，如通过培养流感病毒、乙肝病毒等以制备相应的疫苗，有效预防疾病的发生。
5. 生物反应器的应用微生物在生物反应器中的应用，如发酵罐、生物滤池等，可实现微生物的大规模培养和生产。
通过良好的反应器设计和操作控制，可以最大限度地提高产物的产率和纯度。
三、微生物在制药中的意义1. 提高药物产量和质量利用微生物生产药物可以实现大规模化、连续化生产。
通过对微生物菌株的选育和培养条件的优化，可以提高药物的产量和纯度，满足临床需求。
2. 降低制药成本相比于动植物源的药物原料，微生物菌体的生产成本较低，生产周期较短。
因此，利用微生物生产药物具有更好的经济效益，可以降低制药的生产成本，使药物更加普及和可及。
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CACAGTG(12/23)ACAAAAACC
泰乐菌素(tylosin)生物合成的最后一步是大菌素 (macrMin)在0—甲基转移酶催化下转化为泰乐菌素； SenoE．T．等发现高产的弗氏链霉菌中O—甲基转移酶 比活性也高，但与泰乐星产量不成比例，并积累有较多的 大菌素，故推测大菌素甲基化这一步反应可能是限速阶段；
第五章 现代生物技术在抗生素工业中应用
抗生素产业是生物医药产业的重要组成部分，在全球医 药市场6500亿美元的总规模中，抗生素占到6%-8%左右， 近年来世界抗生素市场的年均增长率约为8％。
我国整体抗感染药市场规模巨大，药品份额保持在25％30％左右，我国销售排名前50位药物中，抗生素占据14席， 前10位中，抗生素占据5席。
基因的特点
（3）抗生素生物合成基因除定位在染色体上 外，还发现有的定位在质粒上。
次甲霉素A生物合成基因就定位在天蓝色链 霉菌的SCP1质粒上。
二、克隆抗生素生物合成基因的方法
①阻断变株法； ②突变克隆法： ③直接克隆法； ④克隆抗生素抗性基因法 ⑤寡核甘酸探针法； ⑥同源基因杂文法； ⑦在标准系统中克隆检测单基因产物法。
重组DNA分子 受体菌
含重组分子的转化菌
④克隆抗生素抗性基因法
抗生素生物合成基因和抗性基因是连锁的
一般抗性基因只有1—2kb，较易检测和克隆。
利用段。
⑤寡核苷酸探针法
链霉菌基因对密码子的利用有明显的不随机性，即DNA 中G十C的比例为70％以上，密码子第三位有90％以上常为G或C。
⑥同源基因杂交法
利用一种已克隆的抗生素生物合成基因片段 为探针，探测相关抗生素同源基因，最后分离及克隆 抗生素生物合成基因。
由于基因保守序列的同源性，利用同源基因 杂交法克隆化学结构类似的抗生素生物合成基因是比 较快速准确的方法。
⑦在标准系统中克隆检测单基因产物法
如果有单酶基因表达产物的检测方法，可以 利用鸟枪克隆法，把抗生素产生菌的DNA克隆到最常 用的宿主——变青链霉菌中，通过检测宿主菌中的个 别基因产物，筛选克隆子从而分离到相应的基因。
菌种筛选
菌种改良
生物技术
改进工艺
• 第一节 基因工程的应用
• 第二节 细胞工程和 酶工程应用
• 第三节 抗生素耐药性 与新药筛选技术
第一节 基因工程的应用
利用基因重组技术，提高现有菌种的生产能力和改 造现有菌种使其产生新的代谢产物。
目前克隆的抗生素合成基因已经有23种之多。通过 DNA重组技术，在适宜的宿主菌中将特定的抗生素基因 进行重组，产生了6种新 “杂合”抗生素。
GTGTCCAC
TGTTTTTGG
③直接克隆法
由于抗生素生物合成基因往往成簇存在，使得有可能克隆 整套生物合成基因。主要用于基因簇相对较小(＜30kb)的抗生 素生物合成基因。
但筛选阳性转化子的工作量比较大， 较大的生物合成基 因簇片段在宿主菌中不够稳定。
组织或细胞染色体DNA 限制性内切酶
基因片断 克隆载体
因此，有些抗生素生物合成酶被分离纯化后，就可能 获得这些酶的部分氨基酸序列。根据氨基酸序列推导设计出较 低程度简并性的基因序列，序列推测可能的DNA序列
ß-内酰胺类抗生素生物合成途径中的第一个有生物 活性的中间体是异青霉素N是由pcbC基因编码的异青霉素N合成 酶（IPNS）酶促形成的。这种基因是采用“反向遗传学”方法 克隆到的。
利用这一特性，成功地预测了链霉菌的酪氨酸酶 基因以及红霉素链霉菌的红霉素抗性基因的转录方向。
基因的特点
（2）根据对不同化学类别的抗生素生物合成 基因的定位研究，发现参与每种抗生素生物合成的基 因约为l0一30个，几乎总是成簇存在的，如次甲霉素、 新霉素、红霉素、紫霉素、卡那霉素、土霉素、链霉 素、嘌罗霉素、氯霉素的生物合成基因都在一个基因 簇中。
牛津大学的Abraham和同事首先纯化了IPNS ．礼莱公 司的研究者则获得其N末端氨基酸序列。根据已知的氨基酸序 列，以合成的寡核苷酸为探针，通过杂交来识别含有相关DNA 序列的克隆体、经DNA序列分析发现一个可读框．并能在大肠 杆菌中表达，这种重组大肠杆菌可产生IPNs，故证实已克隆到 了Pcbc基因。
①阻断变株法
通过—系列阻断变株的互补结果来确定被克 隆DNA片段的性质。
首先经诱变获得一系列生物合成阻断变株， 从野生型菌株中分离DNA，与载体连接后转入阻断变 株，以抗生素表型的恢复作指标，克隆生物合成不同 阶段的酶基因。
放线紫红素(actinorhodin)是天蓝色链霉菌 产生的酸碱条件下由红变蓝的指示剂抗生素。根据色 素差异和合成反应，将76株突变体按表型分为Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ组，每组代表不同生物合成步骤 发生的损伤。
对一些抗生素的生物合成基因和抗性基因的结构、 功能、表达和调控有了较深入的了解，利用重组微生物来 提高已知代谢物的产量和发现新产物已引起高度重视。
一、抗生素生物合成基因的特点
（1）链霉菌抗生素生物合成基因结构的典型特征 之—，是高G—C碱基组成，(G—C)的百分含量达70% 以上。三联体密码子中的第3个碱基的G、C比例极高
用低拷贝质粒pIJ 922的BamHI位点从act+菌 株中克隆了一个25kb的片段，并转化阻断突变株，能 互补除act V以外的所有突变体。
在此基础上又组建了pIJ2303质粒，它能互 补所有7类突变体。所以，质粒pIJ2303上的外源DNA 片段携带了放线紫红素生物合成的全部信息。
②突变克隆法
三、提高抗生素量的方法
利用基因工程技术有目的地定向改造基因、提高基 因的表达水平以改造菌种的生产能力
1．增加参与生物合成限速阶段基因的拷贝数
抗生素生物合成途径中的某个阶段可能是整个合成 中的限速阶段，识别位于合成途径中的“限速瓶颈”，并 没法导入能提高这个阶段酶系的基因拷贝数，如果增加的 中间产物不对合成途径中某步骤产生反馈抑制，就有可能 增加最终抗生素的产量。