极端微生物的价值和利用现状
高级微生物学课程论文
题目：极端微生物的价值和利用现状
姓名：佀再勇
专业：微生物学
学号：2012304110037
学院：生命科学技术学院
2012年12月25日
极端微生物的价值和利用现状
摘要：极端微生物在极端环境中为了生存，在进化过程中逐渐形成了独特的结构和生理机能，它们具有特殊的遗传背景和代谢途径。研究它们的生理特点和适应机制对探索生命起源、微生物的育种及开发利用等具有重要的理论和实践意义。本文主要针对极端微生物的种类、分布、生理特点及适应机制来综述它们的利用价值和应用前景。
关键词：极端微生物;生理特点;适应机制；利用价值；应用前景
极端微生物(Extremophiles)，又称嗜极菌，是一些能够在极端环境下生长的微生物。包括嗜热、嗜冷、嗜酸、嗜碱、嗜压、嗜金、抗辐射、耐干燥和极端厌氧等多种类型的微生物。
开展极端微生物的研究，对于揭示生物圈起源的奥秘，阐明生物多样性形成的机制，认识生命的极限及其与环境的相互作用的规律等，都具有极为重要的科学意义。极端微生物中发现的适应机制，还将成为人类在太空中寻找地外生命的理论依据。极端微生物研究的成果，将大大促进微生物在在医药、食品、化工、环保等领域的应用。
１．嗜热微生物
１．１概述
极端嗜热微生物可分三类[1]：(1)极端嗜热菌,最适生长温度在65℃以上,最高生长温度超过75℃, 最低生长温度超过40℃。 (2)专性嗜热菌,最适生长温度在40℃以上,最高生长温度超过55℃。(3)兼性嗜热菌,既能在高于55℃下生长,又可在中温范围内生长。
嗜热微生物是生活在高温环境的微生物，在海底火山口及其周围区域、温泉、工厂高温废水排放区以及太阳辐射极高的地表等。在湿草堆和厩肥中生活着好热的放线菌和芽抱杆菌, 它们的生长温度在45 - 65℃的范围,有时甚至可使草堆自燃。
目前已发现20多个属，大多数是古细菌。最早发现嗜热微生物的地方是1965年美国黄石国家公园的热泉中, 其水温高达82℃。目前发现的最嗜热的微生物是一种叫做热叶菌的古菌，能在113℃的极端环境下生长[2]。最近美国Baross从火山喷口分离出的一些细菌甚至可生活在250℃环境中。俄罗斯地堪察加里的温泉里( 57℃- 90℃) 存在着红色栖红菌( Thermustuber) ;美国怀俄明州黄石国
家公园的热泉中, 一种叫热容芽孢杆菌（Bacilluscaldolyticus) 的细菌可在92℃- 93 ℃高温度中生存。2008年4月18日中国海洋报道，国家海洋局第三海洋研究所章晓波研究员等人从深海热液区样品中分离纯化到一株烈性高温噬菌体，并完成了基因组测序和蛋白质组学分析[2]。李安明等从四川康定热泉中分离一株厌氧嗜热菌, 其可发酵木聚糖。另外嗜热菌有些对温度要求较高，如斯坦福大学科学家发现的一种嗜热菌, 最适生长温度为100℃, 80℃以下即失活。１．2 嗜热微生物的耐热机制
微生物之所以耐高温，其机理主要有以下几方面：(1)绝大多数革兰氏阳性高温菌的细胞壁是由G—M 及短肽构成的三维网状结构，增加了细菌的耐热性；(2)嗜热菌细胞膜中含高比例的长链饱和脂肪酸和具有分支链的脂肪酸，胞膜中含有甘油醚化合物增强了膜的稳定性；(3)由于tRNA的C碱基含量高，提供了较多的氢键，故其热稳性高；另外有较高的周转速率[2]。硫化的核甘酸使tRNA 分子的构象变化受到限制并使邻近的碱基增加了堆聚力, 利于热稳定性[3](4)细胞内含大量的多聚胺；(5)胞内蛋白质热稳定性较高，主要是一级结构上各处微小作用的综合结果。卢柏松对110种分别来自嗜热和常温微生物的同源蛋白序列比较,发现两者的20种氨基酸组成、疏水性氨基酸组成、疏水性指数以及荷电氨基酸组成上均存在明显差别。嗜热型蛋白质中氨基酸组成多以Leu、Pro、Glu 和Arg 为主, 前者具有较高荷电氨基酸组成和平均疏水性。(6)许多酶类由于蛋白质一级结构的稳定及钙离子的保护，耐热性高；(7)新的研究还表明，专性嗜热菌株的质粒携带与抗热性相关的遗传信息[4] 。
１．3 嗜热微生物的应用
嗜热微生物的应用：
(1)利用菌体产生的酶。普通的酶在高温条件下失活是限制广泛运用的瓶颈。如从嗜热古细菌中分离出来用于PCR技术的Taq DNA聚合酶。
(2)利用菌体发酵生产多种酶制剂。如用极端嗜热菌生产纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶及菊糖酶这些酶制剂热稳定性好，催化反应速率高易于在室温下保存[4]。２．嗜冷微生物
２．１概述
能在5℃以下生长的嗜冷菌有两种类型, 一类是从海水和某些冰窖中分离到的, 对20℃以下稳定的低温环境有适应性, 20℃以上即引起死亡；另一类是从不稳定的低温环境中分离到的, 其最高生长温度可达30℃。
嗜冷微生物主要分布在冻土、冰窖、高山、深海和南北极等地区。已发现的嗜冷微生物有真菌、蓝细菌、古生菌、真细菌、藻类和酵母菌。如冷水中、冰箱中均存在着大量的耐冷菌。它们能在较宽的温度范围内生长，在许多低温环境中也可分离到。如Ray从南极土壤中筛到一株分泌酸性蛋白酶的耐冷菌[5]。２．2 嗜冷微生物的耐冷机制
嗜冷微生物在低温条件下细胞膜面积增大，提高了对营养物质的吸收能力[1]。嗜冷菌可以通过改变细胞膜脂类的组成来适应低温环境,细胞膜上饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的比例发生变化,不饱和脂肪酸的比例增大[6]。通过产生高柔顺分子构象的低温酶类以适应低温环境，维持嗜冷微生物正常的代谢活动。
当环境温度急剧下降时，可以合成冷休克蛋白，与mRNA结合后可促进翻译从而增强细胞抵御冷激胁迫的能力[7]。另外发现嗜冷菌tRNA转录后被修饰的程度较低，这些修饰仅是维持tRNA的基本结构，嗜冷菌中二氢尿嘧啶含量高，有助于tRNA 局部构象，较好的柔性和流动性这也是对低温的一种适应[8]。
２．3嗜冷微生物的应用
利用冷适应酶的高活性能讲解低温环境的污染物，用于环境保护。Leahy 等从土壤、淡水和海洋系统中分离的嗜冷微生物能广谱利用自然环境中存在的各种石油烃类污染物, 并将其作为唯一的能源[6]。低温发酵可生产许多风味食品并且可节约能源减少温菌的污染，分离自嗜冷菌的脂酶、蛋白酶及β-半乳糖苷酶在食品工业和洗涤剂中有很大的潜力，低温淀粉酶、蛋白酶可以减少面发酵的时间，提高面包质量。低温纤维素酶可应用于生物抛光和石洗工艺，嗜冷微生物的冷适应性对疫苗等现代医药的研究与开发有重要的推动作用。另外，可以进行植物保护，一些兼性嗜冷的假单胞菌可产生冰核蛋白，提高冰点，易使农作物遭受冻害。人们可以在农田中撒播不产生冰核蛋白的突变体菌株，使其占优势，减轻冻害对农作物造成的影响[9]。
３．嗜酸微生物
3.1 概述
可分为嗜酸型(acidophiles)和耐酸型(acidplis),前者是一类生长在pH 上限为3.0, 最适生长在1.0-2.5 之间的微生物。后者是一类生长在pH上限5.0, 最适生长pH 在3.0-4.5之间的微生物。若以菌种对营养要求，将分为化能自养菌和化能异养菌，前者已报道7个属5个种，后者已报道5个属10个种[5]。
此类微生物主要生长在酸性环境,硫矿和金属硫化矿酸性矿水,煤矿排出
水、含硫的酸性土壤、酸热泉、火山湖、以及人工形成的酸性环境。
３．2 嗜酸微生物的耐酸机制
研究表明，虽然嗜酸微生物生长的外部环境呈酸性, 但通过一定的机制其细胞内部的pH 值接近中性。细胞膜表面有大量金属离子可与周围的H+交换，同时定位有跨膜四聚体，这种跨膜四聚体形成一层坚固的单层膜，控制质膜对质子的通透性，保持对H+的低渗透性；细胞膜上的H+ 泵可有效地阻止H+ 进入细胞[6]。嗜酸菌细胞壁和细胞膜含有特殊的抗酸物质, 如Sulfolobus acidocaldarius 细胞膜中的环己烷和五环萜系衍生物和硫脂等嗜酸菌体内含有嗜酸酶；嗜酸菌携带有能编码酸稳定蛋白的基因[7]。从遗传学角度看，嗜酸菌具有能编码酸稳定蛋白质的基因，如铁氧化嗜酸细菌T.ferrooxidans中含铁质兰素基因，它可以编码稳定性的铁质兰素蛋白质[9]。
３．４嗜酸微生物的应用
(1)在生物冶金领域被广泛应用：化能自养型氧化硫硫杆菌等嗜酸菌，能够从金属硫化矿物里将铜、金等重金属浸出；1986 年南非在Fairview 金矿建成了一座日处理10 t 金精矿的细菌氧化提金厂, 首次实现难处理金矿的细菌氧化的工业化生产, 细菌氧化提金也随之迅速发展起来。(2)在酸矿废水处理、煤炭脱硫、污泥生物脱毒、重金属污染。土壤生物修复等环境净化领域，也发挥了重要作用。（3）人们也在尝试利用硫杆菌分解磷矿粉，通过提高其溶解度来增加磷矿粉的肥效。另外，嗜酸乳杆菌能抑制腐败细菌生长，提高肠道有益菌数量，由嗜酸乳杆菌发酵牛奶而来的嗜酸菌酸奶和以嗜酸乳杆菌为原料的营养品普遍用于日常保健中。（4）优越性和潜在的应用价值：其中嗜酸热古细菌还是耐高温酶的重要来源, 对它们的研究和应用无疑将开拓酶工业新的领域[10]。
４．嗜碱微生物
４．１概述
嗜碱微生物是指生活在碱性土壤、碱湖、碱泉、碱性污水等自然形成或人工形成的高pH 环境中的一类微生物（生长pH>8，最适生长pH 在10- 12 之间。碱微生物分为中性条件下不能生长的专性嗜碱微生物和中性甚至酸性条件都能生长的兼性嗜碱微生物两种类型。还有一种能在强碱环境下生长，但最适生长pH 值不在碱性范围内的微生物称为耐碱微生物。自从1928 年Downie A1W 发现第一个嗜碱菌Stueptoccus faecalis 以来, 大量不同类型的嗜碱菌已从土壤、碱湖、碱性泉甚至海洋中分离得到, 包括细菌、真菌和古菌。已分离到的嗜碱菌有
Bacillus (芽抱杆菌属)、Micrococcus (微球菌属)、Corynebaeterium(棒杆菌
属)、Streptomyees(链霉菌)、Pseudomonas (假单胞菌属)、Flavobaeterium(黄
杆菌属)和chromobacter (无色杆菌属)等的一些种。
４．2 嗜碱微生物的耐碱机制
与嗜酸微生物相似，虽然嗜碱微生物最适生长在pH10-12的碱环境中，主要取决于细胞壁所起的屏障作用和细胞膜对pH的调节作用。对嗜碱芽孢杆菌细胞壁成分进行分析并与枯草芽孢杆菌的细胞壁组分做了对比后发现, 除了肽聚糖外, 嗜碱芽孢杆菌细胞壁上还含有一些酸性物质, 如半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸、谷氨酸、天门冬氨酸和磷酸等, 这些酸性物质带有负电荷, 因此细胞表面可以吸附Na+ 和水合H+ , 并排斥OH-。
另外，通过依赖Na+循环的Na+ / H+ 反向运输系统和ATP驱动的H+将H+排入胞质内维持细胞内酸碱平衡保证生命大分子物质的活性和生理代谢活动的正常进行。相关嗜碱菌钠离子／氢离子反向运输的基因已经从嗜碱菌Bacillus －125中得到了克隆[9]。嗜碱微生物胞内含有高效碱性酶，是碱性微生物能够适应极端碱环境的重要因素。
４．3 嗜碱微生物的应用
碱性酶在碱性环境中高效、稳定，作为洗涤剂的生物添加剂广泛使用。去污剂溶液的p H 通常为8. 0 一10. 5 。由于嗜碱酶耐碱, 可用作去污剂的添加成洗涤试验表明, 去污剂中加入该耐碱蛋白酶, 显著提高洗涤效率[11]。有碱性蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶等已商品化，而且酶本身对环境友好，能完全被生物降解对环境友好。其中，碱性蛋白酶、碱性脂肪酶在环保、制药、食品、生物感应器等多个领域广为应用。碱性纤维素酶在碱性pH 范围内具有较高的活性和稳定性, 其酶活性不受去污剂和其他洗涤添加剂的影响, 不降解天然纤维素, 具备洗涤剂用酶的条件[12]。
另外，木聚糖酶能够水解木聚糖生成木糖和寡聚糖，可用来处理人造纤维废物和制造纸张。碱性β- 甘露聚糖酶可以作为食品和饲料添加剂，在纺织、石油、日化行业中也多有应用。
嗜碱菌作为一类有着特殊生理特征的微生物, 在环境的原位修复及元素地球化学循环方面有重要意义从碱性富砷的盐湖中分离出两种可转化As(V) 的还原嗜碱菌, 它们能够利用As(V) 作为电子受体, 通过改变砷的价态来影响和改变砷在自然环境中的分布以及影响砷对其他生物的毒性。
5. 嗜盐微生物
5.1 概述
目前发现的嗜盐微生物主要有三类: (1) 抗盐微生物, 最适生长盐浓度低于0.3 mo l/ L NaCl, 可生长的盐浓度小于1 mol/ LNaCl, 主要为肠道细菌和各种微藻, 如伸长盐单胞菌(Halomonaselongate) 和绿色杜氏藻(Dunaliellaviridis) (2) 中度嗜盐微生物, 最适生长盐浓度在0．5-2．5 mol/ L NaCl, 可生长的盐浓度在0.1-4.5mol/ L NaCl, 主要包括某些真细菌、蓝细菌和微藻, 如盐拟杆菌(Halobacteroides sp1 ) 和芽孢盐杆菌(Sporohalobacter sp1 ) 等 (3) 极端嗜盐微生物,最适生长盐浓度在3. 0-5.0 mol/ L NaCl, 可生长的盐浓度在1.5-5.0 mo l/ L NaCl, 主要有盐杆菌和盐球菌, 它们属于古细菌。
嗜盐菌主要生长在盐湖（中国的青海湖、美国大盐湖）、死海（黎巴嫩）、盐场等浓缩海水中，以及腌鱼、盐兽皮等盐制品上。崔恒林等从新疆地区艾比盐湖和艾丁盐湖卤水及泥土样品中分离了86株嗜盐古菌[13]。
5.2 嗜盐微生物的耐盐机制
各种嗜盐菌具有不同的适应环境机理：
(1) 嗜盐菌对高盐环境的适应性嗜盐厌氧菌、嗜盐硫还原菌以及嗜盐古菌是采用在细胞内积累高浓度钾离子(4-5mol/L)来对抗胞外的高渗环境。
(2) 嗜盐真核生物、嗜盐真细菌和嗜盐甲烷菌是在胞内积累大量的小分子极性物质如甘油、单糖、氨基酸及它们的衍生物, 这些小分子极性物质在嗜盐、耐盐菌的胞内构成渗透调节物质, 帮助细胞从高盐环境中获取水分, 而且这些物质在细胞内能够被迅速地合成和降解, 这对环境的改变有较强的适应能力。（3）嗜盐古菌采用胞内积累高浓度钾离子( 4-5 mol/ L) 来对抗胞外的高渗环境, 通过细胞膜上的H+ / Na+ 反向载体调节细胞内外K+ 和Na+ 的平衡, 并通过细胞膜上的细菌视紫质实现能量的初级转换。
（4）当细胞外盐浓度升高时, 中度嗜盐微生物细胞内的中性磷脂转化为带负电的磷脂, 一方面有利于和细胞外的Na+ 结合, 实现电荷平衡, 另一方面还可保持细胞膜的脂质双分子层结构, 以实现膜的完整性, 抵御外界较高的渗透压。
(5) 嗜盐菌细胞膜外具有一层六角形亚单位排列而成的S 层, S 层由硫酸化的糖蛋白组成, 由于含有硫酸基所以带有负电荷, 使得组成亚基的糖蛋白得到屏蔽, 在高盐环境中保持稳定[14]。
5.3 嗜盐微生物的应用
(1) 利用菌体发酵, 可生产离聚化合物如聚羟基丁酸( PHB) 可用于可降解生物材料的开发, 可生产胞外多糖、食用蛋白、添加剂、表面活性剂保健食品强化剂( 有治癌防癌效果) 、酶保护剂；还可用于海水淡化、盐碱地开发利用以及能源开发等[15]。
(2) 嗜盐古菌和紫膜蛋白能通过构型的改变储存信息, 可作为生物计算机芯片的新材料。嗜盐微生物细胞内含有的细菌视紫红质分子在光循环中经历了一个紫- 黄的过渡, 这一点可被用来开发用于信息储存和加工的全息介质[16]。
(3) 可用于高盐污水的处理。
６．总结
极端环境微生物是人类的丰富的潜在的生物资源，是非常珍贵的科研素材。随着培养技术水平的提高，很多不可培养状态的极端微生物获得了纯培养状态。特别是极端酶的研究进展很快，极端酶推动了传统酶制剂工业的发展,但是商业化的酶还很少，离我们预期的目标还有很大的距离。极端酶的研究, 大大拓宽了人们对酶的特性的认识和生物催化剂的应用范围。最重要的是极端酶的稳定机制尚不清楚,实际应用也为数不多。随着研究工作的深入开展，以及蛋白分子定点诱变与定向进化，蛋白组学等新的生物技术手段的运用，人们将对极端微生物及其活性物质的研究意义和应用价值会有更深入的认识。相信随着研究的持续深入以及基因重组技术的不断进步, 极端酶的开发和应用将会出现光明的前景。
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摘要 本文通过对历史文献的检索，从微生物生产维生素，微生物生产多价不饱和脂肪酸，微生物生产抗生素，微生物生产抗癌物质，微生物生产医用酶制剂等五个方面综述了微生物制药的研究进展。 关键词：微生物，制药，发酵工程 1.前言 随着生物技术的迅猛发展，在医药领域的许多方面取得了巨大的进展.，其中采用微生物制药，具有生产工艺简单，生产成本低廉，产品产量高，产品纯度高，可大规模工业化生产等优势，同样得到了巨大的发展。从传统工艺，如利用发酵工程生产抗生素、酶制剂以及B-胡萝卜素等；到现今的利用转基因技术生产干扰素、胰岛素、生长因子等几十种新药和疫苗。本文着重综述了微生物的发酵工程在医药研究和生产中应用的最近进展，主要包括生产维生素、多价不饱和脂肪酸、抗生素、抗癌物质医用酶制剂等五个方面。 2.研究内容 2.1.微生物生产维生素 维生素是六大生命要素之一, 为整个生命活动所必需。β-胡萝卜素、VC、VE是目前应用最为广泛，效果最为显著的三种维生素，它们的作用分别是：β-胡萝卜素是强力抗氧化剂, 有抑制癌细胞增殖和提高机体免疫力等作用。V C 和V E 均是抗氧化剂, 前者可阻止、破坏自由基形成，还具有激活免疫系统细胞的活力，刺激机体产生干扰素以抵御外来侵染因子。至于VE可产生抗体，增强机体免疫力。目前，上述的“三素”以实现了微生物工业化生产。 目前，β-胡萝卜素主要是由三孢布拉霉菌生产，在1998年，陈涛等[1]已经针对三孢布拉霉菌的特点，优化发酵工艺，在3M3的发酵罐中发酵120h，生产的β-胡萝卜素产量已达到1146.5mg/L。虽然，传统的工艺生产β-胡萝卜素的产量高，生产周期比较短，但是传统的工艺复杂，成本过高，不利于大规模工业化生产。故,目前许多课题组专注于开发新的生产β-胡萝卜素的菌种或改进传统工艺。据近年所发表的期刊文献，目前，采用红酵母发酵生产β-胡萝卜素是一种工艺简单，成本低廉的方法，虽然在产量方面较传统方法的低很多，但是该方法仍具有很大的发展潜力。何海燕等[2]采用粘红酵母R3-35摇瓶发酵84h，生产的β-胡萝
生物农药的发展与苏云金杆菌杀虫剂研究现状_刘保民
2011.01B 总第206期生物农药的发展 在全球范围内，由于农业病虫害所造成的农产品损失每年达到15%~25%.大规模地使用化学农药是当前控制害虫的主要策略。这一措施虽然对于稳定农业产量具有一定的积极作用，但是，由于化学农药的杀虫谱广，田间残效期较长，容易诱发害虫对其产生抗药性，特别是化学农药对农产品和环境的污染，导致妇女流产、婴儿畸变以及诱发人类癌症等各种疾病。因此，使用生物农药防治害虫越来越受到人们的重视。 1．生物农药发展概况 随着人类环境保护意识的增强，高效低毒的生物农药已成为当今农药的发展方向。生物农药是指非人工合成，具有杀虫、杀菌或抗病、除草能力的，并可以制成具有农药功效和商品价值的生物制剂，包括微生物源农药（细菌、病毒、真菌及其次生代谢产物）、植物源农药、动物源农药和抗病虫草害的转基因植物等。相对于常规的化学农药而言，生物农药具有作用方式独特，防治对象专一，对天敌等有益生物安全，用量小，降解快，对人、畜、环境风险性低，适用于病、虫、草害综合防治等特点。1992年，世界环境与发展大会曾明确指出，到2000年要在全球范围内控制化学农药的销售和使用，生物农药的用量达到60%，然而，目前生物农药在全球农药销售总量中仅占2%的市场份额，与预期目标相差甚远。因此，大力发展生物农药已经成为世界各国共同面临的重大任务。我国有关部门提出到2015年，要求生物农药的使用占农药总量的30%~50%，按此比例计算，当前我国农药耗用量每年达120万t，年需生物农药量至少在60万t以上。至2002年底，包括转基因棉花，我国生物农药年产量仅占到农药总产量的10%左右，推广应用面积占到农药总应用面积的12%左右。可见发展生物农药已经成为我国急待解决的重大问题之一。目前，我国正式注册的农药生产企业近2000家，品种约250种，年产量近40万t，总产量仅次于美国。其中，化学农药占农药总量的90%以上，生物农药所占比例不足10%，我国农药品种结构老化，高毒品种仍在继续使用，集中表现为“3个70%”，即杀虫剂约占农药总产量的70%，有机磷农药约占杀虫剂的70%，几个高毒老品种，如，甲胺磷、甲基对硫磷、敌敌畏等约占有机磷农药的70%，这种现状已不能适应现代农业生产发展和环境保护的要求。 生物农药在我国发展有两个高潮，即20世纪60年代-70年代和20世纪90年代以后。在前一个高潮阶段由于当时生物技术水平相对较低，满足不了生物农药对工艺、贮藏和运输要求的条件，除井冈霉素外，未形成有影响的产品。进入20世纪90年代以后，由于生物技术尤其是微生物技术的进步，为生物农药的开发提供了便利，形成了第二个高潮。据《农药登记公告》统计，我国已商品化的生物农药产品主要有以下几类：苏云金杆菌、核型多角体病毒、阿维菌素和农用抗生素等。 不同种类的生物农药各有特点，病毒类生物农药由于病毒无法离体培养，生产中需要大量养殖昆虫，从而使大规模生产受到限制；真菌类生物农药，由于大量培养抗逆孢子技术没有突破，致使产品的保存期和稳定性达不到农药登记的要求，造成规模化生产存在一定的难度；植物源农药由于需要种植大量植物，工业规模化生产受到土地、植被和生态保护等限制；动物源农药主要是被开发成仿生合成农药，直接开发成生物农药难度很大；转基因植物，由于安全性评价问题也影响其推广应用。以苏云金杆菌为代表的细菌类杀虫剂，由于 山西省芮城县生物农药厂刘保民 与 苏云金杆菌杀虫剂研究现状 27 AGRICULTURAL TECHNOLOGY&EQUIPMENT
生物制药技术现状及发展前景1
生物制药技术现状及发展前景 摘要：生物制药技术或称生物药物是集生物学、医学、药学的先进技术为一体，以组合化学、药学基因、功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在，世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期，生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域，尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用，生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一，这些进展可以帮助人类解决很多目前无法医治的疾病的治疗问题，彻底消除营养不良，改善食品的生产方式，消除各种污染，延长人类寿命，提高生命质量，为社会安全和刑侦提供新的手段。生物制药产业将是一个倍受投资者青睐的阳光产业，其市场前景是不可估量的。本文就生物制药现状，发展前景做出以下浅析：关键词：生物生物制药技术发展前景 一、生物制药现状： 1、我国生物技术药物的研究和开发起步较晚，但在国家产业政策特别是国家高 技术计划的大力支持下，使这一领域发展迅速，逐步缩短了与先进国家的差距，产品从无到有，基本上做至了国外有的我国也有，目前己有种基因工程药物和若干种疫苗批准上市，另有十几种基因工程药物正在进行临床验证，还在研究中的药物数十种。国产基因工程药物的不断开发生产和上市，打破了国外生物制品长期垄断中国临床用药的局面。目前，国产干扰素α的销售市场占有率已经超过了进口产品。我国首创的一种新型重组人γ干扰素并已具备向国外转让技术和承包工程的能力，新一代干扰素正在研制之中。 2、我国目前登记在册的生物技术企业共有家，但其业务真正涉及到基因工程的 企业却很少。目前，国内市场上国产生物药品主要是基因乙肝疫苗、干扰素、白细胞介素、增白细胞、重组链激酶、重组表皮生长因子等种基因工程药物。 组织溶纤原激活剂、白介素、重组人胰岛素、尿激酶等十几种多肽药品还进行临床、ⅱ期试验，单克隆抗体研制已由实验进入临床，型血友病基因治疗
微生物论文
微生物在环境保护中的作用和地位 （华南师范大学生命科学学院，广东广州 510631） 摘要：随着生物科技的发展和现在社会的环保要求日益强烈,人类越发重视利用微生物在处理环境污染物和环境监测等方面的应用，并取得了不少的成果。本文对当前人类环境现状和环境保护中所面临的各种问题做了简要的分析，并从废水、废气、固体废弃物处理及环境监测等几个方面介绍了微生物在环境保护中的应用和研究进展，分析了生物处理工艺的特点及优越性，展望了生物技术未来的发展方向和前景。 关键词：微生物环境保护应用 近年来，随着工业的高度发展、人口的急剧增长，人类在生产和生活劳动中产生的大量废弃物，如生活垃圾、工业生产形成的“三废”（废水、废弃、废渣）、农业生产中大量使用的化肥、农药等，进入人类赖以生存的环境，造成对生态系统的压力，当超过一定限度时，生态系统的结构与功能受到破坏，导致生态环境恶化与失衡，从而给人类自身带来严重危害。 当前，如何提高人类对保护和合理利用自然资源的认识，防止自然环境受到污染和破坏；加强对受到污染和破坏的环境的综合治理；协调好人类与环境的关系，保障经济社会的持续发展都是环境保护进程中面临的非常现实的问题。 通过对生态的研究，我们知道，微生物在地球生态系统物质循环过程中充当分解者的角色，起着“天然环境卫士”的作用。而且微生物种类繁多，分布广泛，资源丰富，是人类最宝贵、最具开发潜力的资源库。在污染物的降解转化、资源的再生利用、无公害产品的生产开发、生态保护等方面微生物都能发挥重要作用。 此外，由于环境污染物一般来讲性质相对稳定，难于用物理或化学方法将其进行无害化处理，而生物过程是以酶促反应为基础，反应过程是常温常压和接近中性的条件下进行的，这与物理、化学法相比，利用微生物处理环境污染物具有投资省，费用少，耗能低，效果好，过程稳定，操作简便的优点，更重要的是可基本达到无害化。因此，最大限度地利用微生物所具有的净化环境的作用,无疑对环境保护具有重要意义。 1 微生物对污染物的降解与转化 人类在生产与生活中常常会释放到水体、大气和土壤各种各样的污染物，造成对环境和人类自身不利的影响，这些物质包括农药、污泥、烃类、合成聚合物、重金属及放射性物质等。总体上可分为无毒和有毒两大类，前者如纤维素、淀粉、后者如苯酚、多氯联苯、氰化物、重金属等。各种污染物对人类的危害有的短时间内直接表现出来，而有的则具有长期性和积累的特点。 微生物在自然界分布广泛，具有遗传多样性和代谢类型多样性，因此释放于环境中的几乎所有的有机物都能被微生物降解与转化。同时，微生物具有个体小、繁殖快、易变异和适应力强的特点。微生物可以通过形成诱导酶、产生新的突变体和产生新的酶系、与其他微生物进行共代谢、获得降解性质粒等多种途径实现对污染物的分解和转化。 1.1化学农药的微生物降解 化学农药包括各种人工合成的除草剂、杀虫剂、杀菌剂等化学药物，目前生产中使用的农药主要是有机氯、有机磷、有机硫农药。大部分的农药会在土壤中残留，吸附于土壤，并以空气、地表水扩散至更远的范围，从而对生态系统中的动植物、微生物以及人类自身造成影响。农药在土壤中残留的时间除与土壤和气候有关外，更主要的是决定于药物本身的性质
微生物制药研究进展和发展趋势
微生物制药研究进展和发展趋势 现如今,随着医学的不断进步发展,微生物药物的应用越来越广泛,最开始的微生物药品为沿用至今的抗生素类药物。然而,随着科学技术的不断完善,抗感染、抗肿瘤等微生物药物已经满足不了人们对药物的需求。医疗科学需要不断进步与发展,进而免疫调节剂、抗氧化剂等药物相继推出[1,2]。但是人们的生活在日益变化着,微生物也会跟随着人类的脚步而慢慢变化。因而,针对不同微生物的药物需要不断进行改进与创新,才能确保人们在生产发展过程中的药物需求,保证人类的健康发展。本文探讨微生物在现实生活中的应用问题,综述了微生物制药研究进展,对微生物的制药前景进行了展望。 1 微生物制药概述 微生物的制药技术是属于工业微生物技术的最主要的组成部分。而人们使用最早的药物就是抗生素类药物,随着医疗技术的不断推陈出新,抗氧化剂、受体拮抗剂等药物的活性远远超过了抑制某些微生物生命活性的范围。而微生物药物是属于微生物的代谢产物,因此在微生物药物的生物合成机制、筛选的研究程序及生产工艺等方面,与抗生素药物都有着相似的特点。而微生物药物就是微生物产生的具有生理活性的次级代谢产物,微生物药物的生产技术实则为微生物制药技术,需要技术操作人员对微生物的制药工程掌握熟练,达到理论知识与实践操作的结合。 2 微生物制药的研究进展与展望 生物制品的研究进展 生物制品是人工免疫中用于预防、治疗和诊断传染病的来自生物体的各种制剂的总称。而生物制品一般分为免疫血清、细胞免疫制剂、免疫调节剂、疫苗等。免疫血清微生物药物的使用,在血清学实验中具有重要的检验价值,最突出的便是“肥达反应”,并且这一检验技术在临床上的应用较为广泛,为临床的正确诊断提供时效性价值。还可以利用免疫血清对人工进行人工被动免疫,可以使机体即刻获得免疫力,从而达到治疗效果及预防疾病的目的。但是,免疫血清的抵抗性并非机体所产生,维持的时间较短,需要不断进行改进。疫苗的药物功能也是对疾病进行预防,特别是对流感病毒的治疗与预防,但是疫苗长时间的接种,流感病毒的型号会不断更换,因而疫苗对于某些特点的流感病毒或细菌也会逐渐失去药物性质。 抗生素的研究进展
微生物发展历程及前景展望
微生物学发展历程及前景展望 微生物学（microbiology）生物学的分支学科之一。它是在分子、细胞或群体水平上研究各类微小生物的形态结构、生长繁殖、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律，并将其应用于工业发酵、医学卫生和生物工程等领域的科学。 微生物学是高等院校生物类专业必开的一门重要基础课或专业基础课，也是现代高新生物技术的理论与技术基础。基因工程、细胞工程、酶工程及发酵工程就是在微生物学原理与技术基础上形成和发展起来的；《微生物学》也是高等农林院校生物类专业发展及农林业现代化的重要基石之一。随着生物技术广泛应用，微生物学对现代与未来人类的生产活动及生活必将产生巨大影响。 一、发展历程 （一）微生物学的经验时期 公元二千多年的夏禹时代，就有仪狄作酒的记载。北魏（386～534）贾思勰《齐民要术》一书中，详细地记载了制醋方法。我国古代人民也发现豆类的发酵过程，从而制成了酱。 十一世纪时。北宋未年刘真人就有肺痨由虫引起之说。意大利学者Fracastoro 认为传染病的传播有直接、间接和通过空气等几种途径。 在预防医学方面，我国自古以来就有将水煮沸后饮用的习惯。明李时珍的《本草纲目》中，亦有对病人穿过的衣服应该进行消毒的记载。 我国古代人民，创用了预防天花的人痘接种法。大量古书证明，我国在明代隆庆年间，人痘已经广泛使用，并先后传至俄国、日本、朝鲜、土耳其、英国等国家，人痘接种是我国对预防医学的一大贡献。 （二）实验微生物学时期 1.微生物的发现 首先看到微生物的是荷兰人列文虎克。他于1676年创制了一架原始显微镜，正确地描述了微生物的形态有球形、杆状、螺旋样等，为微生物的存在提供了有力证据。 法国科学家巴斯德首先实验证明有机物质的发酵与腐败是由微生物引起。巴斯德的研究开始了微生物的生理学时期。自此，微生物学开始成为一门独立的学科。 巴斯德创造了巴氏消毒法。随后，英国外科医师李斯德创用石碳酸喷洒手术室和煮沸手术用具，以防止外科手术的继发感染，为防腐、消毒以及无菌操作打下基础。 微生物学的另一奠基人是德国学者郭霍。他创用固体培养基，使有可能将细菌从环境或病人排泄物等标本中分出成为纯培养，便于对各种细菌分别具体研究。后又创用了染色方法和实验性动物感染，为发现各种传染病的病原体提供有利条件。 2.免疫学的兴起 十八世纪末，英国医师Jenner创制牛痘苗来预防天花，为预防医学开辟了广
生物制药技术的发展现状及未来趋势分析
生物制药技术的发展现状及未来趋势分析 发表时间：2017-10-09T15:58:10.300Z 来源：《健康世界》2017年14期作者：徐金龙 [导读] 本文以生物制药技术的现状为出发点，对其未来发展趋势进行了分析。 哈药集团生物工程有限公司黑龙江哈尔滨 150025 摘要：随着经济的发展和科学技术的不断提升，人们对健康的重视程度也在不断提高，这对生物制药技术提出了更高的要求。目前，我国的心脑血管、恶性肿瘤、癌症等疾病正在呈逐年上升的趋势，迫切需要新的制药技术进行支持，控制和缓解疾病，延长人类的寿命，提高人类的生存质量，为社会的发展贡献力量。因此，本文以生物制药技术的现状为出发点，对其未来发展趋势进行了分析。 关键词：生物制药技术；现状；趋势 医疗事业的科技化在当今社会已经非常明显，很多高新技术逐渐被应用到了医疗领域，所取得的效果也是很乐观的。这些生物制药科技的发展为我国生物制药产业的健康发展奠定了很好的基础。但目前我国生物制药技术与发达国家还存在很大差距，还有许多需要改善的地方。因此，我国生物制药技术的发展要充分结合国情，将我国古代的医学融入进来，并充分吸收外国的先进思想和技术，推动我国生物制药技术取得更加明显的进步。 一、我国生物制药技术的发展现状 我国生物制药技术是在改革开放之后取得迅速发展的，在发展的过程中不仅有很多进步和可人的成绩，也存在着一些制约发展的影响因素。 （一）我国在生物制药技术方面取得的进步 第一，生物制药技术的发展，提高了生物制药产业的发展效率，制药产业的规模不断扩大，制药企业的数量不断增多，所取得的效果十分可观。 第二，生物制药技术的发展，使得制药技术的应用范围不断扩大，其在目前发生率较高的疾病如：心脑血管、肿瘤等病症上临床实验效果较为突出，促使生物制药产品的需求量不断增多。 第三，生物制药技术在实践中是不断尝试和发展的，制药技术不断完善，人才素质不断提高，在很多制药企业内都已经形成了高素质的研发团队，为制药技术的发展奠定了坚实的人才基础。 （二）我国生物制药技术发展中存在的问题 我国生物制药技术与发达国家相比还处于不断探索的初级阶段，存在很多有待改善的问题。第一，生物制药资源没有实现高效率的分配。在我国生物制药各主体之间各自为营，争名逐利的现象是较为明显的，相互之间缺乏合作意识，在行业内没有形成共同研发的环境，这样只会导致各企业之间的制药技术和药品同质化趋势明显，资源浪费现象严重。 第二，我国在生物制药产权方面规范不足。由于我国对生物制药技术知识产权规范缺乏明确性，导致参与生物制药的研究人员缺乏产权意识，不尊重他人产权、冒用他人产权的现象时有发生。另外一些在生物制药方面取得真实成就的研究人员，忽视了产权的申报程序，导致自己的科研成果得不到有效的保护，制约了生物制药技术的发展[1]。 第三，规模化发展受限。我国生物制药技术自改革开放以来一直处于不断发生过程中，生物制药企业的规模和数量也在不断上涨，但这些企业多为小规模、低水平的企业，在生物制药技术的研发和资源配置上后备力量不足，产品的市场占有率有限，无法实现规模化的生产，很难发挥企业的规模效应。 二、我国生物制药技术的未来发展趋势 （一）生物制药技术的创新化发展 社会的发展和科学技术的进步，社会各领域需要创新化发展，这样才能够跟紧时代步伐，更好的迎合市场需求，推动自身的健全发展。生物制药技术的创新化发展主要从以下几个方面入手。一是制药企业要树立创新意识和创新理念，激发企业科研人员的创新思维，在企业内形成创新化的工作氛围[2]。生物制药企业可以通过奖励激励的方式整合企业内的技术资源，培养科研人员的创新水平；二是生物制药企业要加大创新型技术人才的培养，在技术和人才方面在增加投入，鼓励更多的新人参与到生物制药的过程中去，发散大家的思维，为生物制药注入新鲜的血液和思想，也提高企业人才的素质，为生物制药技术的发展夯实人资基础；三是发挥政府在生物制药技术方面的鼓励创新作用，政府要意识到创新对生物制药技术发展的积极作用，出台和落实一些新政策，为生物制药企业提供一些奖励和资助，推动生物制药技术的创新化发展。 （二）生物制药技术的规范化发展 我国生物制药技术在知识产权方面缺乏明确的规范，导致产品之间差异性不明显，这对生物制药技术和药企的发展是很不利的。因此，生物制药技术的规范化发展主要体现在知识产权的保护上。一是国家和相关部门要完善我国的知识产权体系，要将生物制药技术纳入到知识产权保护内容中去，并作为严格和重点的保护对象。通过法律的强制性保护能够为生物制药技术的研发和应用提供更加广阔的空间，营造更加适宜的环境；二是简化生物制药企业产品申报的程序，鼓励研发人员积极申报自己的专利，提高研发人员保护知识产权的自主性；三是加强生物制药企业知识产权的宣传，提高药企人员保护知识产权的意识，懂得如何利用法律武器维护自己的合法权益，促进生物制药技术向着规范化的方向发展。 （三）生物制药技术的集群化发展 在生物制药技术的不断发展中，生物制药企业要加强相互之间的联系性，不能各自为营，要发挥各自的优势资源，推动生物制药技术的集群化和产业化发展。因此，生物制药技术的集群化发展要从以下几个方面入手。一是加强各制药企业之间的联系和协调，将各企业中的优势资源进行整合和利用，营造和谐的行业氛围；二是争取政府扶持，建立国家级的生物制药技术产业基地，将人才、知识、技术等各种优势资源整合到一起，完善知识产权保护体系，发挥各资源集群化的效应，为生物制药技术的发展夯实技术基础。 结束语： 综上所述，我国的生物制药技术与西方发达国家相比还处于初期的起步阶段，对生物制药技术的国际化水平还有很大的差距，所以在
微生物毕业论文题目100例
微生物毕业论文题目100例 生物学中微生物学专业主要涉及微生物制药，环境能源微生物，临床微生物，生物发酵等类别，研究方向不同，论文题目选择也有所不同。以下整理了一些优秀的微生物毕业论文题目。希望对正在写论文的同学一个参考。 1、脲解型微生物诱导碳酸钙沉积研究 2、马铃薯连作对根际土壤微生物生理类群的影响 3、“食品微生物学”实验教学体系的改革与实践 4、病原微生物对人体健康的危害及检测 5、贺兰山东麓荒漠微生物结皮发育过程研究 6、原代鸡胚成纤维细胞中的污染微生物分析 7、油脂降解微生物的筛选及代谢能力影响因素研究 8、深海微生物硝化作用驱动的化能自养固碳过程与机制研究进展 9、地膜降解物对土壤微生物群落结构和多样性的影响 10、微生物酶技术在食品加工与检测中的应用 11、草莓不同生育时期根区微生物多样性及动态变化 12、台湾林檎叶片浸提液对致腐微生物的抑制效果 13、细胞、微生物及其相关培养技术 14、食品微生物学实验模块化教学体系的构建 15、有机无机缓释复合肥对土壤微生物量碳、氮和群落结构的影
响 16、东北传统豆酱发酵过程中微生物的多样性 17、不同教学方法在微生物学教学中的比较研究 18、环境微生物实验教学体系改革和管理 19、食品微生物学课堂教学改革与实践 20、应用型大学微生物学课程教学改革 21、关于有机磷农药的微生物降解技术研究探讨 22、外源汞添加对土壤微生物区系的影响 23、论研讨式教学在《食品微生物学》课程教学中的应用 24、采煤塌陷复垦区先锋植物根际微生物数量的变化 25、微生物实验室培养基的质量控制 26、食品微生物学双语教学模式的探索与实践 27、土壤微生物总活性研究方法进展 28、浅水湖泊沉积物中水生植物残体降解过程及微生物群落变化 29、应用型本科院校微生物实验模块化教学的探索与实践 30、外源生物炭对黑土土壤微生物功能多样性的影响 31、浅谈土壤微生物对环境胁迫的响应机制 32、秸秆还田深度对土壤微生物碳氮的影响 33、水质微生物学检验实验模块的教学探索与实践 34、高师院校微生物学课程探究式教学实践与思考 35、5种江西特色盆景植物根际微生物群落特征比较研究 36、生物工程专业《微生物学》双语教学探索
农药微生物降解研究进展32237
农药的微生物降解研究进展.txt25爱是一盏灯，黑暗中照亮前行的远方；爱是一首诗，冰冷中温暖渴求的心房；爱是夏日的风，是冬日的阳，是春日的雨，是秋日的果。摘要：综述了在环境中降解农药的微生物种类、微生物降解农药的机理、在自然条件下影响微生物降解农药的因素及农药微生物降解研究方面的新技术和新方法。文章认为，在农药的微生物降解研究中，应重视自然状态下微生物对农药的降解过程，分离构建应由天然的微生物构成的复合系，利用微生物复合系进行堆肥或把堆肥应用于被污染的环境是消除农药污染的一个有效方法。 关键词：微生物生物降解农药降解农药 20世纪60年代出现的第一次“绿色革命”为人类的粮食安全做出了重大贡献，其中作为主要技术之一的农药为粮食的增产起到了重要的保障作用。因为农药具有成本低、见效快、省时省力等优点，因而在世界各国的农业生产中被广泛使用，但农药的过分使用产生了严重的负面影响。仅1985年，世界的农药产量为200多万t[1]；在我国，仅1990年的农药产量就为22.66万t[2]，其中甲胺磷一种农药的用量就达6万t[3]。化学农药主要是人工合成的生物外源性物质，很多农药本身对人类及其他生物是有毒的，而且很多类型是不易生物降解的顽固性化合物。农药残留很难降解，人们在使用农药防止病虫草害的同时，也使粮食、蔬菜、瓜果等农药残留超标，污染严重，同时给非靶生物带来伤害，每年造成的农药中毒事件及职业性中毒病例不断增加[3～6]。同时，农药厂排出的污水和施入农田的农药等也对环境造成严重的污染，破坏了生态平衡，影响了农业的可持续发展，威胁着人类的身心健康。农药不合理的大量使用给人类及生态环境造成了越来越严重的不良后果，农药的污染问题已成为全球关注的热点。因此，加强农药的生物降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题，是人类当前迫切需要解决的课题之一。 这些农药残留广泛分布于土壤、水体、大气及农产品中，难以利用大规模的项目措施消除污染。实际上，在自然界主要依靠微生物缓慢地进行降解，这是依靠自然力量、不产生二次污染的理想途径。但自然环境复杂多变，影响着农药生物降解的可否和效率。近年随着对农药残留污染问题的重视，科学家们对农药生物降解进行了大量的研究，但许多问题需要进一步探明。本文整理出了近年来对农药生物降解的研究进展，提出存在的问题，建议有效的研究途径，旨在为加强农药的生物降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题提供依据。 1 农药的微生物降解研究进展 1.1 农业生产上主要使用的农药类型 当前农业上使用的主要有机化合物农药如表1所示。其中，有些已经禁止使用，如六六六、滴滴涕等有机氯农药，还有一些正在逐步停止使用，如有机磷类中的甲胺磷等。 表1 农业生产中常用农药种类简表[7] 类型农药品种 有机磷：敌百虫、甲胺磷、敌敌畏、乙酰甲胺磷、对硫磷、双硫磷、乐果等 杀虫剂有机氮：西维因、速灭威、巴沙、杀虫脒等 有机氯：六六六、滴滴涕、毒杀芬等 杀螨剂螨净、杀螨特、三氯杀螨砜、螨卵酯、氯杀、敌螨丹等 除草剂 2，4－D、敌稗、灭草灵、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等 杀菌剂甲基硫化砷、福美双、灭菌丹、敌克松、克瘟散、稻瘟净、多菌灵、叶枯净等 生长调节剂矮壮素、健壮素、增产灵、赤霉素、缩节胺等 人们发现，在自然生态系统中存在着大量的、代谢类型各异的、具有很强适应能力的和能利用各种人工合成有机农药为碳源、氮源和能源生长的微生物，它们可以通过各种谢途径把有机农药完全矿化或降解成无毒的其他成分，为人类去除农药污染和净化生态环境提供必要的条件。
微生物药物研究进展与发展趋势
微生物药物研究进展与发展趋势 摘要：微生物药物作为广泛使用的临床药物具有重要的地位。尤其是在抗感染、抗肿瘤、降血脂和抗器官移植排异方面具有不可替代的作用。自1929年青霉素被发现后20世纪4年代以来，已有上百种抗生素先后用于临床的细菌感染治疗、肿瘤化疗、降血脂以及器官移植康排异反应。总体上，由于微生物药物特别是抗生素的广泛应用使人类的寿命延长了15年。广义的微生物药物即由微生物发酵获得的药物现约占全球医药生产总值的50%。 1功能基因组学研究为创新微生物药物提供更多的药物靶标。 随着人类基因组学和微生物学要就的深入，近期将有5000个功能基因或蛋白被认为是潜在的药物靶标，是20世纪末已经确定的药物靶点的10倍以上，这为微生物新药的筛选与发展奠定了更广阔的基础。具不完全统计，截止2009年，世界范围内已有2500种以上的病毒，582种细菌，100多种的真菌的基因组完成测序。与此同时，蛋白基因组学研究正在兴起，2002-2005年我国科学家领衔的“人类肝脏蛋白组学计划”，鉴定和发现了一大批有重要功能的蛋白质，构建了大规模的蛋白中数据库，系统测定了一部分人类重大疾病相关的蛋白质结构，全面系统的解析出108个独立蛋白质三维结构，发现了一批潜在的药物作用靶标，制备了国际上最大规模的蛋白质单克隆抗体库。 作为病原微生物来讲，功能基因组研究成果为微生物必须基因和治病基因的确定提供了前提。对于一般的病毒来讲，其整个基因组可
以编码10个左右的蛋白基因，其中有4~6个功能蛋白可作为药物靶标，如再加上特定的病毒的细胞辅助蛋白，可有10个以上的药物靶标。真菌的基因组在2、5-81、5mb，作为真核生物，其许多蛋白质是保守的，在生物的进化当中被保留下来，另一些蛋白在进化中被遗弃了，并代之以新的蛋白基因。通过与人类功能基因的比较，找出真菌必需的和与人类有差异的基因与蛋白，对医疗上重要真菌基因组的分析有可能抗真菌药物靶标。 2高通量药物筛选在微生物药物早期发现的应用，加速了苗头化合物的获得。 从土壤微生物中筛选抗生素，是现代规模化药物筛选的开端，随着高通量技术的发展，利用微生物发酵产物粗提品的药物筛选，由于重复性较差，活性成分纯化的难度大，限制了创新微生物药物筛选的速度和成功率，也是大的药物公司更倾向于利用组合化学制备的大规模化合物库的高通量药物筛选。虽然筛选效率大大提高，但得势不得利，其获得新的化学实体的数量并没有显著提高，而且随着新药标准的提高，新的化学实体反而成下降趋势。因此，天然药物作为创新药物的筛选资源再度受到重视。而微生物次级代谢产物的相对于动植物次级代谢产物来讲，具有更易开发利用，不不破坏生态环境，可通过发酵大量获得和易于采用生物技术等优点。高通量微生物药物筛选模型已达150种，年筛选量已由“十五”期间的20万样次，发展到“十一五”期间的100万样次。就微生物药物的筛选规模和水平来讲，我国的创新微生物药物筛选已达到国际先进水平。
浅谈微生物在制药领域的应用
微生物在制药领域的应用 摘要：1.掌握抗生素的概念、制备、效价的微生物学测定法，了解抗生素产生菌的筛选方法及生产过程。 2.了解微生物在医药工业其他方面的重要应用。 关键字：抗生素制备产品质量检测 微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。 抗生素产生菌的分离和筛选 1.土壤微生物的分离 2.筛选 3.早期鉴别 4.分离精制 5.药理试验和临床试用 抗生素的制备： 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。 发酵阶段：发酵阶段是指微生物菌种在适宜的培养液内，在一定的培养条件下，微生物生长繁殖，生物合成所需产物的过程。 （1）菌种 发酵所用的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。菌种制备的整个过程要保持严格的无菌状态。 （2）孢子制备 胞子制备就是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。所用的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。此外，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 种子制备是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。 提取阶段 发酵结束后，只有对发酵液中的产物通过一系列物理、化学方法进行分离、提取及精制，才能得到合乎规定的纯品，此为微生物发酵的提取阶段。 （1）发酵液预处理 多数发酵产品如抗生素存在于发酵液内，有些存在于菌丝内。发酵液预处理包括除去发酵液内的杂质离子（Ca2+、Mg2+、Fe3+等）以及蛋白质，并利用板框压滤机，使菌丝与滤液分开，便于进一步提取。 （2）提取与精制
我国生物制药技术现状和发展趋势
我国生物制药技术现状和发展趋势 摘要：生物制药是以生物化学、免疫学等多学科为依托的高新技术产业。当前我国生物制药产业发展迅猛，日新月异，但也仍然存在着许多制约行业深度发展的问题，本文就我国生物制药的发展现状做了综述，并对其发展趋势做了深度探讨。 关键词：生物制药生物技术行业发展 广义的生物技术药物包括，生物技术药物、生化药物、生物制品和基因组学药物。侠义的生物技术药物也称生物工程药物[1]，是指以基因重组技术为基础，借助生物化学、免疫学、微生物学等现代生物技术，或抗体工程、基因工程、细胞工程等现代生物工程手段，在分子、细胞或者组织、器官，以及个体水平进行设计操作，以达到发现、筛选药物分子靶标，或研制新型药物分子的目的等。 一、我国生物制药发展现状 我国生物技术制药起步比较晚，但经过多年来的发展，也具备了一定规模。当前，已经注册的生物技术类公司大约为400多家，其中，取得生物类药物试产或生产批文的企业占到了四分之一，并且主要分布在沿海经济发达省份，比如北京、江苏、浙江、上海、浙江、广东等地[2]。近十年来，我国生物制药发展迅猛，已经开发出一大批新药特药，解决了过去通过常规方法不能生产，或生产成本过高的技术性难题，这些生物类药品上市后对于治疗心脑血管疾病、肿瘤，以及内分泌疾病，起到了非常好的治疗效果，且具有生物技术药物共有的特点，即靶向性好，副作用普遍低于传统药物。 但是不得不承认，我国现阶段的生物技术药物还处于相对落后的阶段，较之欧美等生物制药产业发达的国家相比，还存在各种各样的问题。虽然近些年在政策扶持力度、财政专项拨款上已经有了较大改善，但是制约我国生物技术制药的瓶颈依然存在，具体有以下几点； 1.新药研发不足 我国的药品研发，无论是化学药物，还是生物技术制药，实际上都存在很大程度的欠缺，与发达国家相比，始终处于劣势，而一些世界制药行业龙头企业，一般研发费用占到销售收入的20%以上[3]，无论从对研发的重视程度，或者实际的资金投入上，都是我国制药企业无法企及的。到目前位置，经我国监管部门批准上市的生物制药产品中，仅有重组人p53腺病毒注射液和IFN-α-1b，其余均为仿制药[4]。据预测，未来生物制药的市场将集中在单克隆抗体、基因治疗药物、疫苗、反义药物和可溶性蛋白等五个方面，其中仅单抗一项，目前处于临床试验期的产品约为100个，我国生物制药在研发上还有很大差距[5]。 2.融资渠道不畅 作为高新技术产业，以及医药行业的行业特点，决定了生物制药公司前期需要投入巨大的资本，因此，除了企业的资本积累，以及政府的财政资助外，融资问题就变得至关重要。行业发展初期，风险投资机构对生物制药的发展，发挥着极为重要的作用，但因为投资收益较少，或资金收回时间过长，近几年来风险投资的力度大幅减少，已由全面投资向重点投资转变[6]。 3.研发成果转化困难 近些年来，我国在生命科学领域的发展有目共睹，某些领域已经居于世界领先地位，然而，在科研成果的转化方面，我国较发达国家仍然有较大差距，这在
环境微生物学论文
根据微生物的特点，谈谈为什么说微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友 人类的生存和发展与微生物息息相关的，要对微生物有全面的了解才能让微生物为人类所用。事物都具有两面性的，可以说微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友。 微生物对人类最重要的影响之一是导致传染病的流行。在人类疾病中有50％是由病毒引起。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。微生物导致人类疾病的历史，也就是人类与之不断斗争的历史。在疾病的预防和治疗方面，人类取得了长足的进展，但是新现和再现的微生物感染还是不断发生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，导致耐药性的产生，人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都与前次导致感染的株型发生了变异，这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。 微生物能够致病，能够造成食品、布匹、皮革等发霉腐烂，但微生物也有有益的一面。最早是弗莱明从青霉菌抑制其它细菌的生长中发现了青霉素，这对医药界来讲是一个划时代的发现。后来大量的抗生素从放线菌等的代谢产物中筛选出来。抗生素的使用在第二次世界大战中挽救了无数人的生命。一些微生物被广泛应用于工业发酵，生产乙醇、食品及各种酶制剂等；一部分微生物能够降解塑料、处理废水废气等等，并且可再生资源的潜力极大，称为环保微生物；还有一些能在极端环境中生存的微生物，例如：高温、低温、高盐、高碱以及高辐射等普通生命体不能生存的环境，依然存在着一部分微生物等等。看上去，我们发现的微生物已经很多，但实际上由于培养方式等技术手段的限制，人类现今发现的微生物还只占自然界中存在的微生物的很少一部分。 另外微生物还为人类带来巨大危害，如疫病的传播。并且微生物的遗传稳定性差，容易发生变异，引起疫病传播的新微生物种类总不断出现。 最近出现的超级病菌就是由于变异产生的一种耐药性细菌，这种超级病菌能在人身上造成浓疮和毒疱，甚至逐渐让人的肌肉坏死。更可怕的是，抗生素药物对它不起作用，病人会因为感染而引起可怕的炎症，高烧、痉挛、昏迷直到最后死亡。这种病菌的可怕之处并不在于它对人的杀伤力，而是它对普通杀菌药物——抗生素的抵抗能力，对这种病菌，人们几乎无药可用。2010年，英国媒体爆出：南亚发现新型超级病菌NDM-1，抗药性极强可全球蔓延。 MRSA是一种耐药性细菌，耐甲氧西林金黄葡萄球菌（Methicillin-Resistant Staphylococcus Aures）的缩写。1961年，MRSA在英国被首次发现，它的致病机理与普通金黄葡萄球菌没什么两样，但危险的是，它对多数抗生素不起反应，感染体弱的人后会造成致命炎症。在医院里，“肮脏的白大褂”臭名昭著。现在金黄葡萄球菌是医院内感染的主要病原菌，人们从外面带来各种各样的球菌，这些病菌附着在医生和护士们的白大褂上，跟着四处巡视，有时掉在手术器械上，有时直接掉在病人身上。在医院内感染MRSA的几率是在院外感染的170万倍。最令医生们头痛的是，由于MRSA对大多数的抗生素具抵抗力，患者治愈所需的时间会无限拉长，最终转为肺炎而死。很幸运，至今这种多重耐药性的超级病菌仍然只在医院里传播。 钟南山教授提到，“超级细菌”是革兰氏阴性杆菌、肺炎克雷伯菌、大肠杆菌或不动杆