微生物生物技术研究进展:当前趋势和未来展望
Advances in
Microbial Biotechnology: Current Trends and Future Prospects
作者:Pradeep Kumar,Jayanta Kumar Patra & Pranjal Chandra
出版社:Apple Academic Press
索书号:Q93-33/A244/2019/Y
ISBN:9781771886673
藏书地点:武大外教中心
几千年来,微生物一直被用于供应面包、啤酒和葡萄酒等产品。传统微生物生物技术的第二阶段始于第一次世界大战期间,导致了丙酮-丁醇和甘油发酵的发展,随后是产生柠檬酸、维生素和抗生素等工艺。1970年代初,传统工业微生物学与分子生物学相结合,产生了促红细胞生成素、人类生长激素、干扰素等40多种生物制药产品。如今,微生物学是全球工业的主要参与者,特别是在制药、食品和化学工业。
初级代谢物是活细胞的小分子,它们是中间代谢途径的中间产物或终产物,是必需大分子的组成部分,或被转化为辅酶。食品和饲料工业中使用的初级代谢物包括:醇类(乙醇)、氨基酸(味精、赖氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、色氨酸)、风味核苷酸(5'-鸟苷酸、5'-肌苷酸)、有机酸(乙酸、丙酸、琥珀酸、富马酸、乳酸)、多元醇(甘油、甘露醇、赤藓糖醇、木糖醇)、多糖(黄原胶、结冷胶)、糖(果糖、核糖、山梨糖)和维生素 [核黄素 (B2)、氰钴胺素 (B12) ),生物素]。在氨基酸生产过程中,通过分离营养缺陷型突变体并部分使其缺乏需求,绕过了反馈调节。另一种方法是产生对所需代谢物的毒性类似物(即抗代谢物)具有抗性的突变体。营养缺陷型和抗代谢物抗性突变的组合在产生初级代谢物的微生物中很常见。
除了发酵的多反应序列外,微生物在进行生物转化过程中非常有用,在该过程中,化合物通过细胞中包含的一种或少量酶转化为结构相关的产物。生物转化有机体以几乎所有类型的化学反应而闻名。反应是立体专一的;最终的特异性以类固醇生物转化为例。生物转化的特点是产量极高,约为 90-100%。其他属性包括温和的反应条件和反应的耦合,使用含有几种串联工作的酶的微生物。
微生物产生的次生代谢物对健康和营养极为重要。作为一个包括抗生素、其他药物、毒素、生物杀虫剂和动植物生长因子的组,它们具有巨大的经济意义。次级代谢物在生产培养物的生长中没有任何作用(尽管在自然界中,它们对生产生物的生存至关重要),由某些受限制的生物分类群产生,通常由密切相关的生物的混合物形成。一个化学家族。最著名的次级代谢产物是抗生素。它们的目标包括 DNA 复制(放线菌素、博来霉素和灰黄霉素)、转录(利福霉素)、70-S 核糖体(氯霉素、四环素、林可霉素、红霉素和链霉素)的翻译、80-S 核糖体的转录(环己酰胺)、70-S 核糖体的转录和 80-S 核糖体(嘌呤霉素和夫西地酸)、细胞壁合成(环丝氨酸、杆菌肽、青霉素、头孢菌素和万古霉素)和细胞膜(表面活性剂,包括:多粘菌素和两性霉素;通道形成离子载体,如线性短杆菌肽;和移动载体离子载体,如莫能菌素)。自 1940 年以来,在医学、农业和基础研究中发挥着巨大作用的新型强效抗生素分子实际上出现了爆炸式增长。1996年,抗生素市场由160种抗生素组成,全球市值约为230亿美元。继续寻找新的抗生素,以便对抗不断演变的病原体、天然抗药性细菌和真菌,以及先前已产生抗药性的易感微生物;改善药理特性;对抗肿瘤、病毒和寄生虫;并发现更安全、更有效和更广谱的化合物。在寻找新抗生素的过程中,许多新产品是通过半合成对天然抗生素进行化学修饰而制成的。
1970 年代、1980 年代和 1990 年代对微生物遗传发现的革命性利用在很大程度上依赖于上述工业微生物学的坚实结构。生产重组蛋白的主要微生物宿主是大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、毕赤酵母、多形汉逊酵母和黑曲霉。重组微生物的使用为高等生物的成功应用提供了必要的技术和经验,例如哺乳动物和昆虫细胞培养,以及转基因动植物作为生产糖基化重组蛋白的宿主。在重组 DNA 技术发现后的四年内,基因工程细菌开始制造人类胰岛素和人类生长激素。这导致新公司的投资活动激增,主要致力于通过基因方法进行创新。较新的公司进入了生化工程和下游加工等各个领域。重组 DNA 技术的主要推动力一直在稀有哺乳动物肽领域,如激素、生长因子、酶、抗体和生物反应调节剂。
《微生物生物技术研究进展:当前趋势和未来展望》一书于2019年由Apple Academic Press出版社出版,作者是Pradeep Kumar,Jayanta Kumar Patra 与Pranjal Chandra。本书作为研究微生物技术的专业书记,全面系统地从农业、环境、人类健康等角度讨论了微生物技术带来的影响,为相关从业人员提供了详实的理论支撑。
除此之外本书还有以下特点:
1、本书不仅介绍了微生物技术的基础知识,还详细介绍了研究方法和技术,并结合具体实例的应用,使读者能够更加全面的了解微生物技术的应用领域。
2、索引文献丰富,证明了这本书的知识性,真实性。而且,这些索引文献绝大部分都是最新研究,让读者全面了解该领域的前沿进展。
3、在本书的最后,将出现的专业词汇都罗列出来,大大方便了大家在阅读过程中对微生物技术的专业术语的认知。
4、本书最鲜明的特点就是语言浅显易懂,对于初学者有很大的帮助。
本书目录
1.
应用微生物学在农业中的应用
2.
环境中的微生物
3.
微生物与人类健康
4.
微生物与纳米技术
兰天 武汉大学生命科学学院 博士研究生