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1、碳源包括糖类、有机酸、脂类和蛋白质类,一、发酵菌的物质需求碳源,糖代谢特点：细胞吸收葡萄糖后，进行糖酵解，大部分葡萄糖分解为丙酮酸，进一步被还原为乳酸，乳酸分泌到胞外并在培养液中积累。,葡萄糖代谢旺盛，会产生大量的乳酸，对细胞产生毒性。,丙酮酸还可转化为乙酰辅酶A，进入三羧酸循环，彻底氧化产生CO2和水。小部分（48）葡萄糖进入戊糖磷酸途径，把葡萄糖转化为4、5、7碳糖和还原力NADPH，5碳糖用于核酸合成，其他中间产物进入脂肪酸代谢、核酸代谢和氨基酸代谢。,酪蛋白水解产生的脂肪酸，作为碳源与能源，是迟效碳源,不同工程菌利用碳源的能力不同。葡萄糖优先利用会造成培养基的酸化，在发酵控制中是一个值
2、得注意的问题。,氮源 为工程菌生长主要提供氮素来源，如氨基酸和蛋白质、核苷和核酸及其他含氮物质。,工程菌可直接很好地吸收利用无机氮如氨水、铵盐等，一般不能利用硝态氮，因为缺乏把NO3转化成NH4的酶体系。几乎都能利用有机氮源如蛋白胨、酵母粉、牛肉膏、黄豆饼粉、尿素等。,不同工程菌对氮源利用能力差异很大，具有很高的选择性。有机氮源的利用程度与细胞是否产生分泌相应的降解酶有关，能分泌大量的蛋白酶，降解蛋白胨等，然后吸收利用。,氨基酸氨基酸是蛋白质和酶的组成单位。氨基酸还参与合成一些含氮化合物，核苷酸的四种嘌呤和嘧啶碱基、儿茶酚胺等含氮激素及神经递质等。氨基酸可通过生糖或生酮途径转变为糖或脂肪酸，间
3、接提供能量。,氨基酸代谢特点：吸收谷氨酰胺后，进入氨基酸代谢途径，通过脱氨、转氨等作用，合成其他必需和非必需氨基酸。,大多数谷氨酰胺在脱氨酶催化下，生成谷氨酸，并释放氨，对细胞产生毒性。小部分谷氨酰胺通过转氨生成其他嘌呤、嘧啶和氨基糖等合成代谢的前体。,谷氨酸还原酶把谷氨酸转化为中间产物-酮戊二酸，进入三羧酸循环，为细胞提供能量。所以谷氨酰胺在细胞能量代谢中具有重要作用。谷氨酰胺与丙酮酸和草酰乙酸发生转氨作用，生成丙氨酸和天门冬氨酸，丙氨酸可进入培养液并积累。在快速生长的动物细胞培养体系，转氨作用是主要的代谢途径。,维生素维生素是一类微量的小分子有机生物活性物质，对代谢和生长起调节和控制作用。
4、,水溶性维生素包括B族维生素和维生素C。B族维生素以辅酶或辅基形式参与酶反应，主要调节酶活性和代谢活性。维生素C，抗坏血酸，在体内参与还原反应、羟化反应，促进胶原蛋白合成和粘多糖合成，抗氧化作用。,脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K四种。维生素A维持正常视觉和上皮组织。维生素D为视固醇类化合物，主要是调节钙磷代谢。维生素E即生育酚，是抗氧化剂，防止生物膜中磷脂的不饱和脂肪酸被氧化。维生素K，促进合成凝血酶原，促进血液凝固。,无机盐磷、硫、钾、钙、镁、钠等大量元素和铁、铜、锌、锰、钼等微量元素的盐离子，为工程菌生长提供必需的矿物质。无机盐是细胞代谢所需的酶的辅基，同时保持细胞的渗透压和缓冲pH
5、的变化。,磷是核苷酸和核酸的组成元素，磷脂等的组成成分。硫是氨基酸和蛋白质组成元素，钙参与细胞的信号传导过程。矿物质还参与细胞结构的组成、酶的构成和活性、调节细胞渗透压、胞内氧化还原电势，具有重要的生理功能。,Na和Cl参与生理电活动，维持水平衡、保持渗透压和酸碱平衡。离体培养为细胞提供足够的Na和Cl离子是基本条件，Ca2、Mg2，对细胞间的互黏稳定起重要作用。在离体培养时，螯合细胞间的Ca2和Mg2，可以达到分散细胞的目的。K、Cl等在维持酸碱平衡具有重要作用。,生长因子指维持细胞生长所必需的微量有机物，不起碳源和氮源作用。生长因子包括维生素、氨基酸、嘌呤或嘧啶及其衍生物、脂肪酸等。由于蛋白胨等天然成分含有各种生长因子，一般在工程菌的培养基中不单独添加。,细胞因子有表皮生长因子、成纤维细胞生长因子和神经细胞生长因子，根据不同细胞添加。,
