上海化工第卷大力发展生物工程迎接新的技术革命浪潮新兹才丫户一陈陶声上海科技大学生物工程系在新的技术革命浪潮声中我国已将生,、、短产奶多产仔率高为特征的良种动物,。物工程列为国家重点发展的领域之一还可培育以抗病虫害和高蛋白等为特征的良。生物工程学是利用生物体特别是微生物的特殊功能以生产许多产品为人类造,种植物、福。它是一门生物学、微生物学、细胞学、一我国微生物工程的发展过程、遗传学生物化学和化学工程学等的综合性我国微生物工业的发展大致可分为三个。,科学就我国国情而论生物工程学在国民经。时期第一期为古法酿造时期,其产品为黄。,、、白酒酱油和醋等第二期自年这五十年为微生物工业的萌芽时期,济中应居重要位置在国民经济中兹就其原因说明如下采用生物工程技术所生酒、、产的微生物产品有很高价值在日本占国民其产品为啤酒酒精酵母和乳酸等第三,。期自年以迄于今,生产总值的我国微为微生物工业的发展,与电气设备相似、、、生物工业虽较发达但其总产值还低于日,时期丁醇,其产品有丙酮细菌淀粉酶。、、、蛋白酶糖化酶葡萄糖异构酶、、本在技术上生物工程具有投资省能耗,谷氨酸赖、、、、、、、低反应速度快环境污染较少以及用再生氨酸肌替辅酶腺三磷柠檬酸。、、资源作原料等优点葡萄糖酸长链二竣酸青霉素及其他抗生、、、、在工业上,采用生物工程可成倍提高各素半合成抗生素街体激素维生素、。并能以某些特殊微生维生素核黄素和赤霉素等新式发酵,种发酵产品的生产力,、、、工厂总数约有一千家连同为数更多的传统,物利用于能源开发环境保护金属冶炼。石油开采以及从废水中回收贵金属等在医药上,生物工程可以提高现有抗生。酿造工厂形成了新的发酵工业体系,值此新的技术革命大好时机若能利用,酿造工厂形成了新的发酵工业体系,值此新的技术革命大好时机、、素维生素街体激素及愉液等的生产力,并可采用基因工程新技术由基因菌大量生,酶工程和基因工程两个新技术对发酵技术,进行一次空前的改革则不但可使现有发酵,、、、产品的产量成倍增长且可生产更多更好的,产廉价的疫苗抗体干扰素胰岛素一类。有疗效的多种多肚激素等以增进人民的健,产品来满足人民需要增加经济效益,。康、在农业上,可以用来大量生产配合饲料二生物工程与国民经济的关系。所需的蛋白质和氨基酸利用基因工程还可选育土壤固氮菌从而大幅度减少氮肥使用,就现有的生物产品不包括基因工程的新产品而言生物技术与国民经济的关系,。量利用细胞工程技术可培育以生长周期有如下几个方面,悔化工第期。一增进人民健康与食品工业的关系党中央号召我们”,要改善食物结构少吃粮“要改善食品结构,,,过去有机化学品都采用化学合成法半在高温高压条件下制成与化学工业的关系。,一其设备费高昂,多,自从发酵技术获得进展能耗大污染严重,多吃肉,就须发展畜牧业,这就需要供给。化学合成法渐被生物合成法所替代在种氨基酸中已有种为发酵法替以后例如。“”配合饲料配合饲料的主要成分为蛋白质和一些必须氨基酸而这些原料都可由微,,,。,代成一酒石酸本用化学合成法由马来酸制一型以化学和但产品为一型,将。生物产生的日用的鲜味料本来是以面筋为原料采用。物理方法拆分成一型是不经济的现日本德山曹达公司改用酶法生产一酒石酸年,酸法水解制成的谷氨酸钠,一斤味精需用斤湿面筋才能制成而现在应用发酵法,,只。产量达吨在日本脂肪酸也用酶法生。,需用斤淀粉加上氮源和一些辅助原料即可。并已达到工业规模的水平,这一神妙方法引起人们的重视微生物在工产,。业上的应用从此获得迅速发展葡萄糖过去用酸水解法生产,设备费用大,成品得率低而改用酶水解法后不仅,,农药本来主要用化学合成法制备现在,用基因工程技术将苏云金杆菌分泌的毒蛋白基因,克隆到大肠杆菌中可以大量生产杀,。灭鳞翅目害虫蛾的杀虫剂在微生物次级产,。得力增高且管理亦较方便葡萄糖经过葡。萄糖异构酶异构化后变为果糖浆可以代替物中又发现了高效的杀虫剂和除芳剂,。。蔗糖果糖浆和人工甜味料现正在大力发展石油化工为近代化学工业的支柱石油。化工产品均用化学合成法合成以乙烯合成。中。的酒精因价廉,部分替代了发酵酒精近,来酒精发酵技术日益进步发酵酒精的成,的酒精因价廉,部分替代了发酵酒精,来酒精发酵技术日益进步柠檬酸是一种很好的酸味料。酵法生产已变进口为出口我国用发,。汽水的配料可以说都是由微生物产生本已能与合成酒精相抗衡巴西生产大量酒。“”精除用以代替汽油外尚有可能由酒精转,,的甜的是果糖浆酸的是柠檬酸气,,。、是酒精厂副产的二氧化碳变为乙烯而作为化工原料,这些都是发酵的农产林产等再。、生原料取之不尽用之不竭这是发酵酒精,产品、葡萄酒和其他传统酿造产品,产。啤酒的最大特点,量大对人民生活与国民经济均有很大关系,以石油为原料用发酵法可以生产许多,。。我国对此极为重视发酵产品其中如长链二拨酸可作耐寒性塑、。与制药工业的关系料合成润滑油及廖香酮等的合成原料,、众所周知抗生素部分维生素和幽体激素等都是由微生物作用产生近年发现的酶,。微生物的种类繁多变化复杂很多化,,。学合成的反应都可以利用微生物来完成。抑制剂亦为优良药物输液可由一些氨基酸和其它成分配成、、已知微生物反应有氧化反应还原反应缩、、、、合反应水解反应异构化反应脱氨反应,。需要量很大价值也很高这些氨基酸多半,、、、磷酸化反应去甲基反应醋化酞基化反应。由微生物产生、、、反应去酷化反应脱狡基反应脱水反应’’核酸类物质除一鸟替酸与一肌替酸。及歧化反应等等酶是有机催化剂其催化,“”可作特鲜味精的配料外,尚有许多有价值。反应速度比无机催化剂要快得多据最近报、、、的核酸药品如辅酶辅酶腺三磷一导,以菇烯作原料,可由微生物转变为香精。胆碱等原料用酶法可以生产氧化乙烯和氧化丙烯海化丁第卷,等环氧烃类作为化工原料其费用比化学,萄糖与果糖的混合糖浆从而使酶的利用率,。合成法低得多随着近年来基因工程技术的进步,很有可能按照我们的需要来进行某种反应或生产。得以大大提高固定化细胞的应用可以大幅度缩短产物。的生产时间例如,由糖蜜生产酒精的发酵。某种新产品据日本估计至九十年代将有,的石油化工产品的化学合成技术要被生时间原为一后可以缩短至,小时一改用固定化酵母细胞。又用于啤酒酿,小时,。物工程技术所替代造时发酵时间也可缩短一半因而工厂设,,、。化肥以尿素硫按等氮肥为最主要现。备费用减少操作管理也较方便,。人工模拟的固氮酶正在研究中固氮菌的固氮能力获得初步成果提高土壤中,可节省大、四基因工程对发醉技术的贡献。量氮肥与能源供给的关系、酒精沼气和氢气均可由微生物产生,。在生产方法上均有极大的进步与污水处理的关系污水处理和其它毒物处理亦可用一般微生物或含有相应基因的菌类,按固定化技术自从基因工程在发酵技术中得到应用以后,发酵工业得到新的推动力量,气象为之。一新最显著的例子是凝乳酶基因在大肠杆菌中克隆和表达的成功。凝乳酶为欧美各国制,造干酪所必需过去从犊牛第四胃中提取近。,因犊牛减少凝乳酶供不应求改用有马启教,。。授发现的毛霉凝乳酶但此酶含有蛋白质酶有效地进行,。与犊胃凝乳酶不尽相同现在日本东京大学伯府辉彦教授把凝乳酶基因在大肠杆菌中克近年观察到恶臭假单胞菌对许多石油组分的利用是由各种不同的质粒控制的因此,。,隆和表达成功这是基因工程的一大喜讯苏联主要用基因重组与原生质融合两者合并的方法获得新菌株,其苏氨酸产量为采用基因工程能将分解各种不同烃类的质粒“转入同一菌种,选育能氧化各种烃类的超”。级菌,在很短时间内降解石油这是处理。。石油污染的有效措施较原产量多四倍,克毫升此外色氨酸。和赖氨酸等也用基因方法获得克隆新菌株在酶的基因克隆方面制备半合成青霉,素所需的青霉素酞胺酶通过基因克隆增加,拷贝数已获得活力比原菌株高,倍的新菌发酵与其它各行业的关系纺织业的退浆可用细菌淀粉酶制麻业,的脱胶可用果胶酶,制革业的脱毛可用蛋白酶冶金业的贫矿可用微生物浸矿法开采,,。石油需用多糖类物质如黄原胶等。,现在正在进行的基因重组工作很多将纤维素分解酶基因转入酵母中,,例由纤种如、三酶工程对发醉技术的贡献酶工程的主要内容分为固定化酶和固定维素直接发酵生产酒精正在进行。将淀粉酶基因转入酵母中,由淀粉直接发酵生产酒。化细胞两大类就无法予以回收。已见正式报导由戊糖发酵生产酒精,过去用酶生产时使用一次,,而现在将酶固定起来作为精,从前认为不可。而现在却已成为事实最近有人将木糖,能。一种工具可以反复应用达数月之久以,,异构酶基因转入酵母可使酵母直接由半纤维素生产酒精这又是基因工程在发酵工业,葡萄糖异构酶为例,将葡萄糖从反应塔的下,,部送入塔中经过固定葡萄糖异构酶的酶柱。中的一大贡献此外尚有一些设想。使之部分变为果糖而从塔顶排出这样一,吨固定化酶可使余吨葡萄糖异构化为葡,例如利用基因工程?化工细胞工程在胚胎移植方面,能使母牛的产奶率增加倍而在植物细胞培养方,第期、、。选育脂肪产生菌甜蛋白产生菌等、基因工程的范围涉及动物植物海微生化工细胞工程在胚胎移植方面产奶率增加。甜蛋白产生菌等植物、。面则以培育优良植物品种为主此外,尚,物等各个方面,近来的研究工作在微生物方。可用深层培养法生成人参皂试和色素等。面最有成就除上述各例外还把过去由动,物脏器血液等提取的多种生物制品在微生,、六我国发展生物技术的具体措施物中克隆和表达基因菌,所得制品不断。我国国家科委对生物技术极为重视,增多这些都是过去微生物所不能生产的正,。。在动员全国力量制订近期和长远发展规划中国科学院已决定在上海设立生物工程实验因而称为发酵新产品产品择要列举如下兹将基因菌的发酵新。基地规模相当宏大上海复旦大学和华东,化工学院均有生物工程专业,上海科技大学已正式成立生物工程系以培养生物工程人胰岛素过去用磅猪胰生产克胰岛素而现在用升大肠杆菌基因,培养液即能生产同量的产品并已正式,菌。。并从事生物工程科研工作目前主要应解决如下几个重点项目才,投产猪口蹄疫病毒的多肤疫苗已有生。配合饲料食,输液,产。品添加剂,果糖浆多肤激素,猪牛幼畜肠泻疫菌已正式投产,疫苗和干扰素,人血清白蛋白治疗休克等症正胰岛素等单。牛生长激素克隆抗体遍应用,,式投产酶工程在发酵工业中的普半合成抗生素生物,改善牛肉及牛奶产量。和质量正式投产质能源环境保护其它良,,。人生长激素治疗垂体机能衰退性种的动植物等。侏儒症中试生产以上各项与国计民生均有重大关系建,。干扰素抗病毒中试生产胸腺素一刺激人体的免疫系统干扰素抗病毒胸腺素一议国家科委于必要时分别设立委员会际调查研究的基础上制定实施计划,在实,有条件。。中试生产者应立即设厂制造增加经济收益,。乙型肝炎疫苗中试生产葡萄球菌激酶与尿激酶同具溶解、七展望年我国生物技术的新面貌。血栓的作用中试生产在国家科委大力指导与鼓励之下到,。多肤激素有多种对临床应用有疗年我国生物技术必将蓬勃发展预想效。效中试生产果如下、此外,尚有疟疾疫苗流感疫苗及小儿配合饲料充分供应,畜牧业相当发。麻痹疫苗等正在实验室研究之中达人民食物结构起一定变化,,、五细胞工程对生产的贡献细胞工程的最大成就是将有免疫活性的淋巴细胞和瘤细胞融合,筛选出能在体外生各种氨基酸自给自足生产大量输液为国家节省外汇,各种食品添加剂不但可以自给,且有余量可供出口。长繁殖的杂交瘤细胞它能分泌大量高度特生产百万吨果糖浆以取代进口蔗糖。异性的单克隆抗体这种抗原是鉴别细菌。病毒和诊断肿瘤的有效手段、胰岛素等多肤激素大量生产省动物脏器以,节上海治疗乙型肝炎等症的疫苗大量生产,单克隆抗体大量生产并在临床诊,断中得到应用。有的发酵工业不用发酵罐而改用反应塔医院的一般临床检验全部改用最新的,酶电极或传感器的快速检验法由于半合成抗生素的大量生产改,变了我国抗生素产品结构增加夕内酞胺一素的比例,。石油化工产品中一的化学合成技术为生物合成所取代在生物能的利用方面用固定化菌,、体生产甲烷由纤维素半纤维素等直接生,产酒精,在环保方面利用基因方法育成能,化工第卷衰醉工程在生产上的应用固定化细胞头抱里克氨必西林潜体激素杆菌肤青霉素丫氨酪酸尿刊胶嗯酸乳酸葡萄糖酸柠檬酸谷氨酸赖氨酸丙氨酸天门冬氨酸等啤酒酒梢苹果酸沼气氢气固定化酶酶电极与传感器葡萄馆异构劫搪化酶青霉素陇胺酶核酸酶氨基酸化酶转化酶表基因工程在生产上的应用抗生素一用原生质融合法育成的高产菌株啤酒一一淡啤酒能利用不同碳水化合物的酵母、、、、氨基酸苏氨酸—酶制剂一一凝乳酶色氨酸淀粉酶赖氨酸等萄葡枯异构酶分解烃酚睛等的菌体、、,以处理特殊污水苏云金杆菌毒蛋白在植物保护上的、链激酶。等应用由废油井回收石油基因工程在培育动植物新品种等方酒精一一直接由半纤维素生成酒精的酵母直接由纤。面均可望取得成果,表生物技术生物工程分类酶工程固定化酶与固定化细胞酶的改造与人酶电极与传感器丝发酵技术能源开发污水处理和防霉防腐浸微生物工程矿和由度水中提取贵金属多糖类果箱浆葡萄搪与麦芽糖有机酸醇酶制剂摄璧缪鬓笋蕾聂赫,茶虫剂与除芳剂单细胞蛋白传统酿造基因转移…原生质融合缨爵基因工程维素生成洒精的酵母直接由淀粉生成酒精的酵母胰岛素等多肤激素生长激素疫苗干扰素人血清白蛋白超级细菌污水处理灭虫剂苏云金杆菌毒蛋白基因的克隆化—阿斯巴特姆一一天门冬氨酸及苯丙氨酸的基因克隆化甜味蛋白面均可望取得成果,表生物技术酶工程发酵技术微生物工程基因工程、单细胞蛋白质一一改变氨的同化途径其它农业、畜牧、渔业等提高碳的转化、术植物碱色素等细移植杂交瘤技术单克细胞工程…黔率