第二章 抗生素产生菌的选育
? 进行抗生素产生菌选育的原因,
? 1 细菌耐药性逐年增加, 致使一些抗生素的疗
效降低, 甚至无效；
? 2 条件病原菌的出现, 尤其是在免疫力低下的
宿主中, 已经导致了治疗感染性疾病中的严重问
题 。 （ 条件致病菌：有些细菌在正常情况下不
致病, 但在特定条件下可以治病, 这类细菌称为
条件致病菌或机会致病菌, 比如居住部位的迁移；
机体免疫功能低下；菌群失调 ）
发现微生物新药的新途径
? 各种筛选模型的建立，为发现微生物新药的多样
性提供了可能,
? 扩大微生物资源，为获得微生物药物的多样性提
供了可能微生物的多样性是提供微生物新药多样
性的基础。
? 利用组合生物合成技术，创造获得多样性的, 非
天然, 的天然化合物近年来组合生物合成是发现
微生物新药的研究热点之一。
? 组合生物转化技术是发现微生物新药的有效途径
一、抗生素
产生菌的筛
选过程
二 抗生素的产生菌的来源
? 1 放线菌
? 2 细菌
? 3 真菌
（一）样品的采集
? 土壤的营养,有机氮多 ----放线菌、细菌
? 有机氮少、酸性 ----真菌
? 土壤深度,
放线菌和细菌 ----0-1m（ 80%在 0-10cm ）
? 真菌 ----0-0.3m
? 未开垦过的土壤最佳
? 南方地区土壤中的放线菌种类比北方多
? 采样季节一春秋天为宜
三、微生物的分离
（二）放线菌的分离
1 样品分离前的处理
除去或减少不需要微生物，增加所需要放线菌的数量。
（ 1）化学方法
? SDS-酵母浸膏 处理样品，可以使细菌数量明显减少，
HV平板上 55%~95%都是放线菌。
? 风干的土壤与 CaCO3混合后培养，放线菌的数量可以
增加 100倍。风干的土壤减少了细菌的数量； CaCO3
有利于放线菌的生长，抑制了大多数真菌的生长。
? 0.01M NaOH处理土壤，分离小单孢菌,1M NaOH处理
土壤可以分离到诺卡氏菌和小单孢菌。
? 其他试剂,1.4%酚、乙酸乙酯可以使细菌和真菌数
量明显减少，有利于分离放线菌。
（ 2）物理方法
? 温度,根据各种微生物耐热程度的不同，用高温
处理样品，可以分离到不同种类的放线菌。
? 离心,根据微生物大小对样品进行离心分离。如
1600g离心 20min，上清液中主要是放线菌孢子，
沉淀中含有细菌和真菌孢子。
? 膜过滤,用孔径为 0.45μm 的滤膜可以浓缩水中
的微生物，过滤后把滤膜贴在平板培养基上培养。
这种方法用来分离水中的小单孢菌和高温放线菌。
2 分离方法
（ 1）培养基
分离放线菌多采用合成培养基（精氨酸培养基、
高氏一号培养基、察氏培养基）和有机培养基
（如 Waksman培养基和 Bennett培养基）
（ 2）抗生素的加入
培养基中加入抗真菌抗生素和抗细菌抗生素，可
以抑制真菌和细菌的生长，对放线菌进行浓缩。
（ 3）分离放线菌的方法
? 稀释法,无菌水稀释样品，然后涂布平板。
? 喷土法,用喷土机或其他方法把风干碾细的土样
直接喷在分离平板上。
? 滤膜法,将 0.22-0.45 μm 的滤膜放在分离培养
基的平板上，接种培养，放线菌菌丝可以穿过滤
膜长到培养基中，而细菌在滤膜表面生长，去掉
滤膜，培养基中的放线菌菌丝继续培养长出菌落。
（ 4）培养温度,一般 25-30度，或者 32-37度，培
养 7-14天；高温放线菌需要 45-50度培养 1-2天，
海水中分离放线菌用 20度培养 6周左右。
（三）其他微生物的分离
1 真菌的分离
用 PDA培养基,Martin培养基、察氏培养基等，
pH5.5-6.5,24-28度培养 5-14天，在培养基中加入
抗细菌类抗生素抑制细菌的生长。
2 细菌的分离
采用牛肉膏蛋白胨培养基等,pH7.2-7.6，温度
28-37度培养 1-7天，培养基中加入一定量的抗真菌
抗生素抑制真菌的生长。
3 海洋微生物的分离
根据微生物在海洋中的生存环境设计分离方法、
分离培养基和培养条件。一般海深 100米内分离
出链霉菌,1000米左右分离的大多数是小单孢
菌,3000-5000米范围内没有分离出放线菌。
4 极端微生物的分离
根据极端微生物的生长繁殖条件，如高温、低
温、高盐、高碱、高压，来设计分离和培养条
件。
四、抗生素的初筛发酵和抗菌
活性的测定
（一）抗生素的初筛发酵
1 培养基
2 培养条件
? 固体平板发酵, 便于大量筛选抗生素产生菌
? 液体振荡培养, 溶氧较好，有利于放线菌的生
长和抗生素合成。
（二）抗菌活性的测定
初筛发酵液样品有全发酵液、上清液和菌丝提取液 3
种用于测定抗菌活性。
抗菌活性的测定方法有以下三种,
? 杯碟法或者纸片法,将发酵液样品加到鉴定平板上的小杯
中，或将纸片浸入发酵液样品中，取出后放在鉴定平板上，
37度培养 1天，测量抑菌圈直径的大小。
? 琼脂块法,将固体发酵平板上用打孔器打成的圆块转移到
长好的试验菌的平板上，在 37度培养 1天，测量抑菌圈直径
的大小。
? 平板划线法,先将放线菌在平板上划线培养，培养 5天后再
把试验菌在放线菌的两侧垂直划线,37度培养 1天，观察放
线菌两侧试验菌被抑制的长度。
五、抗生素的早期鉴别
? 1 纸层析和纸电泳,根据抗生素样品在纸上的迁移率，
鉴别已知抗生素和发现新的抗生素。
? 2 颜色反应,有的抗生素层析之后与显色剂反应，表现
出特有的颜色反应。
? 3 紫外吸收光谱,
? 4 抗菌谱
抗生素 茚三酮 坂口反应
紫霉素 ＋ ＋
卡那霉素、新霉素、巴龙霉素 ＋ －
链霉素类 － ＋
六、抗细菌药物的筛选模型
和方法
（一）以试验菌为对象的筛选方法（常规方法）
利用很多种微生物作为鉴定菌的琼脂扩散法是一种经典的
筛选方法。目前主要筛选耐药细菌和厌氧菌。
1 抗生素耐药突变株的使用
2 超敏菌株的使用,用传统的琼脂扩散法直接检测发酵液
中所存在的少量抗生素，获得新的抗生素的可能性较大
3 利用厌氧菌作为试验株 双层琼脂平板法，拟杆菌属、
梭杆菌属等厌氧菌，治疗厌氧致病菌。
（二）以作用机理为依据的筛选方法（定靶筛选）
1 细菌细胞壁合成抑制剂的筛选
作用于细胞壁的抗生素对人体细胞没有毒害作用，
有较好的选择性毒性。
? （ 1）观察细胞形态变异
细菌尤其是 G+发生各种形态变化，例如细菌变
长、部分突起、形成原生质球等，表明待测样品中
含有抑制细胞壁合成的物质。
? （ 2）支原体模型
支原体没有细胞壁，所以对抑制细胞壁合成的
抗生素不敏感。
? （ 3） D-丙氨酸二肽合成抑制剂的筛选
? 当 D-丙氨酸二肽的合成被待测样品抑制时，加入大
量的 D-丙氨酸或 D-丙氨酸 -D-丙氨酸可以使二肽合成
反应继续进行，细菌继续生长繁殖，待测样品的抗
菌活性被抵消，从而筛选出了 环丝氨酸 。
青霉素作用点
溶菌酶作用点
N-乙酰葡糖 胺
N-乙酰胞壁 酸
? （ 4）羧肽酶抑制剂的筛选
? β -内酰胺类抗生素作用于细菌黏肽合成的
最后步骤 ----交联反应。短肽交联是由转
肽酶催化的，同时伴随有末端 D-丙氨酸的
释放。另外 D-丙氨酸也可以在 DD-羧肽酶的
作用下去除，该酶的活性可以通过二乙酰
基 -L-赖氨酸 -D-丙氨酸 -D-丙氨酸作为底物，
检测释放的 D-丙氨酸来定量分析。
? 2 细菌蛋白质合成抑制剂的筛选
? 在各种真细菌细胞的蛋白质合成中，延伸因子 Tu
是必不可少，但是它与哺乳动物细胞中功能相似
的因子显著不同，因而与延伸因子 Tu结合的抗生
素可以抑制许多细菌的生长。
? 4 细菌 DNA回旋酶抑制剂的筛选
? DNA回旋酶是细菌维持 DNA超螺旋状
态的一种特有的酶，可以将松弛
DNA转变为负超螺旋 DNA。回旋酶抑
制剂的筛选方法：从 E,coli中提
取 DNA回旋酶，将松弛 DNA转变为负
超螺旋 DNA，用琼脂糖凝胶电泳进
行检测，测定待测样品对回旋酶的
抑制作用。
（三）以耐药机制为依据的筛选模型
细菌的四种耐药机制
? ①细菌产生一种或多种水解酶或钝化酶，水解惑
修饰进入细菌细胞内的抗生素，使之失去生物活
性；
? ②抗生素的作用靶点由于发生突变或者被细菌的
某种酶修饰而使抗生素无法发挥作用，或者亲和
力下降；
? ③细菌细胞膜的透性或者其他性质发生改变；
? ④ 细菌有一种依赖能量的主动转运机制，能够把
进入细胞的抗生素排出体外。
1 β -内酰胺酶抑制剂的筛选
β -内酰胺酶（青霉素酶和头孢菌素酶）水解
β -内酰胺抗生素，比如青霉素和头孢菌素,
打开 β -内酰胺键，使抗生素丧失抗菌活性。
（ 1）耐药菌株平板法
用产生青霉素酶菌株的发酵液与待测样品（如放
线菌发酵液）混合，加入一定量的青霉素，不含
待测样品的平板作为对照，用纸片法测定发应混
合物中残留的青霉素来检测酶抑制剂的活性。
（ 2）通过颜色反应来检测 β -内酰胺酶抑制剂
利用产色的头孢菌素 nitrocefin的独特性质来寻
找 β -内酰胺酶抑制剂。 在 β -内酰胺酶的作用下,
β -内酰胺环的酰胺键被打开，由黄色变成红色，
因而从颜色的变化可以判断样品中是否含有酶抑
制剂。
2 氨基环醇类抗生素钝化酶抑制剂的筛选
由三种不同类型的钝化酶,
? 氨基环醇类抗生素磷酸化酶（ APH）
将抗生素进行磷酸化，使其失去活性
? 氨基环醇类抗生素乙酰转移酶（ AAC）
将乙酰辅酶 A的乙酰基转移到抗生素的氨基上，
使其失去活性
? 氨基环醇类抗生素核苷转移酶（ AAD）
将 ATP的核苷转移到抗生素的羟基上，使其失去
活性
3 氯霉素乙酰转移酶抑制剂的筛选
细菌耐氯霉素是因为耐药菌产生氯霉素乙
酰转移酶，使得氯霉素分子上羟基乙酰化。
方法：样品 +氯霉素乙酰转移酶 → 混合反应 →
加入氯霉素 → 混合反应 → 用枯草杆菌测定
氯霉素的残留活性。以没有样品抑制剂作
为对照。
一、用试验菌直接筛选
酵母类,白色假丝酵母、普通假丝酵母、啤
酒酵母等
丝状真菌类,产黄青霉、黑曲霉、烟曲霉、
米曲霉等
七、抗真菌抗生素的筛选模型
二、作用于真菌细胞壁抗生素的筛选
真菌和动物细胞的区别,
细胞壁及其成分：几丁质,β -1,3-葡聚糖和甘
露聚糖
1 观察真菌细胞的形态变异,假原生质球
2真菌细胞壁多糖合成酶抑制剂的筛选
? β -1,3-葡聚糖合成酶抑制剂
方法,β -1,3-葡聚糖合成酶、待测样品,UDP-
[14C]-葡萄糖，缓冲液中反应后用纸层析法和放
射性同位素测定样品抑制剂的作用。
? 甘露聚糖合成酶抑制剂
方法：甘露聚糖合成酶、待测样品,GDP-
[14C]-甘露糖，缓冲液中反应后用纸层析
法和放射性同位素测定样品抑制剂的作用。
? 几丁质合成酶抑制剂
方法：几丁质合成酶、待测样品,UDP-
[14C]-N-乙酰葡萄糖胺，缓冲液中反应后
用纸层析法和放射性同位素测定样品抑制
剂的作用。
三、作用于 真菌细胞膜抗生素的筛选
主要是一些多烯类抗生素，两性霉素、制霉
菌素等，特点是抗真菌活性强，但是毒性大，
临床使用受限制。
八、抗病毒抗生素的筛选模型
? 病毒严格寄生于活细胞，不能人工培养基培养，
病毒粒子的增殖利用宿主细胞内的物质，所以抗
病毒药物多数选择性差，对人体有害。随着病毒
分子生物学及药物作用机制的研究进展，发现病
毒的增殖有其一系列独特的生化过程，与宿主细
胞有很多的不同，利用这些差别可以设计不同的
筛选模型，寻找选择性强的化合物。
? 抗病毒抗生素结构多样，以核苷类、醌类及大环
内酯类较多
（一）体外筛选模型
1、组织培养筛选模型
是最常用的筛选模型，可以反映病毒感染的全过程，
并可观察样品的毒性。根据病毒选择靶细胞,细胞
培养好以后，接种病毒，接触一定时间后加入待测
样品继续培养,采用不同指标观察样品的作用。以
细胞病变 作为判断指标
? 以 病毒蚀斑减少量 作为判断指标
? 以 病毒繁殖量 作为判断指标
? 以 抗原产生量 （ ELISA）作为判断指标
注释：（药物的作用方式是阻止病毒在细胞内复制或释放；如果以病毒
和待测样品同时加入，作用方式是阻止病毒吸附到细胞上或直接杀死病
毒。）
2、病毒酶的无细胞系统筛选模型
病毒基因编码的酶在病毒复制过程中起关键作
用。这些病毒酶与细胞同工酶在理化性质上不同，
利用这种差异，以病毒酶为目的靶，建立无细胞
反应系统，直接筛选病毒酶抑制剂。
? 作用于 病毒核酸聚合酶或逆转录酶,核苷类药物
如 HIV逆转录酶
RNA DNA
逆转录酶正常底物,A,G,C,T
竞争性底物：核苷类药物的三磷酸衍生物
? 作用于 蛋白酶, HIV
? 作用于 神经氨酸酶,流感病毒
（二）体内筛选模型
体外筛选出来的化合物还需要进一步在动物体内进行
试验评价药效，尤其是无细胞系统病毒酶的抑制剂不一
定能在细胞内发挥抑制活性，并且也不能判断其活性。
不同病毒有不同体内筛选系统，需要根据样品抑制病
毒的特性选择适当的动物模型。先将病毒种入动物体内，
在不同时间通过不同途径用药，根据动物的残活率或生
命延长率，或病毒侵入器官的病变或含病毒量的变化来
判断药效。
? 脑炎：接种小鼠脑内或皮下
? 肝炎：接种小鼠口腔或腹腔
? 流感：接种鸡胚脲囊腔
九、抗肿瘤抗生素筛选模型
? 抗肿瘤抗生素是指由微生物产生的具有抗
肿瘤活性的化学物质。至今报道的抗肿瘤
抗生素有 500多种，例如阿霉素、丝裂霉素、
博来霉素、放线菌素 D等已成为肿瘤治疗中
常用的药物。
（一）微生物学筛选方法
1、噬菌体法,有些动物肿瘤是由病毒引起的，从
人的鼻咽癌、乳腺癌、白血病等癌细胞中发现了
病毒颗粒
实验原理：一些抑制核酸代谢和改变核酸结构
的抗肿瘤抗生素对细菌噬菌体都会产生诱导、抑
制和变异作用。
中科院上海植物生理所在国内首先建立该方法，
包括诱导噬菌体法、抗噬菌体法和诱变噬菌体法。
? 诱导噬菌体法,
? 溶源性细菌和敏感指示菌 在平板上混合培养，通过纸片
法加入药物,①如果待测药物具有诱导噬菌体裂解作用，
那么溶源性细菌释放大量的噬菌体这些噬菌体裂解其他
细菌，在纸片的周围产生清晰的噬菌斑。②如果既有诱
导作用又有抗菌作用，纸片的周围有透明的无菌圈，而
边沿有噬菌斑。③如果只有抗菌作用而没有诱导作用，
纸片的周围只有透明的无菌圈。④如果都没有作用，则
纸片的周围没有变化。
? 抗噬菌体法,将 噬菌体 及其作用敏感的 指示菌 混
合培养，那么具有抗噬菌体作用的药物，则纸片
的周围有明显的细菌生长圈。
? 诱变噬菌体法,噬菌体与宿主具有较强的特异性，
有些抗肿瘤抗生素可以使噬菌体发生突变，裂解
原来不敏感的细菌。
2、细菌突变法
有些抗肿瘤抗生素使某些细菌发生突变作用，如：能使
依赖链霉素的菌种诱变为不依赖链霉素的菌种，那么这
种药物有可能具有抗肿瘤的活性。
3、呼吸缺陷型突变体法
大多数肿瘤细胞的酵解代谢比正常细胞旺盛。
? 金黄色葡萄球菌：呼吸以 TCA为主
? 金黄色葡萄球菌的呼吸缺陷型突变体：呼吸以 EMP为主
筛选采用琼脂扩散法或杯碟法（管碟法），筛选到的
药物如果能够抑制突变体的呼吸作用，而不能抑制正常
菌，那么药物可能具有抗肿瘤活性。
（二）根据肿瘤细胞酶系和膜功能特点设计的筛选
方法
1、逆转录酶抑制剂
? 有些肿瘤由病毒引起，抑制这些病毒的逆转录酶
就可以抑制病毒核酸的复制。日本利用这种方法
从 140株链霉菌和 200株担子菌中筛选到了 87株具
有抑制逆转录酶活性的物质。
2、甲基化酶和甲基转移酶
? 病毒和化学物质引起的肿瘤组织中，这两种酶的
活性较高
（三）作用于细胞、细胞分裂及分裂周期的
筛选方法
1、组织培养法,通过组织培养法得到肿瘤
细胞，观察待测药物作用后细胞的反应，
如细胞形态、脱氢酶活性、荧光染色等。
2、精原细胞法,中国医学科学院药物研究
所首创，可以排除对细胞有损害作用的药
物。
（四）以实验肿瘤模型为主体的动物试验
? 1、模拟人类肿瘤特性的动物肿瘤模型
? 建立无胸腺裸小鼠模型，将人体胃癌、肺
癌等移植进小鼠体内生长传代。
? 2、特种肿瘤模型
? 小鼠神经母细胞瘤、鼠脑室管膜母细胞瘤、
鼠胃细胞瘤等。
第二章 抗生素产生菌的改良
菌株改良的作用,
? 自然界筛选到的菌株，合成抗生素的能力很低，如
果不进行菌种改良，则没有进行工业生产的价值。
? 生产上正在用的菌株，为了不断提高提高产量、降
低成本，也需要不断进行菌株改良。
? 改变菌种的某些遗传特性，使之适合于工业生产，
例如选育抗噬菌体的菌株、能利用廉价原料或需要
氧气少的菌株、不分泌色素的菌株便于后提取中产
品的质量。
? 一、自然选育
? 自然选育是指微生物细胞群体 不通过人工处理 而
利用菌种的 自发突变 进行的育种方法。但是微生
物自发突变的几率 10-6-10-8，正突变的几率更低，
所以这种方法虽然可能筛选到一些生产能力高的
菌株，但效率低、进展慢，效果不明显。
? 二、诱变育种
? 用不同的诱变剂处理微生物群体，以诱发各种遗
传物质的改变，然后采用简便、快速和高效的筛
选方法从中选出所需要的突变株。
这种方法在工业微生物育种中用的最早、也很
有效，是目前育种的常用方法。
?突变菌株的筛选
? 1、高产突变株的筛选
待菌落代谢产物活性
最高或者菌落长到合
适大小时，转移到指
示菌平板上，根据抑
菌圈大小挑选高产菌
株进行摇瓶发酵复筛。
? 2、形态突变株的筛选
? 利用形态突变进行筛选在青霉素、制霉
菌素、四环素的育种中取得了良好的效
果。别洛霉素产生菌球团链霉菌用吖啶
橙诱变后出现无黑素和不产孢子的菌株，
其中有的产量提高 200倍。
? 一般形态剧烈变化的突变株多数是低产
量菌株，高产突变株一般形态变化细微。
? 3、自身耐药性突变株的筛选
? 抗生素产生菌对自身所产的抗生素的抗性
越强，那么这种抗生素的产量越高，是由
于突变株消除了抗生素的反馈调节。
? 在培养基中加入抗生素的结构类似物也可
以进行筛选抗生素产生菌的筛选，机制同
上。
? 4、营养缺陷型及回复突变株的筛选
? 抗生素产生菌的营养缺陷型大多数低产，个别是高产菌。
如头孢菌素产生菌的亮氨酸缺陷型，生产头孢菌素 C能力
提高 3倍。
? 5、鉴别培养基
? 有些抗生素如蒽环类、大环内酯类、四环素类及安莎类
等的生物合成皆是通过聚酮体途径。浅蓝菌素对聚酮体
合成有明显的抑制作用。在蒽环类抗生素柔毛霉素的育
种中，在含有适当浓度浅蓝菌素的平板上，培养后长出
的菌落绝大多数因抗生素的合成被抑制而为无色，只有
少数能合成抗生素的菌落为红色，其中高产变株的频率
有明显的提高。
三、杂交育种
杂交育种：将两个基因型不同的的菌株
的某些遗传信息通过杂交重新组合于同一
个重组体中。
1、准性生殖,获得了青霉素产生菌产黄青
霉的高产重组体菌株。
2、原生质体融合,
? 四、基因工程在抗生素生产中的应用
（一）
? （一）提高微生物药物的单位产量
? 1、增加限速酶基因拷贝数
? 提高菌种生产能力通常认为在抗生素生物
合成中，某些限速酶对整个生物合成是至
关重要的。限速酶在生物合成途径中起
,瓶颈, 的作用，限制了终产物的产量。
如果通过增加该酶基因的剂量，即可能解
除或缓解此, 瓶颈, 效应。
二、基因工程在抗生素生产中的应用
? 2、引人抗性基因，增加微生物药物单位产
量
? 许多抗生素生物合成基因往往与菌种对自
身抗生素耐药基因连锁存在，因此，利用
高拷贝质粒的基因量效应，提高菌种对自
身抗生素的抗性，增加与抗生素生物合成
有关的自身抗性基因的剂量，也是提高其
单位产量的途径之一。
? 3、克隆抗生素的全部结构基因，改变表达
体系提高产量
? 对于多肽类抗生素中的核糖体生产型，可
将其结构基因从基因文库内调出或由人工
合成后导入其他强表达体系，以提高其产
量。
4,
? （二）阻断支路代谢，增加有效组分的含量
? 阿弗米丁是十六元大环的齐墩果二糖衍生物，具
有广谱、高效抗寄生虫活性，其产生菌 —— 除虫
链霉菌发酵过程中产生两类化合物，一类是一组
结构非常类似的非典型的大环内酯类抗生素，其
中 B1组分活性最强，是人们所期有效药物。另一
类是一种结构差别较大的大环内酯类抗生素寡霉
素，必须从产品中除去。将传统的诱变育种技术、
原生质体融合技术和基因工程技术相结合，获得
了只产 B1不产寡霉素的工程菌。
? （三）构建能产生半合成抗生素中间体的
基因工程菌
? 许多半合成抗生素的中间体是由一些天然
产物通过复杂的化学反应修饰而成。通过
将茄病镰刀霉的 D-氨基酸氧化酶基因和缺
陷假单孢菌的 CPC酰化基因导入顶头孢霉，
可以获得头孢菌素生物合成的中间体。
? （四）构建产生新化合物的基因工程菌
? 由于许多微生物次级代谢产物酶系的底物
特异性不强，当某种抗生素的生物合成基
因克隆至另一结构相似、生物合成途径有
关的抗生素产生菌中，可使其产生不同于
二亲株产物的具有生物活性的新化合物，
即所谓, 杂合抗生素, 。例如，将放线紫
红素的生物合成基因导人紫红链霉菌，产
生了新化合物二氢榴菌紫红素。
? （五）引入血红蛋白基因，改善微生物的工业性
状
? 血红蛋白能促进氧气扩散到细胞末端氧化酶上，
使该细胞在贫氧状态下也能很好生长。 Maynolo
等将血红蛋白基因转入变青链霉菌和天蓝色链霉
菌中，获得了发酵需氧量明显降低的工程菌。在
限氧条件下不仅使菌体生长量增加，还使天蓝色
链霉菌产生的放线紫红素产量提高 10倍。
? 进行抗生素产生菌选育的原因,
? 1 细菌耐药性逐年增加, 致使一些抗生素的疗
效降低, 甚至无效；
? 2 条件病原菌的出现, 尤其是在免疫力低下的
宿主中, 已经导致了治疗感染性疾病中的严重问
题 。 （ 条件致病菌：有些细菌在正常情况下不
致病, 但在特定条件下可以治病, 这类细菌称为
条件致病菌或机会致病菌, 比如居住部位的迁移；
机体免疫功能低下；菌群失调 ）
发现微生物新药的新途径
? 各种筛选模型的建立，为发现微生物新药的多样
性提供了可能,
? 扩大微生物资源，为获得微生物药物的多样性提
供了可能微生物的多样性是提供微生物新药多样
性的基础。
? 利用组合生物合成技术，创造获得多样性的, 非
天然, 的天然化合物近年来组合生物合成是发现
微生物新药的研究热点之一。
? 组合生物转化技术是发现微生物新药的有效途径
一、抗生素
产生菌的筛
选过程
二 抗生素的产生菌的来源
? 1 放线菌
? 2 细菌
? 3 真菌
（一）样品的采集
? 土壤的营养,有机氮多 ----放线菌、细菌
? 有机氮少、酸性 ----真菌
? 土壤深度,
放线菌和细菌 ----0-1m（ 80%在 0-10cm ）
? 真菌 ----0-0.3m
? 未开垦过的土壤最佳
? 南方地区土壤中的放线菌种类比北方多
? 采样季节一春秋天为宜
三、微生物的分离
（二）放线菌的分离
1 样品分离前的处理
除去或减少不需要微生物，增加所需要放线菌的数量。
（ 1）化学方法
? SDS-酵母浸膏 处理样品，可以使细菌数量明显减少，
HV平板上 55%~95%都是放线菌。
? 风干的土壤与 CaCO3混合后培养，放线菌的数量可以
增加 100倍。风干的土壤减少了细菌的数量； CaCO3
有利于放线菌的生长，抑制了大多数真菌的生长。
? 0.01M NaOH处理土壤，分离小单孢菌,1M NaOH处理
土壤可以分离到诺卡氏菌和小单孢菌。
? 其他试剂,1.4%酚、乙酸乙酯可以使细菌和真菌数
量明显减少，有利于分离放线菌。
（ 2）物理方法
? 温度,根据各种微生物耐热程度的不同，用高温
处理样品，可以分离到不同种类的放线菌。
? 离心,根据微生物大小对样品进行离心分离。如
1600g离心 20min，上清液中主要是放线菌孢子，
沉淀中含有细菌和真菌孢子。
? 膜过滤,用孔径为 0.45μm 的滤膜可以浓缩水中
的微生物，过滤后把滤膜贴在平板培养基上培养。
这种方法用来分离水中的小单孢菌和高温放线菌。
2 分离方法
（ 1）培养基
分离放线菌多采用合成培养基（精氨酸培养基、
高氏一号培养基、察氏培养基）和有机培养基
（如 Waksman培养基和 Bennett培养基）
（ 2）抗生素的加入
培养基中加入抗真菌抗生素和抗细菌抗生素，可
以抑制真菌和细菌的生长，对放线菌进行浓缩。
（ 3）分离放线菌的方法
? 稀释法,无菌水稀释样品，然后涂布平板。
? 喷土法,用喷土机或其他方法把风干碾细的土样
直接喷在分离平板上。
? 滤膜法,将 0.22-0.45 μm 的滤膜放在分离培养
基的平板上，接种培养，放线菌菌丝可以穿过滤
膜长到培养基中，而细菌在滤膜表面生长，去掉
滤膜，培养基中的放线菌菌丝继续培养长出菌落。
（ 4）培养温度,一般 25-30度，或者 32-37度，培
养 7-14天；高温放线菌需要 45-50度培养 1-2天，
海水中分离放线菌用 20度培养 6周左右。
（三）其他微生物的分离
1 真菌的分离
用 PDA培养基,Martin培养基、察氏培养基等，
pH5.5-6.5,24-28度培养 5-14天，在培养基中加入
抗细菌类抗生素抑制细菌的生长。
2 细菌的分离
采用牛肉膏蛋白胨培养基等,pH7.2-7.6，温度
28-37度培养 1-7天，培养基中加入一定量的抗真菌
抗生素抑制真菌的生长。
3 海洋微生物的分离
根据微生物在海洋中的生存环境设计分离方法、
分离培养基和培养条件。一般海深 100米内分离
出链霉菌,1000米左右分离的大多数是小单孢
菌,3000-5000米范围内没有分离出放线菌。
4 极端微生物的分离
根据极端微生物的生长繁殖条件，如高温、低
温、高盐、高碱、高压，来设计分离和培养条
件。
四、抗生素的初筛发酵和抗菌
活性的测定
（一）抗生素的初筛发酵
1 培养基
2 培养条件
? 固体平板发酵, 便于大量筛选抗生素产生菌
? 液体振荡培养, 溶氧较好，有利于放线菌的生
长和抗生素合成。
（二）抗菌活性的测定
初筛发酵液样品有全发酵液、上清液和菌丝提取液 3
种用于测定抗菌活性。
抗菌活性的测定方法有以下三种,
? 杯碟法或者纸片法,将发酵液样品加到鉴定平板上的小杯
中，或将纸片浸入发酵液样品中，取出后放在鉴定平板上，
37度培养 1天，测量抑菌圈直径的大小。
? 琼脂块法,将固体发酵平板上用打孔器打成的圆块转移到
长好的试验菌的平板上，在 37度培养 1天，测量抑菌圈直径
的大小。
? 平板划线法,先将放线菌在平板上划线培养，培养 5天后再
把试验菌在放线菌的两侧垂直划线,37度培养 1天，观察放
线菌两侧试验菌被抑制的长度。
五、抗生素的早期鉴别
? 1 纸层析和纸电泳,根据抗生素样品在纸上的迁移率，
鉴别已知抗生素和发现新的抗生素。
? 2 颜色反应,有的抗生素层析之后与显色剂反应，表现
出特有的颜色反应。
? 3 紫外吸收光谱,
? 4 抗菌谱
抗生素 茚三酮 坂口反应
紫霉素 ＋ ＋
卡那霉素、新霉素、巴龙霉素 ＋ －
链霉素类 － ＋
六、抗细菌药物的筛选模型
和方法
（一）以试验菌为对象的筛选方法（常规方法）
利用很多种微生物作为鉴定菌的琼脂扩散法是一种经典的
筛选方法。目前主要筛选耐药细菌和厌氧菌。
1 抗生素耐药突变株的使用
2 超敏菌株的使用,用传统的琼脂扩散法直接检测发酵液
中所存在的少量抗生素，获得新的抗生素的可能性较大
3 利用厌氧菌作为试验株 双层琼脂平板法，拟杆菌属、
梭杆菌属等厌氧菌，治疗厌氧致病菌。
（二）以作用机理为依据的筛选方法（定靶筛选）
1 细菌细胞壁合成抑制剂的筛选
作用于细胞壁的抗生素对人体细胞没有毒害作用，
有较好的选择性毒性。
? （ 1）观察细胞形态变异
细菌尤其是 G+发生各种形态变化，例如细菌变
长、部分突起、形成原生质球等，表明待测样品中
含有抑制细胞壁合成的物质。
? （ 2）支原体模型
支原体没有细胞壁，所以对抑制细胞壁合成的
抗生素不敏感。
? （ 3） D-丙氨酸二肽合成抑制剂的筛选
? 当 D-丙氨酸二肽的合成被待测样品抑制时，加入大
量的 D-丙氨酸或 D-丙氨酸 -D-丙氨酸可以使二肽合成
反应继续进行，细菌继续生长繁殖，待测样品的抗
菌活性被抵消，从而筛选出了 环丝氨酸 。
青霉素作用点
溶菌酶作用点
N-乙酰葡糖 胺
N-乙酰胞壁 酸
? （ 4）羧肽酶抑制剂的筛选
? β -内酰胺类抗生素作用于细菌黏肽合成的
最后步骤 ----交联反应。短肽交联是由转
肽酶催化的，同时伴随有末端 D-丙氨酸的
释放。另外 D-丙氨酸也可以在 DD-羧肽酶的
作用下去除，该酶的活性可以通过二乙酰
基 -L-赖氨酸 -D-丙氨酸 -D-丙氨酸作为底物，
检测释放的 D-丙氨酸来定量分析。
? 2 细菌蛋白质合成抑制剂的筛选
? 在各种真细菌细胞的蛋白质合成中，延伸因子 Tu
是必不可少，但是它与哺乳动物细胞中功能相似
的因子显著不同，因而与延伸因子 Tu结合的抗生
素可以抑制许多细菌的生长。
? 4 细菌 DNA回旋酶抑制剂的筛选
? DNA回旋酶是细菌维持 DNA超螺旋状
态的一种特有的酶，可以将松弛
DNA转变为负超螺旋 DNA。回旋酶抑
制剂的筛选方法：从 E,coli中提
取 DNA回旋酶，将松弛 DNA转变为负
超螺旋 DNA，用琼脂糖凝胶电泳进
行检测，测定待测样品对回旋酶的
抑制作用。
（三）以耐药机制为依据的筛选模型
细菌的四种耐药机制
? ①细菌产生一种或多种水解酶或钝化酶，水解惑
修饰进入细菌细胞内的抗生素，使之失去生物活
性；
? ②抗生素的作用靶点由于发生突变或者被细菌的
某种酶修饰而使抗生素无法发挥作用，或者亲和
力下降；
? ③细菌细胞膜的透性或者其他性质发生改变；
? ④ 细菌有一种依赖能量的主动转运机制，能够把
进入细胞的抗生素排出体外。
1 β -内酰胺酶抑制剂的筛选
β -内酰胺酶（青霉素酶和头孢菌素酶）水解
β -内酰胺抗生素，比如青霉素和头孢菌素,
打开 β -内酰胺键，使抗生素丧失抗菌活性。
（ 1）耐药菌株平板法
用产生青霉素酶菌株的发酵液与待测样品（如放
线菌发酵液）混合，加入一定量的青霉素，不含
待测样品的平板作为对照，用纸片法测定发应混
合物中残留的青霉素来检测酶抑制剂的活性。
（ 2）通过颜色反应来检测 β -内酰胺酶抑制剂
利用产色的头孢菌素 nitrocefin的独特性质来寻
找 β -内酰胺酶抑制剂。 在 β -内酰胺酶的作用下,
β -内酰胺环的酰胺键被打开，由黄色变成红色，
因而从颜色的变化可以判断样品中是否含有酶抑
制剂。
2 氨基环醇类抗生素钝化酶抑制剂的筛选
由三种不同类型的钝化酶,
? 氨基环醇类抗生素磷酸化酶（ APH）
将抗生素进行磷酸化，使其失去活性
? 氨基环醇类抗生素乙酰转移酶（ AAC）
将乙酰辅酶 A的乙酰基转移到抗生素的氨基上，
使其失去活性
? 氨基环醇类抗生素核苷转移酶（ AAD）
将 ATP的核苷转移到抗生素的羟基上，使其失去
活性
3 氯霉素乙酰转移酶抑制剂的筛选
细菌耐氯霉素是因为耐药菌产生氯霉素乙
酰转移酶，使得氯霉素分子上羟基乙酰化。
方法：样品 +氯霉素乙酰转移酶 → 混合反应 →
加入氯霉素 → 混合反应 → 用枯草杆菌测定
氯霉素的残留活性。以没有样品抑制剂作
为对照。
一、用试验菌直接筛选
酵母类,白色假丝酵母、普通假丝酵母、啤
酒酵母等
丝状真菌类,产黄青霉、黑曲霉、烟曲霉、
米曲霉等
七、抗真菌抗生素的筛选模型
二、作用于真菌细胞壁抗生素的筛选
真菌和动物细胞的区别,
细胞壁及其成分：几丁质,β -1,3-葡聚糖和甘
露聚糖
1 观察真菌细胞的形态变异,假原生质球
2真菌细胞壁多糖合成酶抑制剂的筛选
? β -1,3-葡聚糖合成酶抑制剂
方法,β -1,3-葡聚糖合成酶、待测样品,UDP-
[14C]-葡萄糖，缓冲液中反应后用纸层析法和放
射性同位素测定样品抑制剂的作用。
? 甘露聚糖合成酶抑制剂
方法：甘露聚糖合成酶、待测样品,GDP-
[14C]-甘露糖，缓冲液中反应后用纸层析
法和放射性同位素测定样品抑制剂的作用。
? 几丁质合成酶抑制剂
方法：几丁质合成酶、待测样品,UDP-
[14C]-N-乙酰葡萄糖胺，缓冲液中反应后
用纸层析法和放射性同位素测定样品抑制
剂的作用。
三、作用于 真菌细胞膜抗生素的筛选
主要是一些多烯类抗生素，两性霉素、制霉
菌素等，特点是抗真菌活性强，但是毒性大，
临床使用受限制。
八、抗病毒抗生素的筛选模型
? 病毒严格寄生于活细胞，不能人工培养基培养，
病毒粒子的增殖利用宿主细胞内的物质，所以抗
病毒药物多数选择性差，对人体有害。随着病毒
分子生物学及药物作用机制的研究进展，发现病
毒的增殖有其一系列独特的生化过程，与宿主细
胞有很多的不同，利用这些差别可以设计不同的
筛选模型，寻找选择性强的化合物。
? 抗病毒抗生素结构多样，以核苷类、醌类及大环
内酯类较多
（一）体外筛选模型
1、组织培养筛选模型
是最常用的筛选模型，可以反映病毒感染的全过程，
并可观察样品的毒性。根据病毒选择靶细胞,细胞
培养好以后，接种病毒，接触一定时间后加入待测
样品继续培养,采用不同指标观察样品的作用。以
细胞病变 作为判断指标
? 以 病毒蚀斑减少量 作为判断指标
? 以 病毒繁殖量 作为判断指标
? 以 抗原产生量 （ ELISA）作为判断指标
注释：（药物的作用方式是阻止病毒在细胞内复制或释放；如果以病毒
和待测样品同时加入，作用方式是阻止病毒吸附到细胞上或直接杀死病
毒。）
2、病毒酶的无细胞系统筛选模型
病毒基因编码的酶在病毒复制过程中起关键作
用。这些病毒酶与细胞同工酶在理化性质上不同，
利用这种差异，以病毒酶为目的靶，建立无细胞
反应系统，直接筛选病毒酶抑制剂。
? 作用于 病毒核酸聚合酶或逆转录酶,核苷类药物
如 HIV逆转录酶
RNA DNA
逆转录酶正常底物,A,G,C,T
竞争性底物：核苷类药物的三磷酸衍生物
? 作用于 蛋白酶, HIV
? 作用于 神经氨酸酶,流感病毒
（二）体内筛选模型
体外筛选出来的化合物还需要进一步在动物体内进行
试验评价药效，尤其是无细胞系统病毒酶的抑制剂不一
定能在细胞内发挥抑制活性，并且也不能判断其活性。
不同病毒有不同体内筛选系统，需要根据样品抑制病
毒的特性选择适当的动物模型。先将病毒种入动物体内，
在不同时间通过不同途径用药，根据动物的残活率或生
命延长率，或病毒侵入器官的病变或含病毒量的变化来
判断药效。
? 脑炎：接种小鼠脑内或皮下
? 肝炎：接种小鼠口腔或腹腔
? 流感：接种鸡胚脲囊腔
九、抗肿瘤抗生素筛选模型
? 抗肿瘤抗生素是指由微生物产生的具有抗
肿瘤活性的化学物质。至今报道的抗肿瘤
抗生素有 500多种，例如阿霉素、丝裂霉素、
博来霉素、放线菌素 D等已成为肿瘤治疗中
常用的药物。
（一）微生物学筛选方法
1、噬菌体法,有些动物肿瘤是由病毒引起的，从
人的鼻咽癌、乳腺癌、白血病等癌细胞中发现了
病毒颗粒
实验原理：一些抑制核酸代谢和改变核酸结构
的抗肿瘤抗生素对细菌噬菌体都会产生诱导、抑
制和变异作用。
中科院上海植物生理所在国内首先建立该方法，
包括诱导噬菌体法、抗噬菌体法和诱变噬菌体法。
? 诱导噬菌体法,
? 溶源性细菌和敏感指示菌 在平板上混合培养，通过纸片
法加入药物,①如果待测药物具有诱导噬菌体裂解作用，
那么溶源性细菌释放大量的噬菌体这些噬菌体裂解其他
细菌，在纸片的周围产生清晰的噬菌斑。②如果既有诱
导作用又有抗菌作用，纸片的周围有透明的无菌圈，而
边沿有噬菌斑。③如果只有抗菌作用而没有诱导作用，
纸片的周围只有透明的无菌圈。④如果都没有作用，则
纸片的周围没有变化。
? 抗噬菌体法,将 噬菌体 及其作用敏感的 指示菌 混
合培养，那么具有抗噬菌体作用的药物，则纸片
的周围有明显的细菌生长圈。
? 诱变噬菌体法,噬菌体与宿主具有较强的特异性，
有些抗肿瘤抗生素可以使噬菌体发生突变，裂解
原来不敏感的细菌。
2、细菌突变法
有些抗肿瘤抗生素使某些细菌发生突变作用，如：能使
依赖链霉素的菌种诱变为不依赖链霉素的菌种，那么这
种药物有可能具有抗肿瘤的活性。
3、呼吸缺陷型突变体法
大多数肿瘤细胞的酵解代谢比正常细胞旺盛。
? 金黄色葡萄球菌：呼吸以 TCA为主
? 金黄色葡萄球菌的呼吸缺陷型突变体：呼吸以 EMP为主
筛选采用琼脂扩散法或杯碟法（管碟法），筛选到的
药物如果能够抑制突变体的呼吸作用，而不能抑制正常
菌，那么药物可能具有抗肿瘤活性。
（二）根据肿瘤细胞酶系和膜功能特点设计的筛选
方法
1、逆转录酶抑制剂
? 有些肿瘤由病毒引起，抑制这些病毒的逆转录酶
就可以抑制病毒核酸的复制。日本利用这种方法
从 140株链霉菌和 200株担子菌中筛选到了 87株具
有抑制逆转录酶活性的物质。
2、甲基化酶和甲基转移酶
? 病毒和化学物质引起的肿瘤组织中，这两种酶的
活性较高
（三）作用于细胞、细胞分裂及分裂周期的
筛选方法
1、组织培养法,通过组织培养法得到肿瘤
细胞，观察待测药物作用后细胞的反应，
如细胞形态、脱氢酶活性、荧光染色等。
2、精原细胞法,中国医学科学院药物研究
所首创，可以排除对细胞有损害作用的药
物。
（四）以实验肿瘤模型为主体的动物试验
? 1、模拟人类肿瘤特性的动物肿瘤模型
? 建立无胸腺裸小鼠模型，将人体胃癌、肺
癌等移植进小鼠体内生长传代。
? 2、特种肿瘤模型
? 小鼠神经母细胞瘤、鼠脑室管膜母细胞瘤、
鼠胃细胞瘤等。
第二章 抗生素产生菌的改良
菌株改良的作用,
? 自然界筛选到的菌株，合成抗生素的能力很低，如
果不进行菌种改良，则没有进行工业生产的价值。
? 生产上正在用的菌株，为了不断提高提高产量、降
低成本，也需要不断进行菌株改良。
? 改变菌种的某些遗传特性，使之适合于工业生产，
例如选育抗噬菌体的菌株、能利用廉价原料或需要
氧气少的菌株、不分泌色素的菌株便于后提取中产
品的质量。
? 一、自然选育
? 自然选育是指微生物细胞群体 不通过人工处理 而
利用菌种的 自发突变 进行的育种方法。但是微生
物自发突变的几率 10-6-10-8，正突变的几率更低，
所以这种方法虽然可能筛选到一些生产能力高的
菌株，但效率低、进展慢，效果不明显。
? 二、诱变育种
? 用不同的诱变剂处理微生物群体，以诱发各种遗
传物质的改变，然后采用简便、快速和高效的筛
选方法从中选出所需要的突变株。
这种方法在工业微生物育种中用的最早、也很
有效，是目前育种的常用方法。
?突变菌株的筛选
? 1、高产突变株的筛选
待菌落代谢产物活性
最高或者菌落长到合
适大小时，转移到指
示菌平板上，根据抑
菌圈大小挑选高产菌
株进行摇瓶发酵复筛。
? 2、形态突变株的筛选
? 利用形态突变进行筛选在青霉素、制霉
菌素、四环素的育种中取得了良好的效
果。别洛霉素产生菌球团链霉菌用吖啶
橙诱变后出现无黑素和不产孢子的菌株，
其中有的产量提高 200倍。
? 一般形态剧烈变化的突变株多数是低产
量菌株，高产突变株一般形态变化细微。
? 3、自身耐药性突变株的筛选
? 抗生素产生菌对自身所产的抗生素的抗性
越强，那么这种抗生素的产量越高，是由
于突变株消除了抗生素的反馈调节。
? 在培养基中加入抗生素的结构类似物也可
以进行筛选抗生素产生菌的筛选，机制同
上。
? 4、营养缺陷型及回复突变株的筛选
? 抗生素产生菌的营养缺陷型大多数低产，个别是高产菌。
如头孢菌素产生菌的亮氨酸缺陷型，生产头孢菌素 C能力
提高 3倍。
? 5、鉴别培养基
? 有些抗生素如蒽环类、大环内酯类、四环素类及安莎类
等的生物合成皆是通过聚酮体途径。浅蓝菌素对聚酮体
合成有明显的抑制作用。在蒽环类抗生素柔毛霉素的育
种中，在含有适当浓度浅蓝菌素的平板上，培养后长出
的菌落绝大多数因抗生素的合成被抑制而为无色，只有
少数能合成抗生素的菌落为红色，其中高产变株的频率
有明显的提高。
三、杂交育种
杂交育种：将两个基因型不同的的菌株
的某些遗传信息通过杂交重新组合于同一
个重组体中。
1、准性生殖,获得了青霉素产生菌产黄青
霉的高产重组体菌株。
2、原生质体融合,
? 四、基因工程在抗生素生产中的应用
（一）
? （一）提高微生物药物的单位产量
? 1、增加限速酶基因拷贝数
? 提高菌种生产能力通常认为在抗生素生物
合成中，某些限速酶对整个生物合成是至
关重要的。限速酶在生物合成途径中起
,瓶颈, 的作用，限制了终产物的产量。
如果通过增加该酶基因的剂量，即可能解
除或缓解此, 瓶颈, 效应。
二、基因工程在抗生素生产中的应用
? 2、引人抗性基因，增加微生物药物单位产
量
? 许多抗生素生物合成基因往往与菌种对自
身抗生素耐药基因连锁存在，因此，利用
高拷贝质粒的基因量效应，提高菌种对自
身抗生素的抗性，增加与抗生素生物合成
有关的自身抗性基因的剂量，也是提高其
单位产量的途径之一。
? 3、克隆抗生素的全部结构基因，改变表达
体系提高产量
? 对于多肽类抗生素中的核糖体生产型，可
将其结构基因从基因文库内调出或由人工
合成后导入其他强表达体系，以提高其产
量。
4,
? （二）阻断支路代谢，增加有效组分的含量
? 阿弗米丁是十六元大环的齐墩果二糖衍生物，具
有广谱、高效抗寄生虫活性，其产生菌 —— 除虫
链霉菌发酵过程中产生两类化合物，一类是一组
结构非常类似的非典型的大环内酯类抗生素，其
中 B1组分活性最强，是人们所期有效药物。另一
类是一种结构差别较大的大环内酯类抗生素寡霉
素，必须从产品中除去。将传统的诱变育种技术、
原生质体融合技术和基因工程技术相结合，获得
了只产 B1不产寡霉素的工程菌。
? （三）构建能产生半合成抗生素中间体的
基因工程菌
? 许多半合成抗生素的中间体是由一些天然
产物通过复杂的化学反应修饰而成。通过
将茄病镰刀霉的 D-氨基酸氧化酶基因和缺
陷假单孢菌的 CPC酰化基因导入顶头孢霉，
可以获得头孢菌素生物合成的中间体。
? （四）构建产生新化合物的基因工程菌
? 由于许多微生物次级代谢产物酶系的底物
特异性不强，当某种抗生素的生物合成基
因克隆至另一结构相似、生物合成途径有
关的抗生素产生菌中，可使其产生不同于
二亲株产物的具有生物活性的新化合物，
即所谓, 杂合抗生素, 。例如，将放线紫
红素的生物合成基因导人紫红链霉菌，产
生了新化合物二氢榴菌紫红素。
? （五）引入血红蛋白基因，改善微生物的工业性
状
? 血红蛋白能促进氧气扩散到细胞末端氧化酶上，
使该细胞在贫氧状态下也能很好生长。 Maynolo
等将血红蛋白基因转入变青链霉菌和天蓝色链霉
菌中，获得了发酵需氧量明显降低的工程菌。在
限氧条件下不仅使菌体生长量增加，还使天蓝色
链霉菌产生的放线紫红素产量提高 10倍。
