Việc sản xuất chế
phẩm rennet từ dạ dày
của bê hoặc cừu non
để đáp ứng nhu cầu
chế biến phô mai cần
phải sử dụng rất
nhiều bê hoặc cừu
non (1 tấn phô mai
cần sử dụng lượng
chế phẩm enzyme từ
11 - 22 con bê hoặc
cừu non).
Làm thế nào để khắc phục được điều đó? Công nghệ
enzyme có thể làm gì để bổ sung lượng enzyme
chymosin cần cho sản xuất phô mai?

• - Để khắc phục được sự hạn chế khi thu chế phẩm rennet từ dạ dày bê hoặc
cừu non cần tìm ra một nguồn nguyên liệu sản xuất enzyme chymosin mới
chứa lượng lớn enzyme này hơn, chi phí thấp hơn và không đối lập với nhu
cầu khác của con người.

• - Để bổ sung lượng enzyme chymosin cần cho sản xuất phô mai, công nghệ
enzyme cần tạo ra một quy trình sản xuất mới cho hiệu quả sản xuất enzyme
này cao hơn – quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp.

TIẾT 20,21 - BÀI 9: SẢN XUẤT
ENZYME TÁI TỔ HỢP

BÀI 9: SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
I. ENZYME TÁI TỔ HỢP
Enzyme tái tổ hợp là enzyme được sinh tổng hợp từ phân
tử DNA tái tổ hợp đã được chuyển vào tế bào sinh vật chủ.

Enzyme tái tổ hợp là gì? Tại sao người ta cần
Trong đó, phân tử DNA tái tổ hợp là phân tử DNA có từ hai
sản xuất enzyme tái tổ hợp?
nguồn gốc trở lên, một phần của phân tử DNA tái tổ hợp là
từ vector chuyển gene (thể truyền) và phần còn lại là DNA
từ các sinh vật có nguồn gene mã hóa protein enzyme đích.

Tại sao người ta cần sản xuất enzyme tái

tổ hợp?

- Enzyme tái tổ hợp là enzyme được sinh tổng
hợp từ phân tử DNA tái tổ hợp đã được chuyển
vào tế bào sinh vật chủ.
- Người ta cần sản xuất enzyme tái tổ hợp nhằm
tạo ra số lượng lớn enzyme với chi phí thấp
hơn so với sản xuất enzyme tự nhiên để đáp
ứng với nhu cầu sử dụng của con người

BÀI 9: SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
Vi sinh vật có ưu thế so với tế bào động vật và thực vật
khi chúng là tế bào chủ sản xuất enzyme tái tổ hợp: 
•Hệ gen nhỏ, đã được nghiên cứu kĩ, dễ điều khiển khi
sinhsinh
tổngvật
hợpcó
protein
đích.
Vi
ưu thế
gì so với tế bào động vật và
thực
vậtchuyển
khi chúng
làsinh
tế bào
để sản
xuất
•Vector
gen ở vi
vật chủ
đa dạng,
có sẵn
và được
enzyme tái tổ hợp?
nghiên cứu đầy đủ
•Vi sinh vật sinh trưởng nhanh trong môi trường nuôi cấy
nhân tạo, không đòi hỏi nguồn dinh dưỡng đắt tiền và
hiệu suất tổng hợp protein cao.

BÀI 9: SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP

Những enzyme nào cần sản xuất trong
dòng tế bào chủ động vật hoặc thực vật?
Những enzym có nguồn gốc từ động vật hoặc thực vật,
có cấu trúc bậc 2,3 hoặc bậc 4 phức tạp, có nhiều tiểu
phần, có nhiều cầu nối disulfide hoặc gắn với
coenzyme, cofactor, gắn các gốc đường thường khó
sản xuất trong tế bào chủ là vi sinh vật nên cần được
sản xuất trong dòng tế bào chủ động vật hoặc thực vật.

BÀI 9: SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
II. SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
1. Quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp
- Các giai đoạn cơ bản trong quy trình sản xuất enzyme tái
tổ hợp:
(1) Tạo dòng DNA tái tổ hợp mang gene mã hóa enzyme;
(2) Chuyển DNA tái tổ hợp vào dòng tế bào chủ thích hợp
cho biểu hiện gene;
(3) Biểu hiện gene và thu hồi enzyme tái tổ hợp;
(4) Tinh sạch enzyme tái tổ hợp;
(5) Phối chế, đóng gói và bảo quản chế phẩm enzyme tái
tổ hợp.

BÀI 9: SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
II. SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
1. Quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp

BÀI 9: SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP

So sánh các giai đoạn cơ bản trong
quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp
(hình 9.2) với các giai đoạn cơ bản
trong quy trình sản xuất enzyme tự
nhiên (hình 8.3).

- Hai quy trình đều có sự giống nhau ở các bước Tinh sạch
enzyme và phối chế, đóng gói và bảo quản.
- Với quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp, có 3 gia đoạn
khác với quy trình sản xuất enzyme tự nhiên:
(1) Tạo dòng DNA tái tổ hợp mang gene mã hoá enzyme
(2) Chuyển DNA tái tổ hợp vào dòng tế bào chủ thích hợp
cho biểu hiện gene
(3) Biểu hiện gene và thu hồi enzyme tái tổ hợp

BÀI 9: SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
II. SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
1. Quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp
- Quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp giúp tạo ra chế
phẩm enzyme tái tổ hợp tinh sạch với số lượng lớn, đáp
ứng nhu cầu sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp,
nông nghiệp và đời sống.

1.1.TẠO DÒNG DNA TÁI TỔ HỢP MANG GENE MÃ HÓA ENZYM

Quan sát hình 9.3 và cho biết:
a) Đoạn DNA hay gene đích được lấy từ những nguồn nào?
b) Sản phẩm ghép nối gene đích với vector là gì?
c) Sản phẩm của quy trình tạo dòng DNA tái tổ hợp là gì?

1.1.TẠO DÒNG DNA TÁI TỔ HỢP MANG GENE MÃ HÓA ENZYM

Quan sát hình 9.3 và cho biết:
a) Đoạn DNA hay gene đích được lấy từ những nguồn nào?
b) Sản phẩm ghép nối gene đích với vector là gì?
c) Sản phẩm của quy trình tạo dòng DNA tái tổ hợp là gì?

1.1.TẠO DÒNG DNA TÁI TỔ HỢP MANG GENE MÃ HÓA ENZYM

BÀI 9: SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP

a) Đoạn DNA hay gene đích được lấy từ những nguồn:
+ Tách chiết từ động vật, thực vật và vi sinh vật
+ Tổng hợp hóa học từ các nucleotit
+ Nhân DNA từ PRC

BÀI 9: SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP

b) Sản phẩm ghép nối gene đích với vector là vector tái tổ
hợp.
c) Sản phẩm của quy trình tạo dòng DNA tái tổ hợp là các
dòng tế bào chủ mang vector tái tổ hợp được nhân lên.

1.2. CHUYỂN DNA TÁI TỔ HỢP VÀO DÒNG TẾ BÀO
CHỦ THÍCH HỢP CHO BIỂU HIỆN GENE

1.3. BIỂU HIỆN GEN VÀ THU HỒI ENZYM TÁI TỔ HỢP

Nhân dòng tế bào tái tổ hợp lên số lượng lớn trước

khi được kích hoạt biểu hiện gene nhằm mục đích g
ì?...

Nhân dòng tế bào tái tổ hợp lên số lượng lớn trước

khi được kích hoạt biểu hiện gene nhằm mục đích
sau khi kích hoạt có thể thu được số lượng enzyme
lớn và đồng bộ

1.3. BIỂU HIỆN GEN VÀ THU HỒI ENZYM TÁI TỔ HỢP
Nêu các cách thức dùng để kích hoạt dòng tế bào chủ biể

u hiện gene
?

Các cách thức dùng để kích hoạt dòng tế bào chủ biểu

hiện gene tùy theo từng loại vector và tế bào chủ biểu
hiện gene:
- Kích hoạt bằng các hóa chất khác nhau (đường lactose,
ethanol, methanol,…).
- Thay đổi các điều kiện vật lí, hóa học (pH, nhiệt độ,…)

1.3. BIỂU HIỆN GEN VÀ THU HỒI ENZYM TÁI TỔ HỢP

Khi mật độ tế bào đạt mức tối ưu, quá trình biểu
hiện gen đích thành protein enzyme được kích hoạt
bằng các hóa chất hoặc thay đổi các điều kiện vật lí,
hóa học.
- Enzym tái tổ hợp có thể được sinh tổng hợp bên
trong tế bào ( Enzym nội bào) hoặc bên ngoài tế bào (
Enzym ngoại bào)
- Phương pháp trích li và thu hồi enzyme tái tổ hợp
như đối với enzyme tự nhiên.
-

1.4. TINH SẠCH ENZYM TÁI TỔ HỢP
Tại sao chế phẩm enzyme tái tổ hợp dùng

làm thuốc cần được tinh chế để có độ tinh
khiết cao?

Chế phẩm enzyme tái tổ hợp dùng làm thuốc cần
được tinh chế có độ tinh khiết cao vì: Enzyme dùng
làm thuốc cần phải có hoạt tính xúc tác cao và an
toàn nhằm đảm bảo tính hiệu quả và ít có tác dụng
phụ không mong muốn đối với bệnh nhân khi sử
dụng.

1.4. TINH SẠCH ENZYM TÁI TỔ HỢP

Enzym tái tổ hợp thường được tinh sạch bằng

sắc kí ái lực

1.5. PHỐI CHẾ, ĐÓNG GÓI VÀ BẢO QUẢN CHẾ PHẨM
ENZYM TÁI TỔ HỢP

Chế phẩm enzyme trước khi đóng gói được

bổ sung chất phụ gia.
Chế phẩm được cô đặc, sấy khô, sấy phun,
đông khô, dạng bột, dung dịch,..
Điều kiện bảo quản tùy thuộc vào đặc tính và
yêu cầu ứng dụng của enzym

II. SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
2. Ví dụ về quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp
Quan sát hình 9.4 và cho
biết những giai đoạn nào
trong quy trình sản xuất
chế phẩm phytase tái tổ
hợp tương ứng với năm
giai đoạn cơ bản của quy
trình sản xuất enzyme tái
tổ hợp.

giai
2.đoạn
Ví dụ về quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp
Năm giai đoạn cơ bản
Giai đoạn tương ứng
trong
của quy trình sản xuất
trong quy trình sản xuất
quy
enzyme tái tổ hợp
chế phẩm phytase tái tổ hợp
trình
sản xuất (1) Tạo dòng DNA tái tổ Nhân gene mã hóa phytase từ nấm
hợp mang gene mã hóa mốc A. niger bằng PCR và tách vector
chế
enzyme
từ vi khuẩn E. coli → Tạo dòng DNA
phẩm
tái tổ hợp mang gene mã hóa phytase.
phytase
tái
tổ (2) Chuyển DNA tái tổ Chuyển DNA tái tổ hợp mang gene mã
hợp vào dòng tế bào chủ hóa phytase vào tế bào chủ biểu hiện
hợp
thích hợp cho biểu hiện gene (S. cerevisiae) → nuôi tăng sinh
tương
gene
khối tế bào.
ứng với
(3) Biểu hiện gene và thu Kích hoạt biểu hiện gene → Thu hồi
năm giai hồi enzyme tái tổ hợp
dịch nuôi cấy.
đoạn cơ
(4) Tinh sạch enzyme tái Tinh sạch enzyme bằng sắc kí ái lực.
bản của tổ hợp
quy
(5) Phối chế, đóng gói và Phối trộn phụ gia → Đóng gói tạo chế
trình
bảo quản chế phẩm phẩm phytase tái tổ hợp.
sản xuất enzyme tái tổ hợp

BÀI 9: SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
II. SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
1. Quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp
2. Ví dụ về quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp
- Phytase là enzyme được bổ sung vào thức ăn chăn
nuôi để hỗ trợ tiêu hóa cho động vật nuôi, giảm thiểu ô
nhiễm môi trường do phân thải ra.
- Chế phẩm phytase đã được sản xuất tái tổ hợp trong
các vi sinh vật như nấm mốc Aspergillus niger, vi khuẩn
Escherichia coli, nấm men Saccharomyces cereviside,...
- Sơ đồ quy trình sản xuất phytase tái tổ hợp trong
S.cerevisiae (SCĐ tr.59)