氨基酸發(fā)酵機(jī)制ppt課件(完整版)
【正文】 氨酸缺陷型； 物（天冬氨酸氧虧酸， ASPHX）突變株； C .選育適宜的 CO2固定酶／ TCA循環(huán)酶活性比突變株。 ? ② 切斷支路代謝－選育營養(yǎng)缺陷型 ? 誘變選育高絲氨酸缺陷型（高絲氨酸脫氫酶缺失），切斷通向蘇氨酸、蛋氨酸的代謝流，同時控制培養(yǎng)液中高絲氨酸（或蘇氨酸＋蛋氨酸）量，降低蘇氨酸濃度，解除賴氨酸＋蘇氨酸對天冬氨酸激酶的協(xié)同反饋抑制作用，從而過量積累賴氨酸。 大腸桿菌中的 Lys的生物合成與代謝調(diào)控 ? 大腸桿菌賴氨酸代謝特點(diǎn)： ? 關(guān)鍵酶：天冬氨酸激酶是一個同功酶，分別受三個代謝產(chǎn)物的抑制，這三個終產(chǎn)物分別是：Lys、 Met和 Thr，只有當(dāng)這三個代謝產(chǎn)物同時過量時， Asp激酶的活性才能完全被抑制。 二、賴氨酸生物合成途徑 ? 目前已知的賴氨酸生物合成途徑有兩條，一條以細(xì)菌類為主、另一條以酵母菌為主。選育油酸缺陷型，阻斷不飽和脂肪酸的合成，并限制外源供給量，就可限制磷脂的合成。 ? 生物素對細(xì)胞膜合成的影響主要是通過對細(xì)胞膜的主要成分 —— 磷脂 (結(jié)構(gòu)見圖 58)中的脂肪酸的生物合成來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)限制了菌體脂肪酸的合成時，細(xì)胞就會形成一個細(xì)胞膜不完整的菌體。但是谷氨酸產(chǎn)生菌中天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶 (GOT)和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶 (GPT)活力很低，轉(zhuǎn)氨途徑并不重要。 二） TCA、 DCA和 CO2固定作用 （三羧酸循環(huán)） α — KGA脫氫酶酶活性微弱或喪失 ? 這是菌體生成并積累 α — KGA的關(guān)鍵，從上圖可以看出， α — KGA是菌體進(jìn)行 TCA循環(huán)的中間性產(chǎn)物，在 α — KGA脫氫酶的作用下氧化脫羧生成琥珀酸輔酶 A，只有當(dāng)體內(nèi) α — KGA脫氫酶活性很低時，TCA循環(huán)才能夠停止， α — KGA才得以積累。 目前我國味精的年產(chǎn)量已達(dá) 100萬噸，產(chǎn)銷量占世界第一位 。例如，胱氨酸用于護(hù)發(fā)素中，絲氨酸用于面霜中。飼料工業(yè)作為飼料添加劑的氨基酸有蛋氨酸、賴氨酸、谷氨酸鈉、甘氨酸、丙氨酸和蘇氨酸 7種。 ? 氨基酸主要用于食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、化妝品等方面。 ? 在醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用：氨基酸在醫(yī)藥上的應(yīng)用很廣。 ? 控制細(xì)胞滲透性： ? 谷氨酸發(fā)酵：當(dāng)細(xì)胞內(nèi)生物素水平高時，谷氨酸不能透過細(xì)胞膜，需加入表面活性劑或青霉素，提高細(xì)胞膜通透性。 α －酮戊二酸在谷氨酸脫氫酶的催化及有NH4+存在的條件下，生成谷氨酸。 ? 在許多微生物發(fā)酵的過程中，通常需要檢測反應(yīng)器尾氣的組成，特別是尾氣中 CO2的含量，其主要目的就在于分析產(chǎn)物合成期間菌體的代謝途徑，有利于指導(dǎo)生產(chǎn)?？梢姡纳萍?xì)胞膜通透性的重要性，如何進(jìn)行呢？ ? 通常谷氨酸發(fā)酵采用的菌種都是生物素缺陷型，而生物素又是菌體細(xì)胞膜合成的必須物質(zhì)，生物素是不飽和脂肪酸合成過程中所需的乙酰 CoA的輔酶。 ? 青霉素的直接作用在于抑制細(xì)胞壁的合成。 ? 發(fā)酵法賴氨酸的生產(chǎn)最早起源于日本，我國80年代中期相繼有賴氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)廠家。 ? ? 缺點(diǎn)： ? 1）細(xì)菌菌體較小，當(dāng)需要從發(fā)酵液中把菌體分離出來（有利于產(chǎn)物的結(jié)晶提出，或產(chǎn)物就是菌體或菌體內(nèi)的胞內(nèi)物），細(xì)菌比酵母菌難以分離。 ? 其次，根據(jù)菌株特性選育賴氨酸產(chǎn)生菌。賴氨酸生物合成分支途徑的第一個酶 — 二氫吡啶二羧酸（ DDP）合成酶的合成受亮氨酸阻遏，使丙酮酸通向賴氨酸的代謝受阻，而流向丙氨酸、纈氨酸。其方法除了經(jīng)常進(jìn)行菌種純化、檢查遺傳標(biāo)記、減少傳代次數(shù)、不用發(fā)酵液作為種子外，還可采用以下方法：； 多個遺傳標(biāo)記。 DAHP合成酶（ DS） 分支酸變位酶（ CM） ? 芳香族氨基酸苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸生物合成的調(diào)節(jié)機(jī)制： ? DAHP合成酶（ DS）：有三種同功酶， DS1受苯丙氨酸反饋控制， DS2受色氨酸反饋控制， DS3受酪氨酸反饋控制。鳥氨酸以肽的形式，存在于細(xì)菌中。 ? 谷氨酸產(chǎn)
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