好氧發(fā)酵產物積累機制(編輯修改稿)
2025-06-18 21:40 本頁面
【文章內容簡介】 氨酸能夠源源不斷被優(yōu)先合成。 影響谷氨酸產生菌細胞膜通透性的物質可分為兩大類： 一類是 生物素、油酸和表面活性劑 ，其作用是引起細胞膜的脂肪酸成分或量的改變，尤其是改變油酸含量，從而改變細胞膜通透性； 另一類是 青霉素 ，其作用是抑制細胞壁肽聚糖合成中肽鏈的交聯(lián)，由于細胞膜失去細胞壁的保護，細胞膜受到物理損傷，從而使?jié)B透性增強。 另外，代謝控制還包括控制支路代謝，消除終產物的反饋抑制和反饋阻遏等等。 三、現(xiàn)有谷氨酸生產菌的主要特征 從細菌的鑒定和分類的結果來看，現(xiàn)有谷氨酸生產菌分屬于捧狀桿菌屬、短桿菌屬、小桿菌屬及節(jié)桿菌屬，但是它們在形態(tài)及生理方面仍有許多共同的特征。歸納起來主要有以下特征。 （ 1）細胞形態(tài)為球形，棒形以至短桿形。 （ 2）革蘭氏染色陽性，無芽孢，無鞭毛，不能運動。 （ 3）都是需氧型微生物。 （ 4）都是生物素缺陷型。 （ 5）脲酶強陽性。 （ 6）不分解淀粉、纖維素、油脂、酪蛋白及明膠等。 （ 7）發(fā)酵中菌體發(fā)生 明顯的形態(tài)變化 ，同時發(fā)生細胞膜滲透性的變化。 （ 8） CO2固定反應酶系活力強。 （ 9）異檸檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循壞弱。 （ 10） α 酮戊二酸氧化能力缺失或微弱。 （ 11）還原型輔酶 Ⅱ （ NADPH2）進入呼吸鏈能力弱。 （ 12）檸檬酸合成酶、烏頭酸梅、異檸檬酸脫氫酶以及谷氨酸脫氫酶活力強。 （ 13）能利用醋酸，不能利用石蠟。 （ 14）具有向環(huán)境中泄漏谷氨酸的能力。 （ 15）不分解利用谷氨酸，并能耐高濃度的谷氨酸，產谷氨酸 5%以上。 第五節(jié) 抗生素發(fā)酵機制 次級代謝產物 (secondary metabolite) 分解代謝 ：將從環(huán)境中吸收的各種碳源、氮源等物質 降解 ，為細胞的生命活動提供 能源 和 小分子中間體。 如 TCA、 EMP和 HMP等 。 合成代謝 ：利用分解代謝的能量和中間體 合成 氨基酸、核酸等 單體物質，及 蛋白質、核酸、多糖等 多聚物。 代謝類型 初級代謝和次級代謝 初級代謝： 與生物生存有關的 ，涉及 能量產生 和 能量消耗 的代謝類型。產物都是有機體生存 必不可少 的物質，如單糖、核苷酸、脂肪酸，以及蛋白質、核酸、多糖、脂類等。 次級代謝：某些微生物為了避免代謝過程中，某種代謝產物的積累造成的不利作用，而產生的一類 有利于生存的代謝類型，通常是在 生長后期 產生。產物種類很多，最著名的是 抗生素 ， 其它還有氨基糖、香豆素、麥角生物堿、吲哚衍生物、核苷、肽、喹啉等。 一、 次級代謝產物的特征 １、次級代謝產物是由微生物產生，不參與微生物的生長與繁殖。 ２、次級代謝產物的生物合成最少也要有一部分取決于與初級代謝產物無關的遺傳物質，并與由這類遺傳信息形成的酶所催化的代謝途徑有關。 ３、它的生產大多數(shù)是基于 菌種的特異性 來完成的。 ４、次級代謝產物發(fā)酵經歷兩個階段，即 營養(yǎng)增殖期和產物形成期 。如在菌體活躍增殖階段幾乎不產生抗生素。待到細胞停止生長，進入到恒定期才開始活躍地合成抗生素，成為生產期。 ５、一般都同時產生結構上相類似的多中副組分。 ６、生產能力受微量金屬離子（ Fe2+、 Fe3+、 Mn2+、 Co2+、Zn2+）和 磷酸鹽等無機離子的影響。 ７、 在多數(shù)條件下，增加前體是有效的。 ８、 次級代謝酶的底物特異性在某種程度上說是比較廣的。若提供底物結構類似物，則可得到與天然物不同的次級代謝物。 ９、培養(yǎng)溫度過高或菌種移植次數(shù)過多，使抗生素生產能力下降，可能的原因是參與抗生素合成的菌種的質粒脫落。 １０、一種產物可由多種中間體和途徑來取得。 二、生物合成抗生素與初級代謝的關系 ： 許多抗生素的基本結構是由少數(shù)幾種初級代謝產物構成的，所以 次級產物是以初級產物為母體衍生出來的 ，次級代謝途徑并不是獨立的，而是與初級代謝途徑有密切聯(lián)系的。 糖代謝的中間體，即可以來合成初級代謝產物，又可以來合成次級代謝產物，這種中間體叫 分叉中間體 ，如丙二酰 CoＡ。 G 乙酰 CoＡ 丙二酰 CoA 脂肪酸（初級） 四環(huán)素或其他抗生素（次級） 初級代謝和次級代謝的分叉中間體 分叉中間體 初級終點產物 次級終點產物 氨基己二糖 賴氨酸 青霉素 ,頭孢酶素 丙二酰 CoＡ 脂肪酸 四環(huán)素族 ,利福霉素族 乙酰 CoＡ 大環(huán)內酯族 ,多烯族抗生素 莽草酸 對氨基苯丙氨酸 氯霉素 ,綠膿菌素 苯丙氨酸 ,酪氨酸 新生霉素 由初級代謝產物衍生的次
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