年產100噸l-賴氨酸發(fā)酵生產工藝設計(編輯修改稿)
2025-06-27 12:34 本頁面
【文章內容簡介】 從以下幾個方面來選 圖11黃色短桿菌賴氨酸生物合成調節(jié)機制 圖12黃色短桿菌中谷氨酸、天冬氨酸生物合成調節(jié)機制育賴氨酸產(1)優(yōu)先合成的轉換——滲漏缺陷型的選育在野生型中，賴氨酸生物合成途徑第一分支處，由于高絲氨酸脫氫酶的活性比DDP 合成酶高15倍，代謝流優(yōu)先向合成蘇氨酸方向進行。如果降低高絲氨酸脫氫酶活性，代謝流就會轉向優(yōu)先合成賴氨酸。當高絲氨酸脫氫酶活性很低，所合成的蘇氨酸少，不足以與賴氨酸共同對天冬氨酸激酶活性的協(xié)同反饋抑制作用，就可以過量積累賴氨酸。，獲得一批蘇氨酸或蛋氨酸敏感突變株，能積累賴氨酸25 g／L。此突變株的高絲氨酸脫氫酶活性僅為野生株的1／30。即為高絲氨酸脫氫酶滲漏缺陷型，當培養(yǎng)液中蘇氨酸或蛋氨酸濃度超過100μg/mL時，生 長就被抑制。這是因為活性很低的高絲氨酸脫氫酶容易受蘇氨酸抑制或蛋氨酸阻遏，相應地造成蘇氨酸或蛋氨酸缺乏，而抑制生長。(2)切斷支路代謝——營養(yǎng)缺陷型的選育賴氨酸合成途徑是具有分支途徑的，對于賴氨酸單獨對自身合成途徑中的酶沒有調節(jié)作用的細菌，如黃色短桿菌和谷氨酸棒桿菌，對天冬氨酸激酶的反饋抑制是賴氨酸+蘇氨酸的協(xié)同反饋抑制作用。于是通過誘變使高絲氨酸脫氫酶缺失，切斷通向蘇氨酸、蛋氨酸的代謝流?？刂婆囵B(yǎng)液中高絲氨酸(或蘇氨酸+蛋氨酸)量，降低蘇氨酸濃度，解除賴氮酸+蘇氦酸對天冬氨酸激酶的協(xié)同反饋抑制作用，因而能夠過量積累賴氨酸。 (3)抗結構類似物突變株的選育選育抗結構類似物突變株是賴氨酸發(fā)酵育種的重要手段，這種突變株遺傳性地解除終產物對自身合成途徑的酶的調節(jié)控制，不受培養(yǎng)基中所要求的物質濃度影響，生產比較穩(wěn)定。賴氨酸發(fā)酵育種已使用的結構類似物，其中以S(2氨基乙基)L半胱氨酸(AEC) 的效果最佳，應用最廣。賴氨酸結構類似物的作用機制是起假反饋抑制作用。因為賴氨酸結構類似物的結構與賴氨酸相似，為天冬氨酸激酶所誤認，與蘇氨酸一起在天冬氨酸檄酶的變構部位上結合，協(xié)同抑制酶的活性。但AEC單獨存在時對酶活性沒有抑制作用。如果通過誘變使天冬氨酸激酶編碼的結構基因發(fā)生突變，使天冬氨酸激酸對賴氨酸及結構類似物不敏感，即使在過量蘇氨酸存在時，該酶也不與賴氨酸或結構類似物結合，但酶的活性中心不變。具有這一特點的菌株叫做抗結構類似物突變株或代謝調節(jié)突變株。但是，只有抗性的菌株其賴氨酸產量不高，而具有抗性兼有營養(yǎng)缺陷型的菌株，賴氨酸產量大為提高。 (4)增加前體物的合成和阻塞副產物生成丙酮酸、草酰乙酸和天冬氨酸是賴氨酸合成的前體物，特別是天冬氨酸。關鍵酶一天冬氨酸激酶的反應速度與底物天冬氨酸濃度之間呈S形曲線關系，隨著天冬氨酸濃度增加，酶與底物的親加力協(xié)同性增大。一方面增加天冬氨酸濃度，能夠抵消變構抑制劑的影響；同時使基質充分地用于合成這些前體物，使前體物充分地用于合成賴氮酸。也就是說，賴氨酸的產量很大程度上取定于菌體的碳代謝。天冬氨酸對磷酸烯醇丙酮酸羧化酶有反饋抑制作用，這種抑制作用由于α酮戊二酸存在而增強。為了解除天冬氨酸對自身合成途徑中酶的反饋抑制，可選育抗天冬氨酸結構類似物突變株。 L 賴氨酸發(fā)酵條件的優(yōu)化培養(yǎng)條件的優(yōu)化與否直接影響到代謝方式及代謝流量的變化 ,從而影響到目的產物的產量。保證菌體生長和發(fā)酵生成產物所必須的各種最佳條件可以使目的產物產量大幅度的提高。對于基因工程菌而言 ,培養(yǎng)條件對目的基因的高效表達 ,質粒穩(wěn)定性等具有重要影響。張偉國、陳銀芳[12]等關于L賴氨酸高產菌的選育及發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化的研究結果表明菌株LXQ89搖瓶發(fā)酵72h賴氨酸產量達到79g/L，經發(fā)酵條件優(yōu)化后得到的最佳的種子培養(yǎng)基(g/L)：葡萄糖2(NH4)2SO4 玉米漿3KH2PO4 、MgSO47H2O 、CaCO3 15。種子最佳培養(yǎng)條件：，裝液量25 mL／250 mL三角瓶。最佳發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L)：葡萄糖170、(NH4)2SO4 5MgSO47H2O 、CaCO3 45，L蘇氨酸40草酰乙酸是天冬氨酸合成的重要前體，根據黃色短桿菌(Brebvibacterium flavum)草酰乙酸生成方式的不同，賴氨酸的合成有以下兩條途徑。①通過TCA循環(huán)：②通過磷酸烯醇丙酮酸羧化反應：(%)種子培養(yǎng)基（g/L）配方表葡萄糖25硫酸銨5玉米漿35磷酸二氫鉀1七硫酸鎂碳酸鈣15發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L)配方表葡萄糖170硫酸銨55玉米漿磷酸二氫鉀七硫酸鎂L蘇氨酸40碳酸鈣45接種量2%斜面培養(yǎng) 種子培養(yǎng) 發(fā)酵罐（1）斜面培養(yǎng) L賴氨酸斜面菌種培養(yǎng)基(g/L):葡萄糖5 ,牛肉膏10 ,蛋白胨10 ,NaCl 5 ,瓊脂25 ,pH （2）種子培養(yǎng)基:葡萄糖25 , (NH4)2SO45 ,玉米漿35 , KH2PO4 1 , Mg
公司管理相關推薦
鄂ICP備17016276號-1