發(fā)酵工藝學菌種選育知識課件(編輯修改稿)
2025-02-03 11:10 本頁面
【文章內容簡介】 養(yǎng)后根據(jù)在這些組合長出可推知其營養(yǎng)因子 。 在 5－ 6個平皿上可測 20株菌以上 。 (2)篩選抗反饋調節(jié)突變株 ① 篩選結構類似物抗性突變株 結構類似物：結構與代謝產物類似的化合物 特點： 有反饋調節(jié) 作用 無正常生理 功能 篩選方法：濃度梯度法（補充） ② 利用回復突變篩選抗反饋突變菌株 誘變育種實例： 賴氨酸高產菌株選育 天冬氨酸 黃色短桿菌的代謝過程 甲硫氨酸 蘇氨酸 賴氨酸 天冬氨酸磷酸 天冬氨酸 β－半醛 抑制 高絲氨酸 黃色短桿菌的代謝特點 ① 天冬氨酸激酶 （ AK）， 是一個變構酶，并有兩個活性中心，分別受 Lys（賴氨酸）、 Thr（蘇氨酸）的 協(xié)同反饋抑制 協(xié)同反饋抑制： 該酶有多個活性中心，抑制物可以分別和某一個特定的活性中心結合，但是并不影響該酶的活性，只有當該酶的所有的活性中心都被抑制物結合后，其活性才受到抑制。 ② 兩個分支點的優(yōu)先合成機制 ： 優(yōu)先合成高絲氨酸 Hos，再優(yōu)先合成蛋氨酸 Met 當 Met過量時 阻遏 琥珀酰高絲氨酸合成酶，使代謝流向合成Thr的方向進行 當 Thr過量時 反饋抑制 高絲氨酸脫氫酶，使代謝流向 Lys的合成上。 （ Met＞ Thr＞ Lys） 天冬氨酰磷酸 天冬氨酸 β 半醛 高絲氨酸 高絲氨酸磷酸 O琥珀酸高絲氨酸 二氫吡啶 2,6二羧酸 賴氨酸 蘇氨酸 蛋氨酸 天冬氨酸 育種途徑 切斷或減弱合成 Met 、 Thr的分支途徑 —— 選育 營養(yǎng)缺陷型 突變株 可選用 Hos，其意義在于： ① 解除了 Hos的優(yōu)先合成機制，阻斷了代謝向 Met、 Thr的方向進行，節(jié)省了原料，可以使 Aspβ 半醛這個中間代謝產物全部轉入 Lys的生物合成上。 ② 在培養(yǎng)基中限量的供給 Met 、 Thr（或者Hos），對于 AK酶活性的調節(jié)有著重要意義。 因為 AK酶是一個 協(xié)同反饋抑制 的變構酶，限制了其中某一個抑制物（ Thr），則 Lys的濃度再高，也不會影響到 AK酶的活性，那么，代謝一直向著賴氨酸合成的方向進行，使得產物的合成暢通無阻。 雙重營養(yǎng)缺陷型突變株（ Met + Thr） ,其 本質 和 Hos 相同。 優(yōu)點：遺傳性質 穩(wěn)定 ，回復突變的幾率少。 天冬氨酸 人工控制黃色短桿菌的代謝過程生產賴氨酸 中間產物 Ⅰ 中間產物 Ⅱ 甲硫氨酸 蘇氨酸 高絲氨酸 不能合成 可以大量積累 賴 氨 酸 人工誘變的 菌種不能產生 2. 解除反饋調節(jié)（ — 反饋阻抑） 從理論上講，選育 Hom 進行賴氨酸發(fā)酵，如果在其培養(yǎng)基中限量供給 Thr，則 AK酶的活性不會受到Lys的反饋抑制，實際上 Lys對 AK酶的活性存在一定的抑制作用。因此，對于黃色短桿菌的 Lys發(fā)酵，僅僅選育 Hom 是不夠的。為了高效率的轉化 Lys，需要解決這一問題： 使該酶（ AK） 脫敏 （就是該酶具有抗反饋抑制或阻遏的能力）， 如何使其脫敏呢 ？ 選育結構類似物 抗性突變株？（ X r） ① SL半胱氨酸抗性突變株 AEC r （效果最佳，應用最廣） ② γ甲基賴氨酸抗性突變株 ML r ③ L賴氨酸氧肟酸鹽抗性突變株 LysHxr ④ 蘇氨酸氧肟酸鹽抗性突變株 ThrHxr L Lys:CH2(NH2) CH2CH2CH2CH (NH2)COOH AEC: CH2(NH2) CH2SCH2CH (NH2)COOH 結構類似物 AEC物的作用機制：起反饋抑制作用 AEC 與 L Lys結構相似，被天冬氨酸激酶所誤認，與 Thr一起在天冬氨酸激酶的變構部位上結合，協(xié)同抑制酶活。 抗結構類似物突變株的實質：天冬氨酸激酶編碼的結構基因發(fā)生突變。 篩選營養(yǎng)缺陷型突變株。 篩選抗性突變突變株 磷酸鹽、碳源調控菌株。 氨基酸結構類似物抗性突變株 二級金屬離子抗性突變菌株
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