好氧發(fā)酵產(chǎn)物積累機(jī)制-資料下載頁
2025-05-13 21:40本頁面
【正文】 活性 。在四環(huán)素的生物合成中， ATP水平對(duì)四環(huán)素合成起調(diào)節(jié)作用。磷酸烯醇式丙酮酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶作用下生成 草酰乙酸 ，再經(jīng)羧基轉(zhuǎn)移酶作用生成丙二酰CoA（四環(huán)素合成的前體），此途徑在四環(huán)素合成期起決定作用。而 草酰乙酸 是三羧酸（ TCA）循環(huán)中的重要中間產(chǎn)物， 催化其形成的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的合成受ATP和過量磷酸鹽的強(qiáng)烈抑制 ，從而降低了草酰乙酸的生成，最終降低了四環(huán)素生物合成前體丙二酰 CoA的濃度，影響四環(huán)素的生物合成。 6 酶的誘導(dǎo)調(diào)節(jié) 結(jié)構(gòu)酶 ：是菌體生長(zhǎng)繁殖所必需的酶系，它的產(chǎn)生一般不受培養(yǎng)基成分的影響； 誘導(dǎo)酶 ：是在一定的誘導(dǎo)物存在下，才能形成。 在次級(jí)代謝過程中，有些參與次級(jí)代謝產(chǎn)物合成的酶為誘導(dǎo)酶，如鏈霉素生物合成中的轉(zhuǎn)脒基酶、甘露糖鏈霉素酶等。誘導(dǎo)酶需要有誘導(dǎo)物存在才能形成。 誘導(dǎo)物起誘導(dǎo)作用，能提高次級(jí)代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量。 例如，蛋氨酸能提高頭孢菌素 C的產(chǎn)量，其原因是蛋氨酸的誘導(dǎo)作用，而不是作為硫源的供給物。 誘導(dǎo)酶合成的誘導(dǎo)劑有些需外源加入，而有些是菌體代謝過程中自身產(chǎn)生的。在抗生素的發(fā)酵過程中，有的初級(jí)代謝產(chǎn)物似乎對(duì)次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成酶也起誘導(dǎo)作用。 7 反饋調(diào)節(jié) 反饋調(diào)節(jié)包括 反饋?zhàn)瓒艉头答佉种啤? 反饋?zhàn)瓒簦?feedback repression)： 作用于基因水平，控制酶的合成量，是終產(chǎn)物抑制生物合成途徑中的一種或多種酶形成的調(diào)節(jié)過程。 反饋抑制 (feedback inhibition)： 作用于分子水平，控制酶的活性，是合成途徑的終點(diǎn)產(chǎn)物抑制該過程中第一步酶的活性作用。 兩者作用方式各異，功能也有所不同，目的都是防止產(chǎn)生過量的物質(zhì)，保證快速有效地適應(yīng)變換了的外界環(huán)境，對(duì)生長(zhǎng)有利。 在抗生素的合成途徑中， ★一方面是 抗生素本身的過量積累 ，存在著與初級(jí)代謝相似的反饋調(diào)節(jié)現(xiàn)象。如氯霉素、卡那霉素、泰樂菌素、制霉菌素、瑞斯托霉素等抗生素都對(duì)本身的合成有抑制作用。 ★另一方面，初級(jí)代謝和次級(jí)代謝途徑是緊密相連的，初級(jí)代謝受到的反饋調(diào)節(jié) ， 也必然影響抗生素的合成。 如纈氨酸是合成青霉素的前體，其生物合成受到反饋調(diào)節(jié)，必然對(duì)青霉素的合成有影響。 8 細(xì)胞膜通透性調(diào)節(jié) 次級(jí)代謝中也存在著膜通透性調(diào)節(jié)。菌體吸收外界營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或分泌細(xì)胞內(nèi)的代謝物都必須經(jīng)過細(xì)胞質(zhì)膜的運(yùn)輸。如果細(xì)胞對(duì)某種物質(zhì)不能運(yùn)輸，或是運(yùn)輸功能發(fā)生了障礙，將導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)合成代謝的產(chǎn)物不能分泌出去，影響發(fā)酵產(chǎn)物的生成和收獲；或者是細(xì)胞外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能進(jìn)入菌體或進(jìn)入很少，從而影響產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)物的合成，造成產(chǎn)量下降。 在青霉素的發(fā)酵中，產(chǎn)生菌細(xì)胞膜 輸入硫化物的能力 是影響青霉素發(fā)酵單位的一個(gè)重要因素。誘變選育出來的青霉素高產(chǎn)菌株中，有些突變株就是因?yàn)?改變了細(xì)胞膜的通透性 ，使硫酸鹽更容易透過細(xì)胞膜，提高了胞內(nèi)硫酸鹽濃度，進(jìn)而促進(jìn)了青霉素 前體物半胱氨酸 的合成，最終提高了青霉素的產(chǎn)量。 細(xì)胞膜通透性是代謝調(diào)節(jié)的一個(gè)重要方面，可以通過改變某些次級(jí)代謝產(chǎn)物產(chǎn)生菌的膜通透性來提高其產(chǎn)量。 9 金屬離子和溶解氧的調(diào)節(jié) ★ 在多數(shù)情況下， 微量的金屬離子是參與次級(jí)代謝產(chǎn)物合成酶的活化因子 ，甚至有時(shí)在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯水平上起作用。如， Mg 2+可增加卡那霉素合成中的卡那霉素乙?；浮⒁阴？敲顾匕坊负透ナ湘溍咕膲A性磷酸酶的活力，促進(jìn)這些酶的合成。 ★ 有些金屬離子（如 Mg 2+和 Ca 2+等）可 解除產(chǎn)生菌 （卡那霉素、新生霉素和鏈霉素等產(chǎn)生菌）對(duì)所產(chǎn)抗生素的特異性吸附作用，使抗生素從菌絲上游離下來，促進(jìn)產(chǎn)物分泌。 ★還有一些金屬離子（如 Mg 2+）可 增加產(chǎn)生菌對(duì)所產(chǎn)抗生素的抗性。 次級(jí)代謝產(chǎn)物的發(fā)酵過程需要 適量的溶解氧 ，溶解氧的降低影響次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成。 例如，由青霉素 N進(jìn)行頭孢菌素合成時(shí)，氧分壓的增大促進(jìn)頭孢菌素的合成，同時(shí)加入 KCN或降低攪拌速度合成量則減少。 10 營(yíng)養(yǎng)期（生長(zhǎng)期）與分化期（生產(chǎn)期）的關(guān)系 次級(jí)代謝的一個(gè)特征是次級(jí)代謝物通常是 在生長(zhǎng)階段（營(yíng)養(yǎng)期）之后的生產(chǎn)階段（分化期）合成 。 次級(jí)代謝產(chǎn)物的形成出現(xiàn)較遲，這也許是抗生素產(chǎn)生菌避免自殺的主要機(jī)制之一。產(chǎn)物的形成是在某些營(yíng)養(yǎng)成分從培養(yǎng)基中耗竭時(shí)開始的。易利用的糖、氨（ NH3）或磷酸鹽的消失使次級(jí)代謝物阻遏作用的解除。 四 抗生素的生物合成機(jī)制 青霉素、頭孢霉素的生物合成機(jī)制 青霉素的化學(xué)結(jié)構(gòu) 帶?；膫?cè)鏈和 6－氨基青霉烷酸 頭孢霉素的化學(xué)結(jié)構(gòu) 氨基己二酸側(cè)鏈和 7－氨基頭孢霉烷酸 Q： 試從代謝途徑說明如何提高檸檬酸的產(chǎn)量？ 谷氨酸生物合成途徑 . 谷氨酸生物合成的調(diào)節(jié)機(jī)制 . 谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)中 ,生物素如何影響細(xì)胞膜的滲透性？ ？什么是次級(jí)代謝產(chǎn)物？?jī)烧哂泻侮P(guān)系？ ？ ？請(qǐng)簡(jiǎn)單說明？
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