生化工程第三章微生物的代謝調節(jié)方式及人工控制-資料下載頁
2025-07-23 08:22本頁面
【正文】 合成 可以大量積累 賴 氨 酸 人工誘變的 菌種不能產生 回本章目錄 天冬氨酸 例人工控制黃色短桿菌的代謝過程生產賴氨酸黃色短桿菌的代謝過程 甲硫氨酸 蘇氨酸 賴氨酸 中間產物 Ⅰ 天冬氨酸激酶 中間產物 Ⅱ 抑制 高絲氨酸 高絲氨酸 脫氫酶 回本章目錄 在以積累末端產物為目的的發(fā)酵生產中，如果代謝途徑單一無分枝，往往不能選用營養(yǎng)缺陷型突變株。要提高產量，最好采用抗反饋突變株。 抗反饋突變株由于基因突變，它們的酶或無活性的原阻遏物不再與末端產物結合，從而不再發(fā)生酶的變構及阻遏物的活化，或者活性阻遏物不能再與發(fā)生了突變的操縱基因結合，因此反饋調節(jié)被打破，即使在末端產物過量的情況下，也同樣可以積累高濃度的末端產物。 抗反饋突變株通?？梢杂锰砑幽┒水a物類似物的方法來篩選。 應用抗反饋調節(jié)的突變株解除反饋調節(jié) 末端產物類似物和末端產物結構類似，因而能夠引起反饋，但是它們不能參與生物合成。 在培養(yǎng)基中添加末端產物類似物后，未突變的細胞將由于代謝途徑受阻而不能獲得生物合成所需的該種末端產物，從而導致細胞死亡。 那些對類似物不敏感的突變體，則由于原來受反饋控制的酶的結構，或是酶的合成系統已經發(fā)生了改變，它們不再受抑制或阻遏的影響，在類似物充斥的情況下照常能合成該種末端產物。 例如，用類似物 D精氨酸選出的谷氨酸棒桿菌的抗反饋突變株可使 L精氨酸的產量得到提高。 應用抗反饋調節(jié)的突變株解除反饋調節(jié) Asp AspP Asa Met Hse Thr Lys AK1 AK2 AK3 HSDH 例： 黃色短桿菌抗 α氨基 β羥基戊酸（ AHV）菌株能積累蘇氨酸 AK1和 HSDH的調節(jié)亞基的結構基因突變，不能與蘇氨酸的結構類似物（ AHV）結合，當然也不會同蘇氨酸結合，所以能解除蘇氨酸對 AK1和 HSDH的反饋抑制，因而積累蘇氨酸。 Asp： 天門冬氨酸； AspP： 天門冬氨酰磷酸； Asa： 天門冬氨酸半醛；Hse： 高絲氨酸； Thr： 蘇氨酸； Met： 甲硫氨酸； Lys：賴氨酸； AK：天門冬氨酸激酶； HSDH： 高絲氨酸脫氫酶 產物降解酶缺失突變株 有的代謝產物由于相應降解酶的存在而在發(fā)酵液中不能穩(wěn)定存在，因此可通過誘變獲得缺乏降解產物的酶的菌株使發(fā)酵單位提高。 將誘變處理后的菌種接種到完全培養(yǎng)基上，生成的菌落再以影印法分別接種到含葡萄糖培養(yǎng)基和以產物作為唯一碳源的培養(yǎng)基上。在后一種培養(yǎng)基上不能生長的菌落就是缺乏產物降解酶的變異株。 細胞膜組分的缺失突變 以前經常提到 反饋抑制 和 反饋阻遏 ，都是由于末端產物的濃度過高引起的。利用細胞膜組分的缺失突變使細胞膜的透性增大，可使代謝產物易于分泌到胞外，從而達到解除末端產物抑制或阻遏的目的。 例 1：谷氨酸棒桿菌（生物素缺陷型）生產谷氨酸 PEP Pyr AcCoA OAA akg Glu Mal PC PEP：磷酸烯醇式丙酮酸； Pyr：丙酮酸； AcCoA：乙酰輔酶 A；OAA：草酰乙酸； α kg： α 酮戊二酸； Glu：谷氨酸； Mal：蘋果酸； PC：丙酮酸羧化酶 生物素是丙酮酸羧化酶的輔酶，生物素在低于亞適濃度之前，增加生物素有利于丙酮酸的羧化產生草酰乙酸，進而有利于谷氨酸的合成； 生物素是催化脂肪酸生物合成的初始酶乙酰輔酶 A羧化酶的輔酶，該酶催化乙酰輔酶 A羧化生成丙二酸單酰輔酶 A，再經一系列轉化合成脂肪酸，而脂肪酸又是構成細胞膜磷脂的主要成分，因此生物素可間接地影響細胞膜的透性。 生物素對谷氨酸合成的影響 例 2：溶烷棒桿菌 GL21（甘油缺陷型）生產谷氨酸 磷酸二羥丙酮 α磷酸甘油 磷酯 PGDH 該菌株的 α 磷酸甘油脫氫酶（ PGDH）缺失，因此不能正常合成 α磷酸甘油和磷酯。影響了細胞膜結構的合成而使得細胞膜透性增大，有利于谷氨酸在菌體外積累。 二、微生物發(fā)酵條件的控制 當菌株確定后，環(huán)境條件合適與否是發(fā)酵成敗的重要因素，環(huán)境條件既影響微生物的生長，又影響代謝的速度和方向及產物的形成和積累。 主要的有溫度、 pH、氧氣含量、離子濃度等多種因素。 詳細內容將在第七章 《 發(fā)酵工藝過程控制 》 中介紹 思考題 微生物自我調節(jié)部位 微生物代謝調節(jié) 名詞解釋 誘導酶 組成酶 協同誘導 順序誘導 末端產物阻遏 分解代謝物阻遏 代謝速度的調控包括？ 能根據圖示辨別酶活性調節(jié)的類型。 酶活性調節(jié)機制 酶合成調節(jié)的機制（每個操縱子屬于哪一類） 生物合成途徑的遺傳控制的方法原理 填空 簡答
法律信息相關推薦
鄂ICP備17016276號-1