【正文】 應(yīng)用甘油缺陷型菌株，就是在生物素或油酸過量的情況下，也可以獲得大量谷氨酸。 DA B C E F（二）生物化學(xué)方法：亦能使某種代謝產(chǎn)物大量產(chǎn)生()()()2. 添加誘導(dǎo)劑： 從提高誘導(dǎo)酶合成量來說，最好的誘導(dǎo)劑往往不是該酶的底物，而是底物的衍生物，3. 發(fā)酵與分離過程耦合 ：4. 控制發(fā)酵的培養(yǎng)基成分：（三）控制細(xì)胞膜滲透性使胞內(nèi)的代謝產(chǎn)物迅速滲漏出去 ,解除末端產(chǎn)物的反饋抑制。（ 1）對(duì)于直線式代謝途徑：選育營養(yǎng)缺陷性突變株只能積累中間代謝產(chǎn)物 A a B b C c D d E (2) 分支代謝途徑：情況較復(fù)雜，可利用營養(yǎng)缺陷性克服協(xié)同或累加反饋抑制積累末端產(chǎn)物，亦可利用雙重缺陷發(fā)酵生產(chǎn)中間產(chǎn)物A B C DEFG分支途徑 ——①賴氨酸發(fā)酵 :谷氨酸棒桿菌的 Hom–分支途徑 ——② 肌苷酸發(fā)酵（ IMP合成途徑的代謝調(diào)控）調(diào)控理論的實(shí)踐應(yīng)用 抗反饋控制突變株的應(yīng)用v抗反饋控制突變株 —— 是指對(duì)反饋抑制不敏感或?qū)ψ瓒粲锌剐?，或兩者兼有之的菌株? 分解代 謝產(chǎn) 物阻遏 （ catabolite repression) ： 葡萄糖阻遏大量其他 誘導(dǎo) 酶 的合成。其上 具有兩個(gè)以上立體專一性不同的接受部位， 一個(gè)是活性中心，另一個(gè)是調(diào)節(jié)中心。（ 4）積累反饋抑制cumulative feedback inhibition定義： 每一分支途徑末端產(chǎn)物按一定百分比單獨(dú)抑制共同途徑中前面的酶，所以當(dāng)幾種末端產(chǎn)物共同存在時(shí)它們的抑制作用是積累的，各末端產(chǎn)物之間既無協(xié)同效應(yīng)，亦無拮抗作用。舉例： 谷氨酸棒桿菌（ Corynebacterium glutamicum）多粘芽孢桿菌（ Bacillus polymyxa）天冬氨酸族氨基酸合成中天冬氨酸激酶受賴氨酸和蘇氨酸的協(xié)同反饋抑制和阻遏。（二）反饋抑制的類型（ 1）同功酶調(diào)節(jié) ——isoenzyme定義： 催化相同的生化反應(yīng)，而酶分子結(jié)構(gòu)有差別的一組酶。 凡使反應(yīng)速度加快的稱 正反饋 ； 凡使反應(yīng)速度減慢的稱 負(fù)反饋（反饋抑制） ； 反饋抑制 —— 主要表現(xiàn)在某代謝途徑的末端產(chǎn)物過量時(shí)可反過來直接抑制該途徑中第一個(gè)酶的活性。是酶分子水平上的調(diào)節(jié)，屬于精細(xì)的調(diào)節(jié)。3. 控制代謝物流向： ( 通過酶促反應(yīng)速度來調(diào)節(jié) ) 1)可逆反應(yīng)途徑由同種酶催化，可由不同輔基或輔酶控制代謝物流向：如 : 兩種 Glu脫氫酶：以 NADP為輔基 Glu合成 以 NAD為輔基 Glu分解 2)通過調(diào)節(jié)酶的活性或酶的合成量。1）真核微生物酶定位在相應(yīng)細(xì)胞器上；細(xì)胞器各自行使某種特異的功能； 2）原核微生物在細(xì)胞內(nèi)劃分區(qū)域集中某類酶行使 功能： 216。舉例： 大腸桿菌細(xì)胞中存在 2500種蛋白質(zhì)，其中上千種是催化正常新陳代謝的酶。在無氧呼吸過程中，電子供體和受體之間也需要細(xì)胞色素等中間電子遞體，并伴隨有磷酸化作用，底物可被徹底氧化，可產(chǎn)生較多能量，但不如有氧呼吸產(chǎn)生的能量多。谷氨酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵菌種：Corynebacterium pekinenseCorynebacterium glutamicumBrevibacterium flavu發(fā)酵機(jī)理： ① 谷氨酸以 ?酮戊二酸為碳架；當(dāng) 以糖質(zhì)為發(fā)酵原料時(shí)，合成途徑包括 EMP,HMP,TCA循環(huán) ,乙醛酸循環(huán)等； ② 谷氨酸產(chǎn)生菌 的 ?酮戊二酸氧化酶活力很弱或缺少，而 谷氨酸脫氫酶的活力要很高； ③ 生物素是谷氨酸產(chǎn)生菌必需的一種維生素，在谷氨酸生物合成中起著重要作用，缺乏或量太高都會(huì)使谷氨酸合成受阻。CO2固定作用補(bǔ)充 TCA環(huán)的中間產(chǎn)物乙醛酸循環(huán)草酰乙酸檸檬酸琥珀酸異檸檬酸蘋果酸延胡索酸乙醛酸乙酰 CoA乙酰 CoA 乙酸乙酸乙醛酸循環(huán)能夠利用乙酸的微生物具有乙酰 CoA合成酶，它使乙酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴?CoA；然后在 異檸檬酸裂解酶 和 蘋果酸合成酶 的作用下進(jìn)入乙醛酸循環(huán)。電子傳遞磷酸化一個(gè) NAD分子，通過呼吸鏈進(jìn)行氧化，可以產(chǎn)生 3個(gè) ATP分子。在不同種類的微生物中細(xì)胞色素的成員是不同的。這種高能連接的磷酸可以轉(zhuǎn)給 ADP， 產(chǎn)生 ATP分子。底物水平磷酸化：底物水平磷酸化是 在某種化合物氧化過程中可生成一種含高能磷酸鍵的化合物，這個(gè)化合物通過相應(yīng)的酶作用把高能鍵磷酸根轉(zhuǎn)移給 ADP， 使其生成 ATP?！　〖?xì)菌的光合作用與高等植物不同的是，除藍(lán)細(xì)菌具有葉綠素、能進(jìn)行水的裂解進(jìn)行產(chǎn)氧的光合作用外，其他細(xì)菌沒有葉綠素，只有菌綠素或其他光合色素，只能裂解無機(jī)物（如 H H2S等）或簡單有機(jī)物，進(jìn)行不產(chǎn)氧的光合作用。?結(jié)構(gòu)組成： 以血紅素為輔基，通過其卟啉分子中心鐵原子的價(jià)電荷的變化而傳遞電子。 Cyta a3以復(fù)合物形式存在，稱為細(xì)胞色素氧化酶。?細(xì)胞色素系統(tǒng)細(xì)胞色素系統(tǒng) ：位于呼吸鏈后端，功能是傳遞電子。在呼吸鏈 的 “2Fe+2S”中心每次僅能傳遞一個(gè)電子。 ?NAD： 含有它的酶能從底物上移出一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)電子，成為還原態(tài) NDAH+H+。證明它們均帶電子對(duì)，都具有高的轉(zhuǎn)移勢能，它推動(dòng)電子從還原型輔酶順坡而下，直至轉(zhuǎn)移到分子氧。在氫或電子的傳遞過程中，通過與氧化磷酸化反應(yīng)發(fā)生偶聯(lián)，就可產(chǎn)生 ATP形式的能量。 葡萄糖 乳酸 丙酮酸乙醛 乙酰 CoA 甲酸乙醇 ?乙酰乳酸 二乙酰 3羥基丁酮 2,3丁二醇CO2 H2?乙酰乳酸合成酶?乙酰乳酸脫羧酶2,3丁二醇脫氫酶EMP發(fā)酵途徑：概念 :是以分子氧作為最終電子 (或氫 )受體的氧化過程； 是最普遍、最重要的生物氧化方式。意 義 ： 合理利用能源機(jī)理： ◆通風(fēng)對(duì)酵母代謝的影響通 風(fēng)（有氧呼吸）缺氧（ 發(fā) 酵）酒精生成量耗糖量 /單 位 時(shí)間細(xì) 胞的繁殖低（接近零）少旺盛高多很弱至消失巴斯德效應(yīng) (The Pasteur effect )現(xiàn)象：② 細(xì)菌的乙醇發(fā)酵 葡萄糖2酮 3脫氧 6磷酸 葡萄糖酸3磷酸甘油醛 丙酮酸丙酮酸乙醇 乙醛2乙醇2CO22H2H+ATP2ATP菌種 ： 運(yùn) 動(dòng)發(fā) 酵 單 胞菌等途徑： ED☆ 酵母菌（在 ）的乙醇發(fā)酵 ~脫羧酶 ~脫氫酶 丙酮酸 乙醛 乙醇 通過 EMP途徑產(chǎn)生乙醇，總反應(yīng)式為：C6H12O6+2ADP+2Pi 2C2H5OH+2CO2+2ATP ☆ 細(xì)菌 (Zymomonas mobilis)的乙醇發(fā)酵 通過 ED途徑產(chǎn)生乙醇，總反應(yīng)如下： 葡萄糖 +ADP+Pi 2乙醇 +2CO2+ATP☆ 細(xì)菌 (Leuconostoc mesenteroides)的乙醇發(fā)酵 通過 HMP途徑產(chǎn)生乙醇、乳酸等，總反應(yīng)如下： 葡萄糖 +ADP+Pi 乳酸 +乙醇 +CO2+ATP同型乙醇發(fā)酵：產(chǎn)物中僅有乙醇一種有機(jī)物分子的酒精發(fā)酵異型乙醇發(fā)酵：除主產(chǎn)物乙醇外，還存在有其它有機(jī)物分子的發(fā)酵利用 優(yōu)點(diǎn)：代謝速率高；產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高；菌體生成