微生物工程工藝原理第五章氨基酸發(fā)酵機(jī)制(4)(參考版)
2024-12-29 17:14本頁(yè)面
【正文】 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 轉(zhuǎn)移或構(gòu)建新的代謝途徑 將催化一系列反應(yīng)的多個(gè)酶基因克隆到微生物中，使之獲得產(chǎn)生新的化合物的能力；或利用基因工程手段，克隆少數(shù)基因，使細(xì)胞原有無(wú)關(guān)的兩條代謝途徑聯(lián)結(jié)起來(lái)，形成新的途徑，產(chǎn)生新的代謝產(chǎn)物；或?qū)⒋呋骋淮x途徑的基因組克隆到另一生物中，使之發(fā)生代謝轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生目的產(chǎn)物。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 擴(kuò)展代謝途徑 在引入外源基因后，使原來(lái)的代謝途徑向后延伸，產(chǎn)生新的末端產(chǎn)物。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 賴氨酸合成，選育解除反饋抑制和缺失高絲氨酸脫氫酶的突變株，提高了賴氨酸的產(chǎn)量。用頂頭孢發(fā)酵時(shí)，發(fā)現(xiàn)了青霉素 N的積累，這表明下一步酶反應(yīng)是頭孢霉素合成代謝中的限速步驟。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 頭孢霉素 C的代謝工程菌的構(gòu)建 α氨基己二酸 中間產(chǎn)物 克隆了編碼脫乙酰氧基頭孢霉素 C合成酶基因cefEF 青霉素 N 頭孢霉素 C 限速步驟 所得轉(zhuǎn)化子頭孢霉素 C產(chǎn)量提高了 25％，而青霉素 N的積累量減少至原來(lái)的 1/16。 改變代謝途徑 改變代謝途徑是指改變分支代謝途徑的流向，阻斷其他代謝產(chǎn)物的合成，以達(dá)到提高目標(biāo)產(chǎn)物的目的。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 次級(jí)代謝調(diào)節(jié)： ：次級(jí)代謝產(chǎn)物自身 分解代謝產(chǎn)物的調(diào)節(jié) 初級(jí)代謝產(chǎn)物的調(diào)節(jié) ：促進(jìn)初級(jí)代謝，抑制次級(jí)代謝； 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 三、代謝工程 代謝工程：利用基因工程技術(shù)，定向地對(duì)細(xì)胞代謝途徑進(jìn)行修飾、改造，以改變微生物的代謝特性，并與微生物基因調(diào)控、代謝調(diào)控及生化工程相結(jié)合，構(gòu)建新的代謝途徑，生產(chǎn)新的代謝產(chǎn)物的工程技術(shù)領(lǐng)域。在生長(zhǎng)期次級(jí)代謝產(chǎn)物合成酶受到阻抑作用，次級(jí)代謝產(chǎn)物不被合成。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 ATP的調(diào)節(jié)作用 在研究四環(huán)素的生物合成過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生菌體內(nèi)的 ATP水平調(diào)節(jié)著四環(huán)素的合成。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 磷酸鹽的調(diào)節(jié) 在次級(jí)代謝產(chǎn)物合成中，高濃度磷酸鹽表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用，稱(chēng)為磷酸鹽調(diào)節(jié)。 初級(jí)代謝產(chǎn)物的調(diào)節(jié) 某些初級(jí)代謝產(chǎn)物可以調(diào)節(jié)次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成，有兩種情況： 條共同的合成途徑，當(dāng)初級(jí)代謝產(chǎn)物積累時(shí)，反饋抑制了次級(jí)代謝途徑某一反應(yīng)的進(jìn)行，而最終抑制了次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成。除了葡萄糖外，凡能促進(jìn)產(chǎn)生菌生長(zhǎng)速度的碳源，對(duì)次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成都表現(xiàn)出抑制作用。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 在許多抗生素發(fā)酵中，都發(fā)現(xiàn)了葡萄糖的抑制作用。此就共性作一介紹： 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 酶合成的誘導(dǎo)調(diào)節(jié) 在次級(jí)代謝途徑中，某些酶也是誘導(dǎo)酶，在底物或底物的結(jié)構(gòu)類(lèi)似物存在時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 次級(jí)代謝的調(diào)節(jié)類(lèi)型 次級(jí)代謝產(chǎn)物的種類(lèi)在不同的微生物中不同，所以次級(jí)代謝調(diào)節(jié)類(lèi)型的多樣亦可想而知。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 如，利用棒狀桿菌的 α酮戊二酸脫氫酶缺失突變株，在葡萄糖培養(yǎng)基中發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，當(dāng)谷氨酸濃度達(dá)到 50mg/g(干細(xì)胞 )時(shí)，由于反饋調(diào)節(jié)作用，谷氨酸的合成便終止。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 如，用甘油代替果糖作為碳源培養(yǎng)嗜熱脂肪酵母，可以使淀粉酶的產(chǎn)量提高 25倍以上；用甘露糖代替乳糖作為培養(yǎng)熒光假單胞菌的碳源，使纖維素酶產(chǎn)量提高 1500倍以上。青霉素酰化酶可用苯乙酸為誘導(dǎo)物。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制 第二篇 發(fā)酵機(jī)制 實(shí)踐中，通過(guò)以下途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)： 發(fā)酵條件控制 改變細(xì)胞的滲透性 改變菌種的遺傳特性 （一）發(fā)酵條件的控制 如：啤酒酵母在中性和酸性條件下培養(yǎng)，可將葡萄糖氧化生成乙醇和二氧化碳；當(dāng)在培養(yǎng)基中加入亞硫酸氫鈉或在堿性條件下培養(yǎng)時(shí)，則并不產(chǎn)生乙醇，而是產(chǎn)生甘油。它的形成一般只需要營(yíng)養(yǎng)條件即可生成。但在人為條件的控制下，可以使微生物過(guò)量產(chǎn)生各種初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物。 第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制
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