好氧發(fā)酵產(chǎn)物積累機(jī)制-展示頁(yè)
2025-05-25 21:40本頁(yè)面
【正文】 檬酸：順烏頭酸：異檸檬酸＝ 90 ： 3： 7 ? 丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶Ａ和丙酮酸固定 CO２ 反應(yīng)相平衡，以及檸檬酸合成酶不被抑制，增強(qiáng)了合成檸檬酸的能力。 ? 由組成型的丙酮酸羧化酶源源不斷提供草酰乙酸。 3 及時(shí)補(bǔ)加草酰乙酸 外加草酰乙酸 選育回補(bǔ)途徑旺盛的菌種。因此，在菌體生長(zhǎng)到足夠菌數(shù)時(shí)，適量加入亞鐵氰化鉀（黃血鹽），使與鐵硫中心的 Fe++ 生成絡(luò)合物，則該酶失活或活性減少，而積累檸檬酸。 ? 檸檬酸 順烏頭酸 異檸檬酸 兩步反應(yīng)均由順烏頭酸酶催化，該酶需要 Fe++， I 若用絡(luò)合劑除 去 反應(yīng)液中的鐵，則酶活性被抑制，造成檸檬酸的積累。 ? Mn2+的效應(yīng)可以認(rèn)為是 NH4+水平升高而減弱了檸檬酸對(duì) EMP途徑關(guān)鍵酶（ PFK）的抑制。 ? 檸檬酸發(fā)酵中 黑曲霉 對(duì) Mn2+極端敏感。 CO2 乙酰 COA 草酰乙酸 CO2 1 糖酵解及丙酮酸代謝的調(diào)節(jié) ? 第一個(gè)調(diào)節(jié)的酶是 磷酸果糖激酶 （ PFK）： AMP、無(wú)機(jī)磷、 NH4+對(duì)該酶有活化作用 ? ATP、檸檬酸對(duì)該酶有抑制作用 Q： PFK在正常生理?xiàng)l件下能被檸檬酸抑制，但在檸檬酸發(fā)酵中，檸檬酸濃度很高，為什么 EMP途徑仍能保持暢通呢？ ? 由于 TCA循環(huán)降低， ATP的生成減少，蛋白質(zhì)和核酸合成受阻，細(xì)胞內(nèi)的 NH4+異常高，從 而降低 了檸檬酸對(duì) PFK的抑制。 葡萄糖 檸檬酸 (citric acid) 理論轉(zhuǎn)化率 % R 目的產(chǎn)物 提供 4C化合物 TCA循環(huán) 檸檬酸的生物合成途徑 CO2 阻斷 AMP Pi NH4+ ATP citrate NH4+ k+ 激活 抑制 1 2 二、 檸檬酸生物合成的代謝調(diào)節(jié) 積累檸檬酸應(yīng)采取的措施： 想方設(shè)法提高檸檬酸合成反應(yīng)所需酶的活力； 必須切斷檸檬酸的去路；順烏頭酸酶失活， ＴＣＡ環(huán)阻斷。 ? 另外，乙酰輔酶 A在生物合成過(guò)程中作為 C2化合物加以利用，形成脂肪等。 第六章 好氧發(fā)酵產(chǎn)物積累機(jī)制 好氧性發(fā)酵 (aerobic fermentation)： 在發(fā)酵過(guò)程中需要不斷地通入一定量的無(wú)菌空氣，如利用黑曲霉進(jìn)行檸檬酸的發(fā)酵、利用棒狀桿菌進(jìn)行谷氨酸的發(fā)酵、利用黃單孢菌進(jìn)黃原膠－多糖的發(fā)酵等等． 糖的分解代謝包括糖酵解（糖的共同分解途徑）和三羧酸環(huán)（糖的最后氧化途徑）。 在有氧條件條件下： ? 丙酮酸進(jìn)入線粒體，脫氫和脫羧生成乙酰COA，在 TCA循環(huán)中脫氫，并氧化形成 CO2和 H2O，或者各種代謝物， NADH2經(jīng)呼吸鏈將氫傳遞給氧生成水。 第一節(jié) 檸檬酸的發(fā)酵機(jī)制 一、檸檬酸的合成途徑 黑曲霉 () 原料： sugar ， alcohol， acetic acid 途徑： EMP（ HMP） 丙酮酸羧化 TCA環(huán) 黑曲霉生長(zhǎng)， EMP與 HMP途徑的比率是 2： 1，生產(chǎn)檸檬酸時(shí)為 4： 1。 保證中間產(chǎn)物的供給；草酰乙酸的及時(shí)供給， 丙酮酸 二氧化碳固定反應(yīng)對(duì)檸檬酸 積累有重要意義。 ? 檸檬酸發(fā)酵需要下述環(huán)境條件： 磷酸鹽濃度低；氮源為 NH4+鹽； pH值低（低于 ）； 溶氧量高； Mn2+ 、 Fe2+ 、 Zn2+含量極低。 黑曲霉在缺錳的條件下發(fā)酵 ，細(xì)胞有生理和代謝的變化。 ? 第二個(gè)調(diào)節(jié)的酶是丙酮酸激酶（ PK） PK 被 NH4+ 、 K+激活 磷酸烯醇丙酮酸－－－－丙酮酸＋ ATP ? 二氧化碳的固定反應(yīng) 參與二氧化碳固定反應(yīng)的酶： 丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 2 TCA環(huán)的調(diào)節(jié) ? 檸檬酸合成酶是該途徑的第一個(gè)限速酶，由乙酰輔酶Ａ中的高能硫酯鍵水解釋放大量能量，推動(dòng)合成檸檬酸。 ? II 阻斷順烏頭酸酶的催化作用：該酶是個(gè)含鐵的非血紅蛋白，以 Fe4S4作為輔基。 ? III 通過(guò)誘變或其他方法，造成生產(chǎn)菌種順烏頭酸酶的缺損或活力很低，同樣積累檸檬酸 。
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