發(fā)酵工藝學(xué)復(fù)習(xí)-展示頁
2025-06-16 18:59本頁面
【正文】 罐）內(nèi)很容易地進(jìn)行。發(fā)酵工藝學(xué)概論復(fù)習(xí)概念：發(fā)酵技術(shù)是利用微生物的生長和代謝生產(chǎn)各種有用生物、化學(xué)產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)的特點：產(chǎn)品類型多、技術(shù)要求高、規(guī)模巨大、技術(shù)發(fā)展速度快2. 相對于化學(xué)反應(yīng)過程，微生物反應(yīng)具有以下的優(yōu)點：1）反應(yīng)在常溫、常壓下進(jìn)行，對設(shè)備的要求較低。2）原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物為主，價格相對低廉。4）生產(chǎn)過程相對安全，對人體危害小。3. 發(fā)酵工業(yè)存在的問題（發(fā)酵過程存在的問題和缺陷）1）底物不可能完全轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物，副產(chǎn)物的產(chǎn)生不可避免，造成產(chǎn)物提取和精致的困難。3）原料是農(nóng)副產(chǎn)品，雖然價廉，但質(zhì)量和價格波動較大。5）發(fā)酵廢水量大，并含較高的COD和BOD，需要進(jìn)行處理。1928年Fleming發(fā)現(xiàn)了青霉素，1940年Florey和Chain成功制備青霉素并進(jìn)行臨床實驗?；蛘哒f是在化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)物的作用下，微生物在轉(zhuǎn)錄的水平上提高酶的合成速率。，分枝代謝途徑中的反饋抑制作用（了解其在發(fā)酵中的應(yīng)用，及其簡圖）同工酶反饋調(diào)節(jié)同工酶(isoenzymes)的特異性調(diào)節(jié)催化同一反應(yīng)但結(jié)構(gòu)不同的幾種酶的總稱大腸桿菌天冬氨酸族氨基酸合成途徑中的三種天冬氨酸激酶分別受賴氨酸、蘇氨酸和甲硫氨酸的反饋調(diào)節(jié)協(xié)同反饋調(diào)節(jié)協(xié)同(synergitic)反饋調(diào)節(jié)單個代謝終點產(chǎn)物對代謝途徑第一個酶的反饋抑制作用很小，多個終點產(chǎn)物協(xié)同作用則可以有效地反饋抑制酶的活性累積反饋調(diào)節(jié)累積(additive)反饋調(diào)節(jié)在分枝代謝產(chǎn)物合成途徑中，每一終點代謝產(chǎn)物能夠部分地抑制合成途徑的第一個酶，多種代謝產(chǎn)物多酶活性的反饋抑制具有累加的效果順序反饋調(diào)節(jié)順序反饋抑制在分枝合成代謝途徑中，代謝的終點產(chǎn)物不能直接反饋抑制第一個合成酶的活性，而是首先抑制分枝步驟的酶活性，使分枝點上中間代謝產(chǎn)物積累，然后分枝點上的代謝產(chǎn)物在抑制整個途徑第一個酶的活性聯(lián)合激活或抑制聯(lián)合激活或抑制兩個合成代謝途徑的共同中間體的合成酶同時受到這兩個代謝途徑的中間產(chǎn)物或終點產(chǎn)物的激活或抑制 分枝代謝途徑中的反饋阻遏作用終點代謝產(chǎn)物的反饋阻遏在微生物的合成代謝途徑中代謝的終點產(chǎn)物對該途徑多種合成酶均有反饋阻遏作用以天冬氨酸族氨基酸合成途徑的反饋調(diào)節(jié)為例不同微生物中調(diào)節(jié)機(jī)制的多樣性：同一種酶在不同的微生物中受不同的反饋抑制調(diào)節(jié)同一種酶的合成在不同的微生物中受不同誘導(dǎo)物的調(diào)節(jié)根據(jù)微生物代謝調(diào)節(jié)的基本原理提高初級代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的方法――初級代謝產(chǎn)物的概念初級代謝產(chǎn)物是微生物在生長過程中產(chǎn)生的為菌體生長所必須的小分子化合物，包括單糖氨基酸、核苷酸維生素以及用來合成這些物質(zhì)的小分子物質(zhì)與微生物的生長過程耦聯(lián) 一般為微生物的生長過程必須 小分子物質(zhì)初級代謝產(chǎn)物有：氨基酸、有機(jī)酸、單糖、糖酵解途徑(EM)的中間產(chǎn)物、三羧酸循環(huán)(Crebs cycle)的中間產(chǎn)物、磷酸戊糖旁路途徑(PP)的中間產(chǎn)物等提高初級代謝產(chǎn)物合成的主要方法： 減少抑制性和阻遏性的終點產(chǎn)物合成降低微生物對反饋作用的敏感程度減少其它分枝代謝途徑產(chǎn)物的合成――避開固有的反饋調(diào)節(jié)ａ、中間代謝產(chǎn)物的積累：簡單的代謝途徑 分枝代謝途徑ｂ、終點產(chǎn)物的積累：以谷氨酸棒桿菌發(fā)酵生產(chǎn)賴氨酸為例，與前面所講的大腸桿菌內(nèi)天冬氨酸族氨基酸合成途徑的調(diào)節(jié)不同，在谷棒桿菌內(nèi)只有一種天冬氨酸激酶，而且這中酶只受蘇氨酸和賴氨酸的協(xié)同反饋抑制調(diào)節(jié)除了阻斷高絲氨酸合成途徑外，工業(yè)發(fā)酵中的賴氨酸產(chǎn)生菌還具有下列特點：解除賴氨酸對合成天冬氨酸激酶和天冬氨酸半醛脫氫酶的阻遏作用賴氨酸分枝的頭兩個酶不受賴氨酸的抑制和阻遏L賴氨酸脫羧酶缺失 ?。?、耐反饋作用的突變株的篩選1）抗代謝類似物突變株(mutants)的篩選原理：將與目標(biāo)產(chǎn)物具有相似化學(xué)結(jié)構(gòu)的類似物加入到培養(yǎng)基中，類似物可抑制和阻遏合成途徑的關(guān)鍵酶但不能被微生物利用，導(dǎo)致絕大多數(shù)微生物因缺少目標(biāo)產(chǎn)物而死亡，只有對反饋抑制和反饋阻遏不敏感的突變株能繼續(xù)合成目標(biāo)產(chǎn)物而存活。與目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，能夠選擇性地抑制和阻遏目標(biāo)產(chǎn)物合成途徑中的關(guān)鍵酶，不ｂ。能夠透過細(xì)胞膜有些細(xì)菌對多種代謝類似物不敏感，可以通過改變培養(yǎng)條件提高其敏感性2）營養(yǎng)缺陷型的篩選和回復(fù)突變首先誘變選育目標(biāo)產(chǎn)物的營養(yǎng)缺陷型菌種然后以營養(yǎng)缺陷型為出發(fā)菌株誘變并選育回復(fù)突變株有些回復(fù)突變子具備抗反饋抑制和反饋阻遏的能力――改變細(xì)胞的通透性1）增強(qiáng)細(xì)胞的通透性可以使代謝產(chǎn)物分泌到發(fā)酵液中，具有如下的作用：有利于代謝產(chǎn)物的后提取避免代謝產(chǎn)物在胞內(nèi)大量積累而產(chǎn)生的抑制或阻遏作用避免代謝產(chǎn)物在胞內(nèi)大量積累而產(chǎn)生的細(xì)胞毒性ｅｇ。小分子化合物 在菌體生長后期產(chǎn)生
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