ba代谢流量分析的L谷氨酸发酵过程优化.pdf

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1、第8 卷第2 期2008 年4 月中国食品学报J o u r n a lo fC h i n e s eI n s t i t u t eo fF o o dS c i e n c ea n dT e c l-m o l o g yV 0 1 8N o 2A p r 2008基于代谢流量分析的L 一谷氨酸发酵过程优化杜军1陈宁t刘辉：徐庆阳t 谢希贤1(1 天津科技大学生物工程学院天津3 0 0 2 2 22 中国科学院过程工程研究所北京1 0 0 0 8 0)摘要目的：通过构建L-谷氨酸生产茵的代谢网络。依据代谢流分析理论，得到L-谷氨酸生产茵不同发酵时期的代谢流分配；通过对节点及代谢流的分

2、析，为发酵过程控制提供理论指导。方法：测定并计算发酵中、后期L-谷氨酸等代谢物的胞外浓度和积累(或消耗)速率；应用代谢流分析方法，通过M A l r I A B 软件线性规划得到发酵中、后期胞内代谢流分布。结果表明：在L-谷氨酸发酵过程中，9 9 8 4 的葡萄糖进入糖酵解途径，4 1 6 6 的碳架进入乙醛酸循环途径，7 6 3 5 用于合成k 谷氨酸，C 0 2 固定反应的代谢流量为3 2 8 6：与途径分析获得的理想代谢流分布相比，试验测定的C 0 2 固定反应代谢流量偏低，合成L 一谷氨酸的代谢流远低于理想代谢流(1 0 0)；采用脉冲流加补料方式，控制溶氧量5 左右，发酵液中L-谷氨

3、酸最高产酸达1 4 1 以。结论：根据代谢流分析结果，通过优化发酵过程控制(如流加方式、溶氧水平等)来减少副产物的生成，增强C 0 2 固定反应，降低乙醛酸循环途径的代谢流量，从而显著提高L-谷氨酸的产率。关键词L _ 谷氨酸代谢流分析线性规划黄色短杆菌文章编号1 0 0 9 7 8 4 8(2 0 0 8)0 2-0 0 3 0-0 6L-谷氨酸已广泛应用于食品、医药、人造制革、化妆品工业及农业等领域。目前国内发酵法生产L 一谷氨酸的产酸水平和糖酸转化率与国际先进水平尚有较大差距。针对谷氨酸发酵生产现状。采用代谢工程等方法优化生产菌种和发酵工艺条件，使得菌种发酵的综合技术水平达到或超过国际先

4、进水平。对提高我国氨基酸产业的自主创新能力，提高国际竞争力具有十分重要的现实意义。代谢流分析(M e t a b o l i c 兀U XA n a l y s i s M F A)是代谢工程中用以指导遗传操作的重要工具。是代谢网络定量分析的基本方法之一【1 1。M F A 根据胞内主要反应构建的代谢网络模型和胞内代谢产物的质量平衡来计算物质代谢流分布情况对于理解细胞的代谢调控机制具有重要意义阁。但是。目前尚未有关于黄色短杆菌合成L 一谷氨酸的代谢流分析的相关报道。本文通过构建L-谷氨酸生物合成的代谢网络模型，对其进行代谢流量分收稿日期：2 0 0 8-0 1 3 1基金项目：国家“8 6 3

5、”计划项目(2 0 0 6 A A 0 2 0 3 0 1)作者简介：杜军，男，1 9 7 5 年出生。博士生通讯作者：陈宁析，得到L 一谷氨酸发酵中、后期的代谢流分布，并以此为依据，优化发酵过程控制条件。1 材料与方法1 1 材料与仪器1 1 1 菌种黄色短杆菌(B r e v i b a c t e r i u mf l 鲫u m)G D K 一9，天津科技大学代谢工程研究室保藏菌种。1 1 2 试剂葡萄糖(化学纯)，天津市化学试剂三厂；K H 2 P 0 4(分析纯)，天津化学试剂一厂；M g S 0 4 7 H 2 0 天津化学试剂一厂；酵母萃取液，英国D X O I DL T D；N

6、 a C l(分析纯)，天津塘沽化学试剂厂；M n S 0 4 H：O(分析纯)，天津市化学试剂三厂；F e S 0 4-7 H 2 0(分析纯)，天津市化学试剂三厂；V B l(分析纯)，上海化学试剂公司；消泡剂，烟台恒鑫化工科技有限公司。1 1 3 培养基1 1 3 1活化斜面培养基(g，L)葡萄糖1 0、蛋白胨1 0 0、牛肉膏1 0 0、酵母膏5 0、N a C l2 5、琼脂条2 5 0，p H7 0 7 2，0 1M P a、2 0m i n。1 1 32 种子培养基(g L)葡萄糖2 5 0、玉米浆3 0m L、豆浓2 0m L、K 2 H P 0 41 5、M g S 0 40

7、 4、尿素 万方数据第8 卷第2 期基于代谢流量分析的L 一谷氨酸发酵过程优化3 12 0，调p H 值7 0-7 2，1 1 5，1 5m i n。1 1 3 3 发酵培养基(s L)葡萄糖8 0 0、N a 2 H P 0 41 0、K C l1 2、M g S O q0 8、M n S 0 42m g、F e S 0 42m g，V B l0 2m g、豆浓2 0m L，调p H7 0 7 2，1 1 5、1 5m i n o1 1 4 仪器与设备7 5 2 紫外一可见分光光度计，上海菁华科技仪器有限公司；光学显微镜，日本O L Y M P U S 会社；E l i t e A A A

8、氨基酸分析仪，大连E l i t e 公司；S B A-4 0 C 生物传感仪，山东科学院生物研究所：T G L 一1 6 G 台式高速离心机。上海医用分析仪器厂；H Y G I I 迪转式恒温调速摇瓶柜，上海欣蕊自动化设备有限公司；L R H 一2 5 0 A 生化培养箱，广东医疗器械厂；1 0 L 自动控制发酵罐，上海保兴生物工程公司。1 2 方法1 2 1 菌种培养与发酵1 2 1 1 斜面活化培养3 2 培养2 0 2 4h。1 2 1 2 种子培养5 0 0m L 三角瓶中装液量2 0m L，9 层纱布封口，于旋转式摇床上2 0 0r m i n3 2振荡培养8 1 0h。1 2 1

9、 31 0L 自控发酵罐分批发酵1 0L 发酵罐中装液量6L，接种量6 0 0m L。3 4 3 9，通风比1：1，流加氨水控制p H7 0，通过流加泡敌消泡。搅拌转速依据所需设定发酵3 6h。1 2 2 分析方法1 2 2 1D D 值的测定将发酵液稀释一定倍数后，在波长6 2 0n m 处用分光光度计测定O D 值。1 2 2 2 发酵液中氨基酸含量的测定采用E l i t e A A A 氨基酸分析仪测定。1 2 2 3 残糖、谷氨酸和乳酸的测定采用S B A 一4 0 C 生物传感仪测定。1 3 代谢流平衡模型的建立方法由文献【3 5】可知，在L 一谷氨酸生产菌黄色短杆菌中。中一0 代

10、谢途径包括E M P、T C A、H M P 途径以及T C A 循环的主要回补反应磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化反应和乙醛酸途径。本文基于以下原则或假设建立代谢网络：(1)发酵过程中、后期，细胞处于非生长时期或细胞浓度变化不大，可忽略菌体细胞的生长代谢；(2)N A D P H 供需平衡，即反应途径中消耗的N A D P H 与H M P 途径、T C A 循环产生的N A D P H 总数相等；(3)在细胞生长不旺盛阶段，由于大量无效循环的存在，A T P 的消耗量和细胞维持能总量并不相等。因此本文不考虑A T P 总量的平衡；(4)按照固定比例进行的反应以及无分支点的中间反应。可简化为一个反

11、应方程。(5)由同功酶催化的反应作为同一反应处理。不进行区分。综上所述。本文建立的L _ 谷氨酸生物合成的代谢网络如图1 所示。反应速率方程组见附录一。各步反应的化学计量方程式见附录二。葡萄糖注：(1)A e C o A：乙酰辅酶A；(2)E 4 P：赤藓糖4-磷酸；(3)F 6 P：果糖_ 6 一磷酸；(4)G A P：3-磷酸甘油醛；(5)G 6 P：葡萄糖一6 一磷酸；(6)O A A：草酰乙酸；(7)P E P：磷酸烯醇式丙酮酸；(8)R i b 5 P：5 一磷酸核糖；(9)R i b u 5 P：5 一磷酸核酮糖；(1 0)S e d 7 P：景天庚酮糖一7 一磷酸；(1 1)X

12、y l 5 P：木酮糖一5 一磷酸；(1 2)S u c C o A：琥珀酰C o A；(1 3)A S A：天冬氨酸一半醛。图1L-谷氨酸生物合成代谢网络图F i g 1r 1 1 1 eb i o s y n t h e s i sm e t a b o l i cn e t w o r km a po fL-g l u t a m i ca c i d由于方程数为2 9，未知数为2 4，方程自由度为5。即需测定5 个速率才能确定代谢网络中的流量分配。选取葡萄糖、乳酸、L 一丙氨酸、L 一赖氨酸、L 一谷氨酸为已知参量，通过离线分析测定 万方数据3 2中国食品学报2 0 0 8 年第2 期

13、其浓度，并进行数值微分，求得糖消耗速率及乳酸、L 一丙氨酸、L 一赖氨酸、L 一谷氨酸的积累速率。将它们作为已知参量，代人代谢速率平衡方程，利用线性规划求得代谢流分布。另外，通过线性规划可求出极端情况下的代谢流分布婀。2 结果与分析2 1 代谢流分布1 0L 自控发酵罐L 一谷氨酸发酵过程曲线如图2 所示。1 6h 后菌体量已无明显变化，细胞处于非生长时期。胞内代谢处于拟稳态。测定发酵中、后期(1 6 3 6h)葡萄糖的消耗速率及乳酸、L 一丙氨酸、L 一赖氨酸、L 一谷氨酸的积累速率，结果见表1。对该过程(1 6。3 6h)进行代谢流分析。O2 4 6 8l O 1 2 1 41 6 培2

14、02 2 2 4 2 6 2 8 3 03 23 43 6时间，l l图2 优化前L-谷氨酸发酵过程曲线F i g 2n ef e r m e n t a t i o np r o c e s sc u i v eo fL-g l u t a m i ca c i d b e f o r ea n da f t e ro p t i m i z a t i o n表1发酵中、后期(1 6 3 6 h)物质浓度及其变化T a b l elT h em a t t e rc o n c e n t r a t i o na n dc h a n g e si nm i d-p o s tp h a

15、 s eo ff e r m e n t a t i o n(1 6 3 6 h)利用M A 7 r L A B 软件线性规划计算碍到L 一谷氨酸发酵中、后期代谢流分布，与前期研究中通过途径分析获得的L 一谷氨酸合成的理想代谢流分布1 7 1 对比，结果见表2。2 2L-谷氨酸发酵中、后期主要节点代谢流分析2 2 1P E P 节点代谢流分析P E P 节点实际与理论代谢流分布如表2 所示。可以看出，碳架主要通过E M P 途径进入P E P 节点。代谢流量为1 9 9 9 5。其中转化为丙酮酸的代谢流为6 7 0 9，通过C O：固定反应生成草酰乙酸的代谢流量为3 2。8 6，葡萄糖磷酸化消

16、耗P E P 的代谢流量为1 0 0。与理想代谢流分布相比，P E P 固定C O：的反应代谢流量过低，草酰乙酸主要由T C A 循环和乙醛酸途径来提供，从而降低了谷氨酸的碳得率。另外丙酮酸合成的代谢流量过大，也导致了碳架溢流和副产物的生成。因此发酵过程中强化C O：固定反应，使得P E P且Q oO8642O864221lll1OO0OO64208642O强求蛔蜒链膝雄，骚武棚蟋舞鼷 万方数据第8 卷第2 期基于代谢流量分析的L 一谷氨酸发酵过程优化3 3表2 发酵中、后期L-谷氨酸合成的代谢流分布与理论代谢流分布T a b l e2T h em e t a b o l i cf l u x

17、d i s t r i b u t i o na n di d e a lm e t a b o l i cf l u xd i s t r i b u t i o no fL-g l u t a m i ea c i db i o s y n t h e s i si nm i d-p o s tp h a s eo ff e r m e n t a t i o n反应号计算代谢流分布理论代谢流分布反应号计算代谢流分布理论代谢流分布r 11 0 0 0 01 0 0 o or 1 64 2 9O 0 0r 29 9 8 41 0 0 0 0r 1 73 3 6O 0 0r 39 9 9 51

18、 0 0 0 0r 1 84 5 9 5O 0 0r 41 9 9 9 52 0 0 0 0r 1 94 5 9 50 0 0r 56 7 0 90 0 0妇旧876lO 0 0r 61 6 1 2 01 0 0 0 0r 2 14 1 6 6O 0 0r 7O。1 6O o or 2 24 1 6 6O。0 0r 80 1 10 0 0r 2 33 2 8 61 0 0 0 0r 9O 0 50 0 0r 2 47 6 3 51 0 0 0 0r i O0 0 50 0 0r 2 54 0 50 0 0r 1 10 0 50 0 0r 2 60 9 1O 0 0r 1 20 0 5O 0 0

19、r 2 70 9 3O 0 0r 1 31 1 9 5 41 0 0 0 0r 2 80 9 3O 0 0r 1 41 1 9 5 41 0 0 0 0r 2 97 3 5 91 0 0 0 0r 1 57 7 8 81 0 0 0 0更多地转化为草酰乙酸，减弱直接生成丙酮酸的代谢流，降低副产物的生成，有利于提高谷氨酸的产量。2 2 2 异柠檬酸节点代谢流分析异柠檬酸是L 一谷氨酸合成的重要节点，也是L _ 谷氨酸合成的前体物质。异柠檬酸节点处的代谢流分布直接关系到L _ 谷氨酸的产率。由表2 可知，实际进人异柠檬酸节点的代谢流量为1 1 9 5 4。其中进入合成L _ 谷氨酸生物途径的代谢流

20、为7 7 8 8。远低于理想代谢流。其主要原因在于有4 1 6 6 的代谢流通过乙醛酸循环和T C A 循环转化为草酰乙酸，从而大大降低了L _ 谷氨酸的产率。因此在发酵过程中严格控制溶氧水平，调节T C A 循环和乙醛酸循环的代谢流量。显得尤为重要。2 3 基于代谢流分析的L-谷氨酸发酵过程优化上述代谢流分析结果表明，在L 一谷氨酸的发酵过程中，强化C O：固定反应，减少副产物的生成，降低乙醛酸循环的代谢流量，是提高L 一谷氨酸得率的关键。据报道，采用低糖流加工艺，限制葡萄糖的供应，可以激活C O：固定反应，同时减少副产物，特别是有机酸的生成 S l。因此改进谷氨酸发酵控制方案。设定初糖质量

21、浓度为8 0g L 采用脉冲补料方式控制残糖质量浓度在1 0g L 左右：同时进一步降低溶氧水平。控制溶氧在5 左右，从而有效地提高了L 一谷氨酸的产酸水平。改进工艺前、后3 6hL 一谷氨酸及副产物浓度见图3。可以看出，采用优化后的发酵控制工艺，1 0L 发酵罐分批补料发酵3 6h，L _ 谷氨酸产酸可达1 4 1g I J。母优化前口优化后：m m 阻L v BI a e图3 优化前、后3 6 h 发酵产物浓度变化F i g 3C h a n g e so ft h ef e r m e n t a t i o np r o d u c t i o nc o n c e n t r a t

22、 i o ni n3 6hb e f o r ea n da f t e ro p t i m i z a t i o n3 讨论在发酵中、后期L 一谷氨酸代谢流量为7 3 5 9。与理想的代谢流量1 0 0 0 0 相比。在几乎无菌体生长的情况下，远未达到最大理论转化率。其主要原因是C O：固定反应较弱，副产物的形成及乙醛酸42O8642O卜1暑oH)越艇姗峰镫撅肄I-1芒雠程咖霉牝菌 万方数据中国食品学报2 0 0 8 年第2 期循环造成碳架损失。若要进一步提高L 一谷氨酸的转化率，必须判断L 一谷氨酸生物合成途径中的主要节点P E P 和异柠檬酸的节点类型尤其是节点刚柔性的判断。再利用现

23、代生物技术和发酵过程控制技术(如化学调节因子或溶氧水平等)加以控制，使代谢流量的分配更有利于L 一谷氨酸的合成。本文依据代谢流分析结果。有目的地优化发酵过程控制，大大提高了产酸水平，L 一谷氨酸的产量可达1 4 1s L。参考文献1 张蓓代谢工程【M】天津：天津大学出版社，2 0 0 3 2 S c h u s t e rS，K l a m tS，W e c k w e r t hW，e ta 1 U s eo fn e t w o r kp r o c e s sB i o s y s tE n g，2 0 0 2，2 4：3 6 3-3 7 2 3 V a l l i n oJJ，S t

24、e p h a n o p o u l o sG M e t a b o l i cf l u xd i s t r i b u t i o n so v e r p r o d u c t i o n J 1 B i o t e c h n o lB i o e n g，1 9 9 3，4 1：6 3 3-6 4 6 a n a l y s i so fm e t a b o l i cs y s t e m si nb i o e n g i n e e r i n g【J】B i o i nC o r y n e b a c t e r i u mg l u t a m i c u md

25、 u r i n gg r o w t ha n dL y s i n e4 K r o e m e rJO，W i t t m a n nC，S c h r o e d e rH，e ta 1 M e t a b o l i cp a t h w a ya n a l y s i sf o rr a t i o n a ld e s i g no fL-m e t h i o n i n ep r o d u c t i o nb yE s c h e r i c h i ac o l ia n dC o r y n e b a c t e r i u mg l u t a m i c u

26、m【J】M e t a b o l i cE n g i n e e r i n g，2 0 0 6，8：3 5 3-3 6 9 5 P h a r k y aP，B u r g a r dAP，M a r a n a sCD E x p l o r i n gt h eo v e r p r o d u c t i o no fa m i n oa c i d su s i n gt h eb i l e v e lo p t i m i z a t i o nf r a m e w o r ko p tk n o c k 叨B i o t e c h n o lB i o e n g，2

27、0 0 3，8 4(7)：8 8 7-8 9 9 6 S c h u s t e rR，S e h u s t e rS R e f i n e da l g o r it h ma n dc o m p u t e rp r o g r a mf o rc a l c u l a t i n ga l ln o n n e g a t i v ef l u x e sa d m i s s i b l ei ns t e a d ys t a t e so fb i o c h e m i c a lr e a c t i o ns y s t e m sw i t ho rw i t h

28、o u ts o m ef l u xr a t e sf i x e d J】C o m pA p p lB i o s c i，1 9 9 3，9：7 9 8 5 7 杜军，刘辉，徐庆阳，等基于途径分析的L-谷氨酸发酵条件优化们食品与发酵工业，2 0 0 7，3 3(1 1)：9-1 2 8 唐军，蔡水洪，叶勤克鲁斯假丝酵母分批发酵生产甘油的代谢流分布 J】高校化学工程学报，2 0 0 2，1 6(1)：5 8-6 3 A p p l i c a t i o no fM e t a b o l i cF l u xA n a l y s i sf o rO p t i m i z a t

29、i o no fL-g l u t a m i cA c i dF e r m e n t a t i o nP r o c e s sD uJ u n lC h e nN i n 9 1L i uH u i 2X uQ i n g y a n 9 1X i eX i x i a n l(1 C o l l e g eo fB i o t e c h n o l o g y，T i a n j i nU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y，r i a n j i n3 0 0 4 5 72 I n s t i t

30、u t eo fP r o c e s sE n g i n e e r i n g，C h i n e s ea c a d e m yo fs c i e n c e s，B e i j i n g1 0 0 0 8 0)A b s t r a c d tO b j e c t i v e：A c c o r d i n gt ot h em e t a b o l i cf l u xa n a l y s i s，m e t a b o l i cf l u xd i s t r i b u t i o n so fL-g l u t a m i ca c i dp r o-d u c

31、 i n gs t r a i nd u r i n gd i f f e r e n tf e r m e n t a t i o np e r i o dw e r eo b t a i n e d，w h i c hc a l lb eu s e dt op r o v i d et h e o r yg u i d ef o rt h ef e r-m e n t a t i o nc o n t r o lb ya n a l y z i n gm e t a b o l i cp r i n c i p l en o d ea n dm e t a b o l i cf l u x

32、 M e t h o d s：M e t a b o l i cf l u xa n a l y s i sf o rt h eL g l u t a m i ca c i dp r o d u c t i o nb yB r e v i b a c t e r i u mf l o 卿u mG D K-9a ts t e a d ys t a t ed u r i n gt h em i d d l ea n dl a t ep e r i o d sw a sC O I l-d u c t e db yl i n e a rp r o e mo fM A T L A Bs o f t w

33、a r ei n t h i sp a p e r R e s u l t s：A c c o r d i n gt ot h em e t a b o l i cf l u xa n a l y s i 8 t h em e t a b o l i cf l u xo f9 9 8 4 e n t e r e dt h eE M Pp a t h w a y 4 1 6 6 e n t e r e dg l y o x y l a t ec y c l ea n d3 2 8 6 w e n tt h r o u g ht h ec a r b o n-f i x a t i o nr e

34、a c t i o nf r o mC 0 2 A n dt h em e t a b o l i cf l u xo f7 6 3 5 W a Sf i n a l l yc h a n n e l e dt Ot h eL-g l u t a m i ca c i db i o s y n t h e s i s，w h i c hw a sm u c hl o w e rt h a n1 0 0 i nt h eo p t i m a lf l u xd i s t r i b u t i o nc a l c u l a t e db yp a t h w a ya n a l y s

35、 i s T h eL-s l u t a I l l i ca c i dp r o d u c t i o nw a sf i n a l l yr a i s e dt o1 4 1g，Lb ya p p l y i n gt h ep u l s e df e d-b a t c hc u l t i v a t i o na n dc o n t r o l l i n gt h ed i s s o l v e do x y g e nl e v e lo f5 C o n c l u s i o n s：T h e r e f o r et h eL-g l u t a m i

36、ca c i dp r o d u c t i o nc a nb ef u r t h e ri m p r o v e db yg e n e t i cm a n i p u l a t i o n sa n df e r m e n t a t i o no p t i m i z a t i o n st h r o u g hr e d u c i n gt h eb y p r o d u c t s，s t r e n g h t h e n i n gt h ec a r b o n f L x a t i o nr e a c t i o nf r o mC 0 2a n

37、dc o n t r o l l i n gt h em e t a b o l i cf l u xo fg l y o x y l a t ec y c l e K e yw o r d sL-g h t a m i ea c i dM e t a b o l i cf l u xa n a l y s i sL i n e a rp r o g r a mB r e v i b a c t e r i u m a u m 万方数据第8 卷第2 期基于代谢流量分析的L _ 谷氨酸发酵过程优化3 5附录一R 1：G 1 c+P E P G 6 P+P y rR 2：G 6 P=F 6 PR

38、3：F 6 P+A T P=2 G A P+A D PR 4：G A P+N A D+A D P=P E P+N A D H+A 7 I P+H，OR 5：P E P+A D P=A T P+P y rR 6：P y r+C o A+N A D=A c C o A+C 0 2+N A D HR 7：G 6 P+H 2 0+2 N A D P=R I B U 5 P+C 0 2+2 N A D P HR 8：R I B U 5 P=X Y L 5 PR 9：R I B U 5 P=R I B 5 PR 1 0：X Y L 5 P+R I B 5 P-S E D 7 P+G A PR1 l：X Y

39、 L S P+F A P=F 6 P+G A PR 1 2：G A P+S E D 7 P=F 6 P+E 4 PR 1 3：A c C o A+O A A=C o A+C I TR 1 4：C I T=I C IR 1 5：I C I+H 2 0+N A D P=K G+C 0 才N A D P HR 1 6：K G+C o A+N A D=S U C C o A+C 0 2+N A D HR 1 7：S U C C o A+A D P=S U C+C o A+A 1 1 PR18：S U C+F A D=F u m+F A D H 2R 1 9：F u m=M A LR 2 0：M A L

40、+H 2 0+N A D=O A A+N A D HR 2 1：I C I=S U C+G I j Y O X YR 2 2：A c C o A+G L Y O X Y=C o A+M A LR 2 3：P E P+C 0 2=O A AR 2 4：N H 3+K G+N A D P H=G l u+H 2 0+N A D PR 2 5：P y r+N A D H=L a c+N A DR 2 6：P y r+G l u=A l a+K GR 2 7：O A A+G L U+A T P+N A D P H=c t K G+A S A+N A D P+A D P+P iR 2 8：A S A+P

41、 Y R+N A D P H+S u c C o A+G I+2 H 2 0+H=L y s+N A D P+S u c+C o A+c t-K G+C 0 2附录二(1)G 6 P：r l r 2 一r 7=O(2)R i b u 5 P：r 7 一r 8 一r 9=O(3)X y l 5 P：r 8-r l O-r l1=0(4)R i b 5 P：1 9 r 1 0=0(5)E 4 P：r 1 2 一r l1-0(6)S e d 7 P：r 1 0 一r 1 2-0(7)F 6 P：r 2 一r 3+r ll+r 1 2=0(8)G A P：2 r 3 一r 4+r 1 0+r l1-r

42、 1 2=0(9)P E P：r 1+r 4 一r 5 一r 2 3=0(1 0)P y r：r l+r 5 一而一r 2 5 一r 2 6 一r 2 8=0(1 1)A c C o A：r 6 一r 1 3-r 2 2=0(1 2)a K G：r 1 5 一r 1 6 一r 2 4+r 2 6+r 2 7+r 2 8=0(1 3)G l u：r 2 4 一r 2 6 一r 2 7 一r 2 8 一r 2 9=0(1 4)S u c C o A：r 1 6 一r 1 7 一r 2 8=0(1 5)O A A：r 2 0+r 2 3 一r 1 3 一f 2 7-0(1 6)A S A：r 2 7

43、 一r 2 8=0(1 7)I C I：r 1 4 一r 1 5 一r 2 1=0(1 8)C I T：r 1 3 一r 1 4=O(1 9)N A D P H：2 r 7+r 1 3 一r 1 5 一r 1 8+r 1 9 一r 2 0 2 r 2 1-0(2 0)s u c：r 1 7 一r 1 8+r 2 1+r 2 8-0(2 1)F u m：r l8 一r 1 9=0(2 2)M A L：r 1 9 一r 2 0+r 2 2=0(2 3)G L Y O X Y：r 2 1-r 2 2=0(2 4)C o A：一r 6+r 1 3 一r 1 6+r 1 7+r 2 2+r 2 8=0i

44、 跨国园l”。我国粮价小幅上升国际价格再创新高近日，从国家发改委获悉，3 月份，国内市场粮食价格小幅上升。稻谷、小麦、玉米3 种粮食全国平均收购价格上升7 6。由于国际市场粮食价格又创历史新高，推动国内粮食价格上涨的因素仍存在，预计食品价格仍有上涨压力。据发改委统计，国内市场粮食价格小幅上升。稻谷和小麦收购价格小幅上升，玉米收购价格由降转升。大豆收购价格大幅波动。3 月份稻谷、小麦和玉米3 种粮食全国平均每5 0 公斤收购价格为7 9 3 元比上月上升O 3。与上年同期相比，3 种粮食全国平均收购价格上升7 6。发改委提供的数据还显示，今年国际市场粮食价格又创新高。与上年同期相比，3 月份国际

45、市场小麦、玉米、大豆和大米价格分别上升1 3 7 5、3 6 4、7 9 2 和6 6 6。国际市场小麦、玉米、大豆和大米价格今年前3 个月平均比上年同期分别上升1 2 0 9、2 9 O、8 0 8 和4 2 8。对此，有专家分析认为，国际市场粮食价格屡创历史新高，也必将拖累中国粮价继续上涨。(消息来源：中1 3 t 食品报)万方数据基于代谢流量分析的L-谷氨酸发酵过程优化基于代谢流量分析的L-谷氨酸发酵过程优化作者：杜军，陈宁，刘辉，徐庆阳，谢希贤，Du Jun，Chen Ning，Liu Hui，XuQingyang，Xie Xixian作者单位：杜军,陈宁,徐庆阳,谢希贤,Du Jun

46、,Chen Ning,Xu Qingyang,Xie Xixian(天津科技大学生物工程学院,天津,300222)，刘辉,Liu Hui(中国科学院过程工程研究所,北京,100080)刊名：中国食品学报英文刊名：JOURNAL OF CHINESE INSTITUTE OF FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2008，8(2)被引用次数：2次 参考文献(8条)参考文献(8条)1.张蓓 代谢工程 20032.Schuster S.Klamt S.Weekwerth W Use of network analysis of metabolic systems in

47、 bioengineering 20023.Vallino J J.Stephanopoulos G Metabolic flux distributions in Corynebacterium glutamicum duringgrowth and Lysine overproduction 19934.Kroemer J O.Wittmann C.Schroeder H Metabolic pathway analysis for rational design of L-methionineproduction by Escherichia coli and Corynebacteri

48、um glutamicum 20065.Pharkya P.Burgard A P.Maranas C D Exploring the overproduction of amino acids using the bileveloptimization framework opt knock 2003(07)6.Schuster R.Schuster S Refined algori thin and computer program for calculating all nonnegativefluxes admissible in steady states of biochemica

49、l reaction systems with or without some flux ratesfixed 19937.杜军.刘辉.徐庆阳 基于途径分析的L-谷氨酸发酵条件优化期刊论文-食品与发酵工业 2007(11)8.唐军.蔡水洪.叶勤 克鲁斯假丝酵母分批发酵生产甘油的代谢流分布期刊论文-高校化学工程学报 2002(01)相似文献(6条)相似文献(6条)1.会议论文 张蓓.张克旭.彭飞.徐国华 L-谷氨酸生物合成的代谢流分析 2003 代谢流分析(MFA)是代谢工程中用以指导遗传操作的重要工作，是代谢网络分析的基本方法，对于代谢工程的遗传改造工作和发酵控制具有很大的指导意义。本文通过建

50、立谷氨酸生物合成的代谢流平衡模型，对代谢网络进行了定量分析和网络优化分析，并计算出谷氨酸分批发酵中后期的代谢流分布，以期对谷氨酸产生菌的遗传操作和发酵控制提供指导。2.期刊论文 李智涛.卢志洪.吕扬勇.郑穗平 谷氨酸棒杆菌S9114在不同溶氧条件下发酵生产谷氨酸的代谢流分析-中国酿造2010,(10)建立了谷氨酸棒杆菌S9114合成L谷氨酸(L-GIu)的代谢流平衡模型,应用该模型并结合S9114在10%和30%溶氧条件下发酵至中后期时胞外相关产物的分泌情况计算出其代谢流分布;通过MATLAB线性规划得到了谷氨酸合成的理想代谢流分布.代谢流分析结果表明,减少HMP和TCA循环的代谢流量,增加C