氨基酸工业代谢控制发酵学习教案.pptx

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1、会计学 1氨基酸工业代谢控制发酵第一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。课程教学的基本要求n n 了解氨基酸发酵行业发展现状与中国氨基酸行业存在问题，氨基酸发酵行业发展方向n n 掌握谷氨酸的生物合成途径和谷氨酸发酵调节机制，掌握谷氨酸细胞膜渗透性的控制方法n n 了解谷氨酸生产菌的主要特征以及谷氨酸生产菌在发酵过程中的形态变化，掌握谷氨酸发酵的代谢控制育种策略第1页/共45页第二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第一节第一节 氨基酸工业现状及发展方向氨基酸工业现状及发展方向 近 近40 40多年来，国内外在研究、开发和应用氨基酸方面均取 多年来，国内外在研究、开发和应用氨基酸方面均取得重大

2、进展，新发现的氨基酸种类和数量已由 得重大进展，新发现的氨基酸种类和数量已由20 20世纪 世纪60 60年 年代 代50 50种左右，发展到 种左右，发展到20 20世纪 世纪80 80年代的 年代的400 400种，目前已达 种，目前已达1000 1000多种。其中用于药物的氨基酸及氨基酸衍生物的品种 多种。其中用于药物的氨基酸及氨基酸衍生物的品种达 达100 100多种。多种。氨基酸分为两大类，即蛋白质氨基酸和非蛋白质氨基酸。氨基酸分为两大类，即蛋白质氨基酸和非蛋白质氨基酸。氨基酸中有 氨基酸中有8 8种氨基酸人体本身不能合成，只能从食物的蛋白 种氨基酸人体本身不能合成，只能从食物的蛋白

3、质中摄取，称为必需氨基酸，它们是 质中摄取，称为必需氨基酸，它们是L-L-赖氨酸、赖氨酸、L-L-色氨酸、色氨酸、L-L-苏氨酸、苏氨酸、L-L-缬氨酸、缬氨酸、L-L-亮氨酸、亮氨酸、L-L-异亮氨酸、异亮氨酸、L-L-苯丙氨 苯丙氨酸和 酸和L-L-蛋氨酸。蛋氨酸。还有两种半必需氨基酸，即精氨酸和酪氨酸。还有两种半必需氨基酸，即精氨酸和酪氨酸。第2页/共45页第三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。氨基酸的生产方法n n 抽提法（水解蛋白质）抽提法（水解蛋白质）n n 化学合成法 化学合成法n n 生物法（包括直接发酵法和酶转化）生物法（包括直接发酵法和酶转化）目前绝大多数氨基酸是以发酵法

4、或酶法生产的 目前绝大多数氨基酸是以发酵法或酶法生产的第3页/共45页第四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。谷氨酸发酵的历史n n 1866 1866年德国化学家里豪森利用硫酸水解小麦面筋，分离到一种酸性氨基酸，依据原 年德国化学家里豪森利用硫酸水解小麦面筋，分离到一种酸性氨基酸，依据原料的取材，将此氨基酸命名为谷氨酸 料的取材，将此氨基酸命名为谷氨酸n n 1872 1872年赫拉西维茨等用酪蛋白也制取了谷氨酸 年赫拉西维茨等用酪蛋白也制取了谷氨酸n n 1890 1890年沃尔夫利用 年沃尔夫利用-酮戊酸经溴化后合成 酮戊酸经溴化后合成DL-DL-谷氨酸。日本池田菊苗教授在 谷氨酸。日本

5、池田菊苗教授在探讨海带汁的鲜味时，提取了谷氨酸，并在 探讨海带汁的鲜味时，提取了谷氨酸，并在1908 1908年开始制造商品味之素 年开始制造商品味之素n n 1910 1910年日本味之素公司用水解法生产谷氨酸。年日本味之素公司用水解法生产谷氨酸。1936 1936年美国从甜菜废液 年美国从甜菜废液(司蒂芬 司蒂芬废液 废液)中提取谷氨酸。中提取谷氨酸。第4页/共45页第五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。氨基酸发酵的现状nn 自从发酵法生产谷氨酸成功以后，世界各国纷纷开展氨基酸发酵的研究与生产，产量增长很快。2000年氨基酸产量达237万吨，销售额接近45亿美元，占生物技术产品销售额的7

6、。nn 目前氨基酸产业发展较快的国家是美国、日本和中国。第5页/共45页第六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。我国氨基酸发酵的发展n n 我国氨基酸生产最早在 我国氨基酸生产最早在1922 1922年用酸法水解面筋生产谷氨酸 年用酸法水解面筋生产谷氨酸钠即味精，在上海开办了天厨味精厂，该味精的制造方 钠即味精，在上海开办了天厨味精厂，该味精的制造方法曾向美、英、法申请专利，并取得了专利权。并先后 法曾向美、英、法申请专利，并取得了专利权。并先后建立了沈阳味精厂、青岛味精厂和天津味精厂，规模均 建立了沈阳味精厂、青岛味精厂和天津味精厂，规模均很小，很小，1949 1949年全国味精总产量不到

7、年全国味精总产量不到500 500吨。吨。n n 1965 1965年发酵法生产味精取得成功，带动了其他氨基酸的研究 年发酵法生产味精取得成功，带动了其他氨基酸的研究开发。开发。n n 1965 1965年以后，我国味精生产全部采用以淀粉质或糖蜜为 年以后，我国味精生产全部采用以淀粉质或糖蜜为原料的微生物发酵工艺，大大的促进了生产的发展，到 原料的微生物发酵工艺，大大的促进了生产的发展，到1985 1985年全国味精生产企业达到 年全国味精生产企业达到140 140家。随着酶制剂的应用和生产工 家。随着酶制剂的应用和生产工艺及装备的改进，技术水平不断提高，进一步推动了味精生产的快 艺及装备的改

8、进，技术水平不断提高，进一步推动了味精生产的快速发展。速发展。n n 发酵法 发酵法L-L-赖氨酸生产起步于 赖氨酸生产起步于20 20世纪 世纪70 70年代，当时仅有上海天 年代，当时仅有上海天厨味精厂少量生产，以实用为主，厨味精厂少量生产，以实用为主，1981 1981年在广西建成年产 年在广西建成年产100 100吨食品级 吨食品级L-L-赖氨酸试验工厂，于 赖氨酸试验工厂，于1987 1987年投产。年投产。第6页/共45页第七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。氨基酸发酵的发展动向新技术和工艺的开发应用1.现代生物技术在氨基酸工业中的应用2.生物化工技术在氨基酸工业中的应用新产品的

9、开发、新应用领域的拓展1.医药中间体2.肽类3.多聚氨基酸4.氨基酸系表面活性剂第7页/共45页第八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第二节 微生物代谢控制发酵n n 微生物代谢调节 微生物代谢调节 1 1、时序调节、时序调节(temporal regulation)(temporal regulation)微生物对生长、发育、分化不同生理时期的代谢调节 微生物对生长、发育、分化不同生理时期的代谢调节 2 2、适应调节、适应调节 微生物对细胞内外环境的变化作出应答性调节 微生物对细胞内外环境的变化作出应答性调节n n 微生物的经济化学与合目的性 微生物的经济化学与合目的性 Economic

10、Biochemistry Economic Biochemistry（经济化学）：微生物利于生存发（经济化学）：微生物利于生存发生的所有生化反应皆有精确计算，有很高经济效益 生的所有生化反应皆有精确计算，有很高经济效益 Telenomic Telenomic（合目的性）：微生物按需要有目的进行物质合（合目的性）：微生物按需要有目的进行物质合成的能力 成的能力第8页/共45页第九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。一、代谢控制发酵的定义一、代谢控制发酵的定义代谢控制发酵：微生物正常代谢调节，不过量积累初级代谢产物；人为解除正常代谢调节，而大量积累初级代谢产物的发酵方式。代谢控制发酵方法：1、发酵

11、条件控制 2、菌种遗传改造第9页/共45页第十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。1、分解代谢降解物阻遏 分解代谢降解物阻遏：几种底物同时存在时，易利用对难利用或利用快对利用慢 分解代谢降解物阻遏：几种底物同时存在时，易利用对难利用或利用快对利用慢底物分解的抑制作用。底物分解的抑制作用。2、解除分解代谢降解物阻遏的技术与方法n n 发酵条件控制 发酵条件控制 加入安慰诱导物：如 加入安慰诱导物：如Lac Lac结构类似物 结构类似物IPTG IPTGn n 抗降解物阻遏突变株的选育 抗降解物阻遏突变株的选育 加入高浓度底物筛选仍产生大量目的产物的突变株 加入高浓度底物筛选仍产生大量目的产物的突

12、变株二、分解代谢降解物阻遏第10页/共45页第十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。反馈调节作用1 1、终产物反馈阻遏和反馈抑制、终产物反馈阻遏和反馈抑制 野生型菌株 野生型菌株“A”A”氨基酸合成操纵子模型 氨基酸合成操纵子模型AR P OA结构基因无活性repressorARNA聚合酶 反馈阻遏活性A合成酶系（E1,E2）A反馈抑制超过生理需要量野生型菌株酶合成水平的反馈阻遏第11页/共45页第十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。野生型菌株酶活性水平的反馈抑制过量A作用效应物位点，酶构型变化，影响酶活性中心而失活Gene编码酶效应物位点 过量A酶活中心第12页/共45页第十三页，编辑

13、于星期日：十六点 四十四分。反馈阻遏与反馈抑制比较 反馈阻遏与反馈抑制比较 反馈阻遏 反馈抑制控制对象 酶合成 酶活性控制量 终产物浓度 终产物浓度控制水平 转录水平 酶构象变化控制装置 终产物与阻遏蛋白亲和 终产物与控制酶构象的部位亲和控制装置的动作阻遏蛋白与操纵子基因结合,不转录mRNA酶构型变化，活性中心失活形成控制 开关控制 酶活性大小控制反应 迟缓，粗控制 迅速，精控制细胞经济 超高效益 高效益第13页/共45页第十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2、解除反馈阻遏、反馈抑制突变株的选育野生型菌株诱变解除反馈调节突变株AR-或AO-AR-AO-酶基因突变 解除反馈调节突变株可以大

14、量积累末端产物筛选方法：解除Lys反馈调节突变株筛选野生型菌株诱变菌细胞正常反馈调节型解除反馈调节突变型第14页/共45页第十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第三节 谷氨酸的生物合成途径n n 生产谷氨酸的主要菌株 生产谷氨酸的主要菌株n n 生成谷氨酸的主要酶反应 生成谷氨酸的主要酶反应n n 谷氨酸生物合成的理想途径 谷氨酸生物合成的理想途径n n 谷氨酸发酵的代谢途径 谷氨酸发酵的代谢途径第15页/共45页第十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。Glu发酵常用菌种 谷氨酸棒杆菌()北京棒杆菌(AS.1229)黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)乳糖发酵短杆菌(

15、)第16页/共45页第十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。谷氨酸的生物合成包括nn 糖酵解作用（glycolysis,EMP途径）nn 戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway，HMP途径）nn 三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle）nn 乙醛酸循环(glyoxylate cycle)n n 丙酮酸羧化支路（CO2固定反应）等第17页/共45页第十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。由葡萄糖生物合成谷氨酸的理想途径：由葡萄糖生物合成谷氨酸的理想途径：A A？B B？谷氨酸生物合成的理想途径第18页/共45页第十九页，编辑于星期日：十六点 四

16、十四分。谷氨酸发酵的代谢途径p 生成的丙酮酸，一部分在丙酮酸脱氢酶系的作用下氧化脱羧生成乙酰CoA，另一部分经CO2固定反应生成草酰乙酸或苹果酸，催化CO2固定反应的酶有丙酮酸羧化酶、苹果酸酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶。p 草酰乙酸与乙酰CoA在柠檬酸合成酶催化作用下，缩合成柠檬酸，进入三羧酸循环，柠檬酸在顺乌头酸酶的作用下生成异柠檬酸，异柠檬酸再在异柠檬酸脱氢酶的作用下生成-酮戊二酸，-酮戊二酸是谷氨酸合成的直接前体。p-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶作用下经还原氨基化反应生成谷氨酸第19页/共45页第二十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。CO 2 固定酶系活力强Citrate synthase,A

17、conitase,ICDH,GDH酶活力强乙醛酸循环弱异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱-酮戊二酸氧化能力缺失或微弱谷氨酸脱氢酶能力强l控制谷氨酸合成的重要措施第20页/共45页第二十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。l l 乙醛酸循环的作用 乙醛酸循环的作用谷氨酸发酵的代谢途径 乙醛酸循环途径可看作三羧酸循环的支路和中间产物的补给途径 在菌体生长期之后，进入谷氨酸生成期，为了大量生成、积累谷氨酸，最好没有异柠檬酸裂解酶催化反应，封闭乙醛酸循环第21页/共45页第二十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第四节 谷氨酸生物合成的调节机制n n 优先合成与反馈调节 优先合成与反馈调节n n 生物素

18、的调节作用 生物素的调节作用第22页/共45页第二十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。l l 优 优先 先合 合成 成 谷 谷氨 氨酸 酸比 比天 天冬 冬氨 氨酸 酸优 优先 先合 合成 成，谷 谷氨 氨酸 酸合 合成 成过 过量 量后 后，就 就会 会抑 抑制 制和 和阻 阻遏 遏自 自身 身的 的合 合成 成途 途径 径，使 使代 代谢 谢转 转向 向合 合成 成天 天冬 冬氨 氨酸 酸l l 柠 柠檬 檬酸 酸合 合成 成酶 酶的 的调 调节 节 柠 柠檬 檬酸 酸合 合成 成酶 酶是 是三 三羧 羧酸 酸循 循环 环的 的关 关键 键酶 酶，除 除受 受能 能荷 荷调 调节 节外

19、 外，还 还受 受谷 谷氨 氨酸 酸的 的反 反馈 馈阻 阻遏 遏和 和顺 顺乌 乌头 头酸 酸的 的反 反馈 馈抑 抑制 制一、优先合成与反馈调节第23页/共45页第二十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。l l-酮 酮戊 戊二 二酸 酸脱 脱氢 氢酶 酶的 的调 调节 节在 在谷 谷氨 氨酸 酸产 产生 生菌 菌中 中，-酮 酮戊 戊二 二酸 酸脱 脱氢 氢酶 酶活 活性 性微 微弱 弱l l 谷 谷氨 氨酸 酸脱 脱氢 氢酶 酶的 的调 调节 节 谷 谷氨 氨酸 酸对 对谷 谷氨 氨酸 酸脱 脱氢 氢酶 酶存 存在 在着 着反 反馈 馈抑 抑制 制和 和反 反馈 馈阻 阻遏 遏-酮 酮

20、戊 戊二 二酸 酸合 合成 成后 后由 由于 于-酮 酮戊 戊二 二酸 酸脱 脱氢 氢酶 酶活 活性 性微 微弱 弱，谷 谷氨 氨酸 酸脱 脱氢 氢酶 酶的 的活 活力 力很 很强 强，故 故优 优先 先合 合成 成谷 谷氨 氨酸 酸第24页/共45页第二十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。Glc丙酮酸草酰乙酸CO 2天门冬氨酸（Asp）AC-coACO 2羧化酶柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸-酮戊二酸Glu反馈抑制谷氨酸 脱氢酶-酮戊二酸 脱氢酶合成酶反馈阻遏第25页/共45页第二十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n n Glu Glu产生菌主要生理生化特性产生菌主要生理生化特性 需氧，生

21、物素缺陷型bio-,有乙醛酸循环，羧化酶活性强（bio作为辅酶）柠檬酸、异柠檬酸、谷氨酸脱氢酶活性高，Glu合成中存在正常反馈阻遏和反馈抑制。菌体细胞膜通透性差，不利于Glu胞外分泌。二、生物素对代谢的调控作用第26页/共45页第二十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。l 生物素对CO2固定反应的影响 生物素是丙酮酸羧化酶的辅酶，参与CO2固定反应，据报道，生物素大过量时（100g/L以上），CO2固定反应可提高30%。第27页/共45页第二十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。l 生物素对糖代谢速率的影响 生物素充足条件下，丙酮酸以后的氧化活性虽然也有提高，但由于糖降解速率显著提高，打破

22、了糖降解速率与丙酮酸氧化速率之间的平衡，丙酮酸趋于生成乳酸的反应，因而会引起乳酸的溢出l 生物素对乙醛酸循环的影响 乙醛酸循环的关键酶异柠檬酸裂解酶受葡萄糖、琥珀酸阻遏，为醋酸所诱导。在低浓度生物素条件下，因琥珀酸氧化能力降低而积累的琥珀酸就会反馈抑制该酶的活性，并阻遏该酶的合成，乙醛酸循环基本上是封闭的，代谢流向异柠檬酸-酮戊二酸谷氨酸的方向高效率地移动。第28页/共45页第二十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。l生物素控制磷脂的合成 使用生物素缺陷型菌株进行谷氨酸发酵，通过限制发酵培养基中生物素的浓度控制脂肪酸生物合成，从而控制磷脂的合成 作用机制：生物素作为催化脂肪酸生物合成最初反应

23、的关键酶乙酰CoA羧化酶的辅酶，参与了脂肪酸的合成，进而影响磷脂的合成。当磷脂合成减少到正常量的一半左右时，细胞变形，谷氨酸向膜外漏出，积累于发酵液中第29页/共45页第三十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n n 控制生物素添加量使菌种生产 控制生物素添加量使菌种生产Glu Glu 高浓度bio增强羧化酶活性，促进羧化反应利于Glu合成。低浓度bio降低裂解酶活性，使菌体生长后关闭乙醛酸循环，使底物流向Glu合成，低浓度bio使膜磷脂合成缺陷，增加膜通透性，利于Glu胞外分泌，解除反馈调节，利于Glu合成并大量积累。添加亚适量，5-10g/L 培养基，生产Glu第30页/共45页第三十一页

24、，编辑于星期日：十六点 四十四分。培养前期，bio充足，存在乙醛酸循环，中间物质和能量充足，长细胞，膜磷脂合成正常，正常反馈调节，不积累Glu，细胞形态正常。8hrGlu非积累型细胞 Glu积累型细胞 培养中后期，bio浓度渐低，乙醛酸途径减弱直至关闭，膜磷脂合成缺陷，膜透性增强，分泌Glu，解除反馈调节，大量积累Glu，细胞形态异常，未溶解。第31页/共45页第三十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第五节 Lys代谢控制发酵 生产菌种 谷氨酸棒杆菌（）黄色短杆菌(B.flavum)乳糖发酵短杆菌()2、谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌Lys合成途径及正常调控机制 第32页/共45页第三十三页，编

25、辑于星期日：十六点 四十四分。Asp 天冬氨酸Asp 激酶天冬氨酸-P天冬氨酸-半醛高丝氨酸 二氢吡啶-2,6-二羧酸O-琥珀酰-高丝氨酸蛋氨酸(Met)高丝氨酸-P苏氨酸（Thr）异亮氨酸（Ile）Thr脱氢酶赖氨酸(Lys)Hse脱氢酶 DDP合成酶合成酶第33页/共45页第三十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。Asp三分支途径优先合成Met，后合成Thr、Ile，最后合成Lys Thr和Lys对Asp激酶有协同反馈抑制 Thr对Hse脱氢酶有反馈抑制 Ile对Thr脱氢酶有反馈抑制 Met对O-琥珀酰高丝氨酸合成酶有反馈阻遏第34页/共45页第三十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分

26、。3.Lys 代谢控制发酵 菌种的遗传改造 菌种的遗传改造(1)(1)切断支路代谢 切断支路代谢Hse Hse营养缺陷型 营养缺陷型(Hse(Hse-)菌株筛选 菌株筛选 选育 选育Hse Hse脱氢酶缺失的 脱氢酶缺失的Hse Hse-菌株，使代谢流向 菌株，使代谢流向Lys Lys合 合成，控制 成，控制Hse Hse添加量，既满足菌体对 添加量，既满足菌体对Met Met、Thr Thr和 和Ile Ile生长需要又不形 生长需要又不形Thr Thr和 和Lys Lys对 对Asp Asp激酶的协同反馈抑 激酶的协同反馈抑制，积累 制，积累Lys Lys(2)(2)用 用Hse Hse-

27、菌株选育解除 菌株选育解除Lys Lys反馈抑制突变株 反馈抑制突变株Hse-诱变Hse-Lys反馈抑制Hse-抗Lys反馈抑制长出菌落(Hse-,AECr)基本培养基 Hse(高浓度)AEC(Lys结构类似物)Hse-,AECr：解除Lys对Asp激酶反馈抑制的Hse营养缺陷型双突变株，不论添加Hse浓度高低，皆不会出现Thr+Lys协同反馈抑制，大量积累Lys第35页/共45页第三十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。(3)Hse脱氢酶渗漏缺陷型突变株日本椎尾等人 黄色短杆菌 突变株 亚硝基胍 Hse脱氢酶活性仅为 野生型菌株的1/30 Met，Thr合成量很少，仅满足菌体生长 代谢流转

28、向Lys大量合成 Thr合成量少，和Lys形不成协同反馈抑制，大量积累Lys，产量达25g/L第36页/共45页第三十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。(4)Lys 生产菌种遗传标记及Lys产量谷氨酸棒杆菌 谷氨酸棒杆菌 Hse Hse 13g/L 13g/LHse Hse AEC AECR R 中山清（日本）中山清（日本）42g/L 42g/L黄色短杆菌 黄色短杆菌 Hse Hse AEC AECR RCS CSI IFp Fps s 51g/L 51g/L(CS(CSI I:柠檬酸合成酶抑制；柠檬酸合成酶抑制；Fp Fps s：氟代丙酮酸敏感：氟代丙酮酸敏感)黄色短杆菌 黄色短杆菌 A

29、III Hse AIII Hse-AEC AECr r 徐所维 徐所维 50-55g/L 50-55g/L钝齿棒杆菌 钝齿棒杆菌 pI-3-2 Hse pI-3-2 Hse-AEC AECr r 陈琦 陈琦 50g/L 50g/L第37页/共45页第三十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。(5)(5)乳糖发酵短杆菌 乳糖发酵短杆菌Lys Lys代谢控制发酵 代谢控制发酵 Lys Lys合成与调控机制基本同于谷氨酸棒杆菌、黄色短杆 合成与调控机制基本同于谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌。菌。特殊调控：代谢互锁调控机制 特殊调控：代谢互锁调控机制 互锁调节：互锁调节：Lys Lys合成受其它氨基酸合成途

30、径产物反馈调 合成受其它氨基酸合成途径产物反馈调节 节Lys Lys生产菌种遗传标记和产量：生产菌种遗传标记和产量：Hse Hse AEC AECR RLeu Leu 110g/L 110g/L（加（加Hse Hse，限量加，限量加Leu Leu，免除，免除Leu Leu对 对DDP DDP合成酶反馈阻遏互锁调节）合成酶反馈阻遏互锁调节）Hse Hse AEC AECR RLeu Leu-TA-TAR RAla Ala 110g/L 110g/L（加（加Hse Hse、Leu Leu，限量加，限量加Ala Ala，-TA-TA是 是Leu Leu结构类似物）结构类似物）第38页/共45页第三十

31、九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。AspAsp激酶Asp-PAsp-半醛HseMet Thr LysIleDDP协同反馈抑制DDP还原酶DDP合成酶反馈抑制AlaLeu反馈阻遏第39页/共45页第四十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第六节 第六节 产氨基酸菌种的分离、检测原理与方法 产氨基酸菌种的分离、检测原理与方法1 1、营养缺陷型补充营养检测法、营养缺陷型补充营养检测法影印接种His产生菌大量UV照射细胞死亡鉴定生长区丰富细菌培养基平板分离产氨基酸培养基基本培养基E.coli His 混合上层培养基鉴定菌：各种氨基酸营养缺陷型第40页/共45页第四十一页，编辑于星期日：十六点 四十

32、四分。2、可逆抑制测定法-2-噻吩丙氨酸（抑制剂）L-苯丙氨酸（解除抑制剂）培养基枯草杆菌（指示菌）生长不生长 原理：指示菌在抑制剂存在条件下生长，证明存在解除抑制剂；指示菌不生长，证明不存在解除抑制剂。用氨基酸的结构类似物作指示菌生长抑制剂，通过指示菌是否生长而判断是否存在解除抑制剂氨基酸。上层培养基有指示菌影印接种有抑制剂L-丙氨酸产生菌枯草杆菌生长区丰富细菌培养基平板分离产氨基酸培养基 枯草杆菌生长区对应菌落目的菌第41页/共45页第四十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。可逆抑制测定方法：可逆抑制测定方法：根据特异性解除抑制剂对指示菌生长抑制，让指示菌生长而 根据特异性解除抑制剂对指

33、示菌生长抑制，让指示菌生长而检测氨基酸的方法 检测氨基酸的方法 适用于检测氨基酸的可逆性抑制剂测定法 适用于检测氨基酸的可逆性抑制剂测定法被检测氨基酸抑制剂 指示菌Ala L-氨基乙基磺酸 普通变形杆菌Arg 高丝氨酸 E.coli BAsp 羟基天冬氨酸 胚芽乳杆菌ATCC 8014Leu 2-氨基-4-甲基乙酸 E.coli ATCC 9723Ser 氨基丝氨酸 啤酒足球菌ATCC 8042第42页/共45页第四十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。总 结 氨基酸高产菌株代谢控制发酵基本规律 氨基酸高产菌株代谢控制发酵基本规律1、以合成途径与代谢调控为理论依据2、三类常用突变株 营养缺陷型突变株 解除反馈调节突变株 膜透性突变株 生物素缺陷型、甘油缺陷型、油酸缺陷型、青霉素 生物素缺陷型、甘油缺陷型、油酸缺陷型、青霉素或 或 表面活性剂处理 表面活性剂处理第43页/共45页第四十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。思考题nn 控制代谢发酵的基本方法第44页/共45页第四十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。