发酵机制-赖氨酸发酵机制13-14节

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,细菌赖氨酸生物合成途径,二、赖氨酸发酵机理,在大肠杆菌中有三种,AK,同功酶,代谢调控复杂,生产上一般不用大肠杆菌,.,以黄色短杆菌合成赖氨酸为例,:,天冬氨酸,天冬氨酸激酶（,AK,）,天冬氨酸,-,-,半醛,高丝,氨酸脱氢酶,DDP,合成酶,高丝,氨酸,高丝,氨酸激酶,琥珀酰,高丝,氨酸,L-,苏,氨酸,合成酶,赖氨酸,苏,氨酸脱,H,酶,L-,异亮,氨酸,L-,蛋氨酸,黄色短杆菌中天冬氨酸的合成机制,赖氨酸合成调节机制,1.,天冬氨酸激酶,(AK),为关键酶，在,大肠杆菌中,有三种,同功酶？,。,AK1,受,苏,氨酸和异亮氨酸的协调反馈抑制和阻遏；,AK2,受 蛋氨酸反馈阻遏；,AK3,受 赖氨酸反馈抑制和阻遏。,2.,天冬氨酸,-,-,半醛,脱氢酶受赖氨酸,不完全抑制,二氢吡啶二羧酸合成酶,(DDP),等受赖氨酸反馈抑制,二氨基庚二酸脱羧酶受赖氨酸阻遏,3.,高丝,氨酸脱氢酶（,HD,）为两种,同功酶,HD1,受,苏,氨酸反馈抑制,HD2,受蛋氨酸阻遏。且,AK1,与,HD1,AK2,与,HD2,为同一蛋白携带的,双功能酶？,赖氨酸合成调节机制,4.,异亮氨酸合成途径中，异亮氨酸反馈抑制和阻遏,苏,氨酸脱氨酶,高丝,氨酸脱氢酶活性,比二氢吡啶二羧酸合成酶高,15,倍，使,代谢优先,向合成,高丝,氨酸方向,琥珀酰,高丝,氨酸合成酶活性高于,高丝,氨酸激酶而优先合成蛋氨酸,5.,图,5-13,的逆转反馈抑制,(,代谢互锁,):,乙酰,CoA,解除,磷酸烯醇丙酮酸羧化酶,受,草酰乙酸,的抑制,即存在分支途径的一种产物，能够解除另一分支途径中其产物对自身酶的反馈抑制,黄色短杆菌中天冬氨酸的合成机制,故当,蛋氨酸,过剩，阻遏琥珀酰,高丝,氨酸合成酶，合成转向,苏,氨酸,方向,.,当,异亮氨酸,过剩，反馈抑制,苏,氨酸脱氢酶,积累,苏,氨酸,.,当,苏,氨酸,过剩，反馈抑制,高丝,氨酸脱氢酶，转向合成,赖氨酸,.,当赖氨酸过剩和,苏,氨酸,协同反馈抑制,天冬氨酸激酶，而终止整个反应,.,赖氨酸发酵机理分析,在大肠杆菌中有三种,AK,同功酶,代谢调控复杂,生产上一般不用大肠杆菌,.,以黄色短杆菌合成赖氨酸为例,:,天冬氨酸,天冬氨酸激酶,天冬氨酸,-,-,半醛,高丝,氨酸脱氢酶,DDP,合成酶,高丝,氨酸,高丝,氨酸激酶,琥珀酰,高丝,氨酸,L-,苏,氨酸,合成酶,赖氨酸,苏,氨酸脱,H,酶,L-,异亮,氨酸,L-,蛋氨酸,赖氨酸育种途径,微生物产生赖氨酸机制复杂，多样,.,1.,渗漏缺陷型,(,不完全切断支路代谢,),，即降低不需要的酶活,而进一步提高所需要的酶活,.,2.,切断支路代谢,选育,高丝氨酸缺陷型,(,完全切断支路代谢,).,3.,选育,抗结构类似物突变株,遗传性地解除代谢过程的抑制或阻遏作用,.,赖氨酸育种,4.,解除代谢互锁,例如赖氨酸合成受亮氨酸阻遏,.,故采用亮氨酸缺陷菌株,抗亮氨酸突变菌株或用苯醌等处理得到亮氨酸渗漏缺陷型菌株,.,5.,增加前体物合,成和阻塞副产物生成,从生产速度和提高产率角度分析,可应用合适的前体物合成途径,.,6.,改善细胞膜的透性,选育主动运输性强的菌株。在此利用谷氨酸发酵改善细胞膜的透性方法是否可行,?GA,棒杆菌以糖蜜发酵赖氨酸时，加入红霉素，产量从,40.1g/L,升至,55.8g/L,。,7.,温度敏感突变株,即高温使分支途径酶失活而促进主产物的合成,.,赖氨酸育种,8.,用,细胞工程,、,原生质体融合,技术,.,得到耗糖快,发酵速度快,可提高赖氨酸产量的菌株,.,基因工程,提高关键酶活性,促进产物合成,9.,防止赖氨酸菌回复突变的措施：（,1,）选择性能稳定的菌株,;,（,2,）增加遗传标记,如缺陷型采用二个以上的缺陷,抗性采用两个以上的抗性,;,（,3,）缺陷型菌种保藏与培养时，保证所缺的营养要丰富,;,（,4,）抗性菌要在培养基中添加所抗的类似物；（,5,）利用生产菌耐某些抗生素的特性，添加一定的抗生素防止回复突变,.,