其他氨基酸发酵

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1、第二节其他氨基酸发酵氨基酸的生物合成氨基酸生产工艺按照起始物可将氨基酸的合成分成几个家族：1.谷氨酸族（α-酮戊二酸族）谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、赖氨酸和脯氨酸；2.丙酮酸族：丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸；3.天冬氨酸族（草酰乙酸族）天冬氨酸、天冬酰胺、苏氨酸和异亮氨酸；4.磷酸甘油酸族:甘氨酸、丝氨酸和半胱氨酸；5.芳香族：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸；另外，组氨酸的合成为单独的一条途径。氨基酸生物合成的调节机制反馈抑制与优先合成氨基酸生物合成的基本调节机制有反馈抑制与在合成途径分支点处的优先合成。反馈抑制：A→B→C→DED优先合成：A→B→CFG2）顺序控制EDA

2、→B→CFGA→B→C→D1）终产物控制催化分支合成途径共同部分的初始酶，在仅一种氨基酸终产物过剩时，完全不受或微弱或部分地反馈抑制（或阻遏），只是在多数终产物共存下才强烈地控制。有以下几种情况：①协同（或多价）反馈抑制②合作（或增效）反馈抑制③同功酶控制④积累反馈抑制生产公司及国别Archer Daniels Midland Company (USA)BiokyowaIncorporated    Heartland Lysine, Inc.法国欧洲氨基酸公司意大利Bio-Italia S.P.A斯罗法克     俄罗斯      日本味之素公司  

3、   印度尼西亚   韩国      泰国生产能力(t/a)12000013600200005000015000100001600015000200003000010000备注日本公司在美国的工厂 日本公司在美国的工厂与德国Degussa合资工厂一、赖氨酸发酵我国赖氨酸主要生产单位及生产能力企业名称生产能力(t/a)原料路线广西桂元赖氨酸有限责任公司(原广西赖氨酸厂)10000糖蜜，1997年底扩建完成川化味之素有限公司10000玉米淀粉，1997底扩建完成福建大泉赖氨酸公司6500玉米淀粉吉林长春大成生化工程开发有限公司15000引进技术，2000年建

4、成谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌和乳糖发酵短杆菌突变类型：缺陷型、敏感型、抗结构类似物和组合型突变株。1.天冬氨酸族生物合成途径天冬氨酸族氨基酸合成可以以草酰乙酸或天冬氨酸为原料，合成苏氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸。甲硫氨酸琥珀酰高丝氨酸合成酶草酰乙酸→天冬氨酸→天冬氨酸磷酸→天冬氨酸-β-半醛→高丝氨酸→苏氨酸DAP合成酶异亮氨酸二氨基庚二酸→赖氨酸2.天冬氨酸族生物合成的代谢调节机制在细菌中，虽然天冬氨酸族氨基酸生物合成途径是相同的，但是其代谢调节机制是多种多样的。1）大肠杆菌K12(同功酶调节)①天冬氨酸激酶(三个)②天冬氨酸-β-半醛脱氢酶(两个)③DAP合成酶（

5、赖氨酸分支的第一个酶）④高丝氨酸合成酶（HD）（通向苏氨酸、蛋氨酸分支的第一个酶）2）黄色短杆菌(协同反馈抑制)赖氨酸生物合成调节机制中天冬氨酸激酶只有一种。3）乳糖发酵短杆菌赖氨酸合成调节微生物赖氨酸合成途径不同：1）为经过二氨基庚二酸的生物合成途径，如细菌，DAP；2）是AAA，酵母菌、霉菌经过α-氨基己二酸AAA途径合成赖氨酸。3.赖氨酸生产菌的育种途径出发菌株的选择：要求代谢比较简单的细菌（如黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳酸发酵短杆菌等）1）优先合成的转换：渗漏缺陷型的选育。2）切断支路代谢：营养缺陷型的选育。3）抗结构类似物突变株的选育（代谢调节突变）

6、。4）代谢互锁解除代谢互锁的方法：①选育亮氨酸缺陷型菌株，或者以抗AEC的赖氨酸的生产菌为出发菌株，经诱变得到抗AEC兼亮氨酸缺陷型菌株。②选育抗亮氨酸结构类似物的突变株，从遗传上解除亮氨酸对DAP合成酶的阻遏。③选育对苯醌或喹啉衍生物敏感菌株，这是一种寻找亮氨酸渗漏缺陷型菌株的有效方法。5）增加前体物的生物合成和阻塞产物的生成6）改变细胞膜的透过性7）选育温度敏感突变株8）应用细胞工程和遗传工程育种9）防止高产菌株回复突变4.赖氨酸发酵条件控制溶氧：不足，赖氨酸生产受到不可逆抑制；PH：补加氨水；温度：32℃；前体：甘氨酸或丝氨酸。（短小假单胞菌）二、苏氨酸

7、的发酵生产具有多重标记的缺陷型菌株苏氨酸结构类似物抗性菌株（AHVr）三、异亮氨酸、亮氨酸生产工艺1.异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸的生物合成途径：图23-42.异亮氨酸发酵两种方法：添加前体发酵法和直接发酵法添加前体发酵法：苏氨酸脱水酶受异亮氨酸的反馈抑制；添加前体物质D-苏氨酸、α-酮基异戊酸；绕过异亮氨酸对苏氨酸脱水酶的反馈抑制。直接发酵法：抗反馈调节突变株，解除对苏氨酸脱水酶的反馈抑制。四、新种分离与筛选的步骤调查研究（包括资料查阅）试验方案设计含微生物样品的采集（如何使样品中含所需微生物的可能性大？）样品预处理菌种分离根据目的菌株及其产物特点分选择性分离方

8、法随机分离方法(定向筛选←选择压力)(