《代谢控制和育种》ppt课件

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1、7工业微生物代谢控制育种第四节代谢调节控制育种第四节代谢调节控制育种代谢调节控制育种通过特定突变型的选育，达到改变代谢通路、降低支路代谢终产物的产生或切断支路代谢途径及提高细胞膜的透性，使代谢流向目的产物积累方向进行。抗反馈调节突变株选育4.1组成型突变株的选育l1.概念：指操纵基因或调节基因突变引起酶合成诱导机制失灵，菌株不经诱导也能合成酶、或不受终产物阻遏的调节突变型。l调节基因突变，致使不能形成活性化的阻抑物；l操纵基因突变，丧失和阻抑物结合的亲和力。因此，可以利用一些易同化碳源或价廉易得的碳源作为基质生产所需的诱导酶类。l2.筛选方法及实例l(1)限量诱导物恒化培养l(2)循环培养l(

2、3)鉴别性培养基的利用l(4)筛选4.1组成型突变株的选育2.筛选方法及实例(1)限量诱导物恒化培养将野生型菌种经诱变后移接到低浓度诱导物的恒化器中连续培养由于底物浓度低到对野突变株由于不经诱导即生型不发生诱导作用，可产生诱导酶而利用底所以诱导型的野生菌不物，因而得以生长成为能生长组成型菌株4.1组成型突变株的选育2.筛选方法及实例交替(2)循环培养连续含有诱导物循不含诱导物的培养基环的培养基培养由于组成型突变株在两种培养基上都能产酶，生长逐渐占优势4.1组成型突变株的选育2.筛选方法及实例(3)鉴别性培养基的利用甘油作惟一碳源涂布诱变孢子喷上O-硝基苯酚-悬液β-D-半乳糖苷(ONPG)组成

3、型诱导型4.1组成型突变株的选育2.筛选方法及实例(4)筛选l经诱变剂处理后的菌体移接到含有诱导能力低，但能作为良好碳源的诱导物的培养基中培养，突变体能良好生长，野生型不能生长。l例如：利用苯-β-半乳糖(PG)筛选β-半乳糖苷酶组成型突变株。4.2抗分解调节突变株的选育l概念：抗分解阻遏和抗分解抑制的突变株。l分解代谢阻遏现象：在初级或次级代谢中都存在，其含义是指代谢过程中酶的合成往往受高浓度的葡萄糖或其他易分解利用的碳源或氮源所抑制。l选育抗分解调节突变株(如碳源、氮源或磷酸盐分解调节)，其实就是筛选合成酶的产生不受碳、氮、磷的代谢阻遏或抑制的突变株，使抗生素提前到菌体生长期开始合成，延长

4、产抗期以提高产量。二、抗分解调节突变株的选育抗分解阻遏、抗分解抑制（一）解除碳源调节突变株的选育（二）……氮源……（三）……磷酸盐……4.2抗分解调节突变株的选育1.解除碳源调节突变株的选育筛选此类突变株的目的§由于葡萄糖分解产物的积累，阻遏抗生素合成的关键酶，从而抑制抗生素的合成。在实际生产中，采用流加葡萄糖或应用混合碳源可以控制分解中间产物的累积来减少不利影响，但最根本的办法则是筛选抗碳源分解调节突变株，以解除上述调节机制，达到增产的目的。筛选方法与实例§(1)循环培养法§(2)鉴别性培养基§(3)特殊氮源§(4)葡萄糖结构类似物4.2抗分解调节突变株的选育1.解除碳源调节突变株的选育(1

5、)循环培养法交替快速利用的培慢速利用的碳源培养基养碳源培养基突变型解除了阻遏现象，在乳糖的培养基上比野生型生长速度快，4.2抗分解调节突变株的选育1.解除碳源调节突变株的选育含有葡萄糖(2)鉴别性培养基的琼脂平板涂布诱变后的喷上O-硝基苯酚-菌体β-D-半乳糖苷(ONPG)突变型野生型4.2抗分解调节突变株的选育1.解除碳源调节突变株的选育(3)特殊氮源l用葡萄糖为碳源，受阻遏酶的底物作为惟一氮源配制成培养基，连续移接诱变后的产气杆菌(Aerobactersaerogenes)，可以筛选出不受葡萄糖阻遏的组氨酸酶突变株。4.2抗分解调节突变株的选育1.解除碳源调节突变株的选育(4)葡萄糖结构类

6、似物l①特性：2-dG和3-mG既不被微生物代谢又具有分解阻遏作用，因此可用来筛选抗分解阻遏的突变株。2-dG3-mG4.葡萄糖结构类似物-------（1）筛选方法诱变抗2-dG或出发菌株涂琼脂平板低浓度2-dG或3-mG3-mG一种特殊碳源菌落优势生长经诱导酶水解才能利用野生型菌株淘汰4.2抗分解调节突变株的选育1.解除碳源调节突变株的选育(4)葡萄糖结构类似物l②筛选方法l培养基要求含低浓度2-dG或3-mG及一种生长碳源，该碳源必须经相应的诱导酶水解才能被微生物同化利用。l③抗性突变株的性质l应用2-dG或3-mG不仅可以定向选育分解阻遏脱敏突变株，也可有效地分离到高产菌株。4.2抗分

7、解调节突变株的选育2.解除氮源分解调节突变株的选育l氮源分解调节：指含氮产物的酶受快速利用的氮源阻遏。l类型：细菌、酵母、霉菌等微生物对初级代谢产物的氮降解物具有调节作用。次级代谢的氮降解物的阻遏主要指铵盐和其他快速利用的氮源对抗生素生物合成具有分解调节作用。l实例：筛选芽孢杆菌中耐氨基酸菌株，是提高蛋白酶产量的一种有效方法。二、抗分解调节突变株的选育（三）解除磷酸盐调节突变株的选育初级代谢必须过