《在无氧条》PPT课件

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1、在无氧条件下①在乳酸菌中，受乳酸脱氢酶作用，丙酮酸作为受氢体而被还原为乳酸，即为同型乳酸发酵②在酵母个，在丙酮酸脱羧酶作用下，丙酮酸脱羧生成乙醛，后者在乙醇脱氢酶作用下，乙醛为受氢体被还原成乙醇，即酒精发酵③在梭状芽孢杆菌中，丙酮酸脱梭生成乙酰CoA。然后经一系列变化生成丁酰CoA、丁醛，两者作为受氢体被还原为丁醇。生成物还有丙酮、乙醇，称为丙酮丁醇发酵一、糖嫌气性发酵产品第十二章工业微生物发酵产品调节点主要在三个激酶，即己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。它们是糖酵解途径中的关键酶，是糖酵解途径的三个不可逆步骤糖代谢的调节主要是能荷的控制能荷=ATPATP抑制

2、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性，使酵解减少当需能反应加强，ATP分解为ADPI和AMPATPADP、AMP增加、ATP的抑制作用被解除，同时ADP、AMP激活已糖激酶和磷酸果糖激酶乙醇生成机制在好气条件下，酵母发酵能力降低（呼吸抑制发酵）巴斯德效应能荷调节甘油为合成机制酵母在一定条件下培养，可以利用糖分生成甘油酵母的第二型发酵加入亚硫酸氢钠，与乙醛起加成作用生成难溶的乙醛亚硫酸氢钠加成物酵母的第三型发酵当酵母在碱性条件(pH7.6)进行发酵，二个分子乙醛起歧化反应，相互氧化还原，生成等量的乙醇和乙酸二、柠檬酸发酵主要生产菌：黑曲霉黑曲霉糖质发酵柠檬酸证明生产菌（

3、黑曲霉）中80%的糖代谢走EMP途径生产菌中存在TCA的酶系，故有TCA存在草酰乙酸的来源不是由TCA供应，而是由2个CO2固定提供，故CO2固定对柠檬酸合成必不可少。由于不存在苹果酸脱氢酶丙酮酸羧化酶PEP羧激酶生物合成途径（无碳原子损失）理论转化率：106.7%C6H8O7H2O理论转化率：116.7%能量平衡EMP中底物水平磷酸化2ATPEMP途径2NADH丙酮酸氧化脱羧2NADH可以满足生产菌的维持能量消耗，不需要消耗C源经TCA来产能柠檬酸合成的代谢调节第一个调节酶是磷酸果糖激酶（PFK）Δ柠檬酸和ATP对该酶有抑制生产菌需要解除该抑制作用AMP、无机

4、磷以及NH4+对该酶有活化作用NH4+有效解除柠檬酸和ATP对该酶有抑制，故生产上通过添加铵盐来提高柠檬酸产量ΔMn2+的影响：Mn2+缺乏菌体的TCA酶活下降Mn2+缺乏可能干扰蛋白质合成，导致蛋白质分解NH4+水平升高减少柠檬酸对该酶的抑制第二个调节点：CO2固定的酶活力高，保证草酰乙酸的供应第三个调节点：TCA环上调节柠檬酸合成酶：许多细胞中该酶是TCA的调节酶，但在黑曲霉中此酶无调节作用顺乌头酸水合酶：理论上此酶失活TCA环阻断积累柠檬酸顺乌头酸水合酶需要Fe2+故在发酵液中添加黄血盐络合Fe2+阻断TCA环，积累柠檬酸黑曲霉乌头酸水合酶存在于线粒体中，

5、它催化的反应存在着柠檬酸：异柠檬酸：顺式乌头酸=90：7：3的平衡关系；黑曲霉对辅酶NAD+专一性的异柠檬酸脱氢酶活力很低，却有三种依赖于辅酶NADP+的异柠檬酸脱氢酶，其中的两种与存在于线粒体的酶及TCA循环有关，它们受到生理浓度柠檬酸的抑制。为什么在A.nigar中异柠檬酸不会进一步分解及柠檬酸的积累机制？三、谷氨酸的发酵1.谷氨酸生产菌中存在2个糖酵解途径EMP/HMP生物素参与糖代谢作用：增加糖代谢的速度而丙酮酸氧化脱羧的速度未改变丙酮酸积累乳酸积累2.α-酮戊二酸脱氢酶缺失TCA环阻断，α-酮戊二酸积累3.四碳二羧酸的来源Δ在生产菌中检出CO2固定反应

6、酶活性磷酸烯醇丙酮酸(PEF)羧化酶和苹果酸酶谷氨酸对糖的转化率达到81.7%ΔDCA循环标志酶：异柠檬酸裂解酶在谷氨酸发酵中，DCA环一方面可以作为TCA循环有缺陷时C4二羧酸的补充在谷氨基酸生产菌的生长中提供能量作用谷氨酸生成期中要封闭DCA环？通过DCA环提供C4二羧酸时谷氨酸对糖的转化率仅为54.4%4.异柠檬酸脱氢酶活力强提供NADPH,用于还原α-酮戊二酸生成谷氨酸，形成氧化还原共扼体系5.氨的导入合成谷氨酸的反应有3种：α-酮戊二酸+NH4+NADPH+谷氨酸H2ONADP++谷氨酸脱氢酶α-酮戊二酸+天冬氨酸或丙氨酸谷氨酸转氨酶谷氨酸α-酮戊二酸

7、+α-酮戊二酸+谷氨酰胺NADPH+2谷氨酸NADP+谷氨酸合成酶生产菌中谷氨酸转氨酶活力低，转氨作用可以不考虑谷氨酸合成酶由于不受高浓度谷氨酸抑制，其作用值得重视谷氨酸脱氢酶是合成积累谷氨酸的主要酶氨的导入时生物素缺乏，NH4+影响糖代谢速度：提高糖代谢速度高效合成谷氨酸生物素充足时，NH4+不影响糖代谢速度6.谷氨酸合成的调节机制谷aa比天冬aa优先合成谷aa脱氢酶谷aa对其反馈抑制和反馈阻遏柠檬酸合成酶TCA的关键酶，受能荷调节，谷aa反馈阻遏，乌头酸反馈抑制异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸反馈抑制α-酮戊二酸脱氢酶先天丧失或微弱PEP受天冬aa反馈抑制，受谷a

8、a和天冬aa反馈阻遏7.