芳香族氨基酸发酵ppt课件

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1、芳香族氨基酸发酵的生物合成途径及代谢调节机制，以及生产目录一、芳香族氨基酸性质简介二、芳香族氨基酸的生物合成途径三、芳香族氨基酸的代谢调控机制四、色氨酸发酵机制五、色氨酸的生产六、苯丙氨酸和酪氨酸发酵机制七、苯丙氨酸的工业生产八、酪氨酸代谢调控机制九、酪氨酸的生产一、芳香族氨基酸性质简介芳香族氨基酸---------分子中都含有苯环1、色氨酸Trp结构式：性质：白色至黄白色晶体或结晶性粉末。无臭或微臭，稍有苦味。熔点289℃，长时间光照则着色。与水共热产生少量吲哚。如在氢氧化钠、硫酸铜存在下加热，则产生多量吲哚。色氨酸与酸在暗处加热，较稳定。

2、与其他氨基酸、糖类、醛类共存时极易分解。如无烃类共存，与5mol/L氢氧化钠共热至125℃仍稳定。用酸分解蛋白质时，色氨酸完全分解，生成腐黑物。略溶于水（1.1g/100ml，25℃）。2、苯丙氨酸Phe结构式：性质：苯丙氨酸系统命名为“2-氨基苯丙酸”，是α-氨基酸的一种，具有生物活性的光学异构体为L-苯丙氨酸（L-Phenylalanine）比旋光度为-35.1°。苯丙氨酸是人体必需氨基酸之一，常温下为白色结晶或结晶性粉末固体，减压升华，溶于水，难溶于甲醇、乙醇、乙醚。苯丙氨酸广泛用于医药和阿斯巴甜的主要原料。L-苯丙氨酸在生物体内可被辅

3、酶四氢生物喋呤不可逆地转化为L-酪氨酸（L-Tyrosine），后继续分解，经转氨基生成少量苯丙酮酸，但先天性苯丙氨酸羟化酶缺陷患者，苯丙氨酸不能羟化生成酪氨酸，苯丙酮酸生成就增多，在血和尿中出现苯丙酮酸，导致智力发育障碍，称为苯丙酮尿症（PKU），故此类患者应忌食含苯丙氨酸的食品。3、酪氨酸Tyr结构式：性质：学名：2-氨基-3-对羟苯基丙酸。一种含有酚羟基的芳香族极性α氨基酸。L-酪氨酸是组成蛋白质的20种氨基酸中的一种，是哺乳动物的必需氨基酸，又是生酮和生糖氨基酸。符号：Y。酪氨酸是酪氨酸酶单酚酶功能的催化底物，是最终形成优黑素和褐黑素

4、的主要原料。在美白化妆品研发中，可以通过研究合成与酪氨酸竞争的酪氨酸酶结构类似物也可有效地抑制黑素的生成。白癜风患者吃含有酪氨酸的食物可以促进黑色素的形成，减轻白癜风症状。二、芳香族氨基酸的生物合成途径生物合成途径特点：从4-磷酸赤藓糖与磷酸烯醇丙酮酸合成3-脱氧-D-阿拉伯糖型庚酮糖-7-磷酸（DAHP）到分支酸，是Phe、Tyr和Trp的共同途径；从分支酸到预苯酸（PPA），是Phe和Tyr的共同途径；在分枝酸处，倾向于优先合成氨茴酸；在预苯酸处，倾向于优先合成对羟苯丙酮酸。即优先合成顺序是：Trp-Tyr-Phe。三、芳香族氨基酸的代谢

5、调控机制大肠杆菌中有三种DAHP合成酶谷氨酸棒杆菌中，在芳香族氨基酸生物合成途径中受调节控制的关键酶：DAHP合成酶（DS）、分枝酸变位酶（CM）、预苯酸脱氢酶（PD）、预苯酸脱水酶（PT）和氨茴酸合成酶（AS）黄色短杆菌中有一种DAHP合成酶，代谢调节较易控制1、大肠杆菌中芳香族氨基酸生物合成途径与代谢控制①DAHP合成酶②分支酸变位酶③PPA脱氢酶④PPA脱水酶⑤氨茴酸合成酶2、在黄色短杆菌中芳香族氨基酸生物合成的调节机制DS－DAHP合成酶CM－分支酸变位酶PD－预苯酸脱氢酶PT－预苯酸脱水酶AS－氨茴酸合成酶四、色氨酸发酵机制色氨酸生

6、产菌的遗传标记位置色氨酸代谢调控机制（大量生成和积累色氨酸）切断支路代谢，选育苯丙氨酸和酪氨酸双重缺陷型（phe-+tyr-）的突变株；然后遗传性的解除色氨酸自身的反馈抑制和阻遏及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸对DAHP合成酶的反馈调节；选育色氨酸多重结构类似物抗性突变株；在发酵过程中限量添加苯丙氨酸和酪氨酸。五、色氨酸的生产L-色氨酸的生产最早主要是依靠化学合成法和蛋白质水解法制造。随对微生物法生产色氨酸的研究的不断发展，人们开始利用微生物法发酵生产色氨酸。现已走向实用并且处于主导地位。微生物法大体可分为微生物发酵法和酶促转化法。近年来还出现了直

7、接发酵法和化学合成法，直接发酵法和转化法相结合生产色氨酸的研究。另外，基因工程、酶的固定化和高密度培养等技术在微生物育种和酶工业上的应用极大地推动了直接发酵法和酶法生产色氨酸的工业化进程。1、蛋白质水解法L-色氨酸的生产最早主要是依靠蛋白质水解法和化学合成法制造。蛋白质水解法是以毛发、血粉及废蚕丝等蛋白质为原科，通过碱水解法和酶水解法生产L-色氨酸。随着氨基酸生产技术的发展，现在已很少使用该法生产L-色氨酸。2、化学合成法化学合成法就是利用有机合成和化学工程相结合的技术生产或制备氨基酸的方法。DL-色氨酸的化学法合成，大致可分为以吲哚为原料的

8、合成法和以苯肼为原料的合成法两种。Snydcr和MacDonald研究出了一种简单的合成DL-色氨酸的方法，即在乙酸和乙酸酐的存在下利用吲哚和α-乙酰氨基丙烯酸直接