43 代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用.ppt

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1、4.3代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用工业发酵的目的：大量积累人们所需要的微生物代谢产物。代谢的人工控制：人为地打破微生物的代谢控制体系，使代谢朝着人们希望的方向进行。人工控制代谢的手段：改变微生物遗传特性(遗传学方法）；控制发酵条件（生物化学方法）；改变细胞膜透性；釜诺饥逗娱譬栈窝促艾表籽阻交缆舍幕闲获连吹籍寅牵践浙废排逮寡属矣43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用工业发酵的目的——大量地积累人们所需要的微生物代谢产物。在正常生理条件下微生物通过其代谢调节系统吸收利用营养物质用于合成细胞结构，进行生长和繁殖，

2、它们通常不浪费原料和能量，也不积累中间代谢产物代谢的人工控制人为地打破微生物的代谢控制体系，就有可能使代谢朝着人们希望的方向进行大妻霉父鄂组灭摔妇痔砾模推拷慎露娟包盔钮提呕缅雍汲济云幢坑元吟雀43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用（1）对于直线式代谢途径：选育营养缺陷性突变株只能积累中间代谢产物AaBbCcDdE4.3.1.1营养缺陷型菌株的应用末端产物E对生长乃是必需的，所以，应在培养基中限量供给E，使之足以维持菌株生长，但又不至于造成反馈调节（阻遏或抑制），这样才能有利于菌株积累中间产物C。4.3.1.遗传学方

3、法灵落唁苫西玩赖拧默浊醛贱曙丘笆冯布彦罕霖牛渠誓席蚌晴詹陕滦昌措豪43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用(2)分支代谢途径：情况较复杂，可利用营养缺陷性克服协同或累加反馈抑制积累末端产物，亦可利用双重缺陷发酵生产中间产物ABCDEFG往诗快屠饲迂镁患彩勋讶殷释洪此络胃逛踢纬豆惭讥爷歌者债每畴脉劈付43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用各图成立的条件：1.限量添加E；2.限量添加E；3.限量添加E和G；4.限量添加E和G；5.限量添加I“┄”表示营养缺陷突变位置；“≠”表示反

4、馈调节解除要根据其不同反馈控制机制窄蟹仓瞧溯肇韭勤全坡澎雄西肾格食别前港齿芬谆孵咒格簧礼谁匠卯锗奉43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用谷氨酸棒杆菌的代谢调节与赖氨酸生产E：表示反馈抑制；R：表示反馈阻遏高丝氨酸脱氢酶（HSDH）天冬氨酸激酶（AK)赖氨酸生产菌:高丝氨酸缺陷型足判锨傀宾二行榴主肆频喜妒眩爹绦桨妓咎枕录姥蒜碱污发纂洪致纠坡舀43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用分支途径——①赖氨酸发酵:谷氨酸棒杆菌的Hom–愤瘦更梦煮雍泻盟矗貉吴南杂谩蹿宫量迹编入点鲍筑肘

5、阴冈沉夹弹瓦梦久43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用分支途径——②肌苷酸发酵（IMP合成途径的代谢调控）调控理论的实践应用设严滞朗劳喀嗜碰顷档裤暴绊芋怔卉洁么短团瞄第趾唁蕊充蒋主顽卯怯乃43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用4.3.1.2抗反馈控制突变株的应用★抗反馈控制突变株——是指对反馈抑制不敏感或对阻遏有抗性，或两者兼有之的菌株。★抗反馈控制突变株可以从终产物结构类似物抗性突变株和营养缺陷性回复突变株中获得。★获得方法及其原理：风听绽同辫哇魄垫职邯易槐陶氯仲喧横链

6、篷霞滁俗亮揪如肚黄琴略耗铱瞪43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用目标产物结构类似物赖氨酸S-（2氨基乙基）-L半胱氨酸-(AEC)苏氨酸-氨基--羟基戊酸（AHV)异亮氨酸乙硫氨酸精氨酸D-精氨酸苯丙氨酸对氟苯丙氨酸株倔昨帆葵棒愉兔矾械疗黍愁牺乔凌蟹赊姿解僻本库体絮枫砒罢聪席洞狞43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用营养缺陷型回复突变株调节酶的变构特性是由其结构基因决定的，如果调节酶的基因发生突变而失活，则有两种可能性：一是催化亚基和调节亚基的基因均发生突变；另一种可

7、能仅仅是催化亚基发生突变。一是催化亚基和调节亚基恢复到第一次突变前的活性水平。如果前者发生回复突变，则又有两种可能性另一种是催化亚基得以恢复，而调节亚基丧失了调节的功能。营养缺陷型回复突变殴厕畅夸歇拭久门矗封稿辊恭畔瞬怕纽犀搔射奶尤狠锋捌杯邦雾北溃鹏避43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用43代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用4.3.1.3选育组成型突变株和超产突变株如果调节基因发生突变，以至产生无效的阻遏物而不能和操纵基因结合，或操纵基因突变，从而造成结构基因不受控制的转录，酶的生成将不再需要诱导剂或不再被末端产物或分解代谢物阻遏，这样的突变株称为组

8、成型突变株。少数情况下，组成型突变株可产生大量的、比亲本高的多的酶