發(fā)酵機制-賴氨酸發(fā)酵機制13-14節(jié)

1、細菌賴氨酸生物合成途徑,二、賴氨酸發(fā)酵機理,在大腸桿菌中有三種AK同功酶,代謝調(diào)控復雜,生產(chǎn)上一般不用大腸桿菌. 以黃色短桿菌合成賴氨酸為例: 天冬氨酸 天冬氨酸激酶（AK） 天冬氨酸-半醛 高絲氨酸脫氫酶 DDP合成酶 高絲氨酸 高絲氨酸激酶 琥珀酰高絲氨酸 L-蘇氨酸 合成酶 賴氨酸 蘇氨酸脫H酶 L-異亮氨酸 L- 蛋氨酸,黃色短桿菌中天冬氨酸的合成機制,賴氨酸合成調(diào)節(jié)機制,1. 天冬氨酸激酶(AK)為關(guān)鍵酶，在大腸桿菌中有三種同功酶？。 AK1 受蘇氨酸和異亮氨酸的協(xié)調(diào)反饋抑制和阻遏； AK2 受 蛋氨酸反饋阻遏； AK3 受 賴氨酸反饋抑制和阻遏。 2. 天冬氨酸-半醛脫氫酶受賴氨酸

2、不完全抑制 二氫吡啶二羧酸合成酶(DDP)等受賴氨酸反饋抑制 二氨基庚二酸脫羧酶受賴氨酸阻遏 3. 高絲氨酸脫氫酶（HD）為兩種同功酶, HD1受蘇氨酸反饋抑制, HD2受蛋氨酸阻遏。且AK1與HD1, AK2與HD2為同一蛋白攜帶的雙功能酶？,賴氨酸合成調(diào)節(jié)機制,4. 異亮氨酸合成途徑中，異亮氨酸反饋抑制和阻遏蘇氨酸脫氨酶 高絲氨酸脫氫酶活性比二氫吡啶二羧酸合成酶高15倍，使代謝優(yōu)先向合成高絲氨酸方向 琥珀酰高絲氨酸合成酶活性高于 高絲氨酸激酶而優(yōu)先合成蛋氨酸 5.圖5-13的逆轉(zhuǎn)反饋抑制(代謝互鎖):乙酰CoA解除 磷酸烯醇丙酮酸羧化酶受草酰乙酸的抑制, 即存在分支途徑的一種產(chǎn)物，能夠解除

3、另一分支途徑中其產(chǎn)物對自身酶的反饋抑制,黃色短桿菌中天冬氨酸的合成機制,故當?shù)鞍彼徇^剩，阻遏琥珀酰高絲氨酸合成酶，合成轉(zhuǎn)向蘇氨酸方向. 當異亮氨酸過剩，反饋抑制蘇氨酸脫氫酶,積累蘇氨酸. 當蘇氨酸過剩，反饋抑制高絲氨酸脫氫酶，轉(zhuǎn)向合成賴氨酸. 當賴氨酸過剩和蘇氨酸協(xié)同反饋抑制天冬氨酸激酶，而終止整個反應.,賴氨酸發(fā)酵機理分析,在大腸桿菌中有三種AK同功酶,代謝調(diào)控復雜,生產(chǎn)上一般不用大腸桿菌. 以黃色短桿菌合成賴氨酸為例: 天冬氨酸 天冬氨酸激酶 天冬氨酸-半醛 高絲氨酸脫氫酶 DDP合成酶 高絲氨酸 高絲氨酸激酶 琥珀酰高絲氨酸 L-蘇氨酸 合成酶 賴氨酸 蘇氨酸脫H酶 L-異亮氨酸 L-

4、蛋氨酸,賴氨酸育種途徑,微生物產(chǎn)生賴氨酸機制復雜，多樣. 1. 滲漏缺陷型(不完全切斷支路代謝) ，即降低不需要的酶活,而進一步提高所需要的酶活. 2. 切斷支路代謝選育高絲氨酸缺陷型(完全切斷支路代謝). 3.選育抗結(jié)構(gòu)類似物突變株遺傳性地解除代謝過程的抑制或阻遏作用.,賴氨酸育種,4.解除代謝互鎖, 例如賴氨酸合成受亮氨酸阻遏.故采用亮氨酸缺陷菌株,抗亮氨酸突變菌株或用苯醌等處理得到亮氨酸滲漏缺陷型菌株. 5.增加前體物合成和阻塞副產(chǎn)物生成, 從生產(chǎn)速度和提高產(chǎn)率角度分析,可應用合適的前體物合成途徑. 6.改善細胞膜的透性, 選育主動運輸性強的菌株。 在此利用谷氨酸發(fā)酵改善細胞膜的透性方法是否可行? GA棒桿菌以糖蜜發(fā)酵賴氨酸時，加入紅霉素，產(chǎn)量從40.1g/L升至55.8g/L。 7. 溫度敏感突變株,即高溫使分支途徑酶失活而促進主產(chǎn)物的合成.,賴氨酸育種,8. 用細胞工程、原生質(zhì)體融合技術(shù).得到耗糖快,發(fā)酵速度快,可提高賴氨酸產(chǎn)量的菌株. 基因工程, 提高關(guān)鍵酶活性,促進產(chǎn)物合成 9. 防止賴氨酸菌回復突變的措施： （1）選擇性能穩(wěn)定的菌株; （2）增加遺傳標記,如缺陷型采用二個以上的缺陷,抗性采用兩個以上的抗性;,（3）缺陷型菌種保