第9章 氨基酸

1、第九章第九章 氨基酸發(fā)酵氨基酸發(fā)酵 第一節(jié)、谷氨酸發(fā)酵第一節(jié)、谷氨酸發(fā)酵 第二節(jié)、賴氨酸發(fā)酵第二節(jié)、賴氨酸發(fā)酵氨基酸的用途氨基酸的用途( (一一) )、在食品工業(yè)中的應(yīng)用、在食品工業(yè)中的應(yīng)用 1 1、強(qiáng)化食品：賴氨酸、色氨酸和蘇氨酸常用于強(qiáng)化食、強(qiáng)化食品：賴氨酸、色氨酸和蘇氨酸常用于強(qiáng)化食品，使小麥、玉米、大米等食物提高營養(yǎng)價(jià)值。品，使小麥、玉米、大米等食物提高營養(yǎng)價(jià)值。 2 2、作為調(diào)味劑：谷氨酸及天門冬氨酸的鈉鹽具有鮮味，、作為調(diào)味劑：谷氨酸及天門冬氨酸的鈉鹽具有鮮味，特別是谷氨酸的一鈉鹽常用作鮮味劑。特別是谷氨酸的一鈉鹽常用作鮮味劑。 3 3、作為人工甜味劑的原料：自從發(fā)現(xiàn)、作為人工甜味

2、劑的原料：自從發(fā)現(xiàn)L-L-天門冬氨酸天門冬氨酸- -L-L-苯丙氨酸甲酯苯丙氨酸甲酯( (APM)APM)的甜味為蔗糖的的甜味為蔗糖的150-200150-200倍倍后，對(duì)天門冬后，對(duì)天門冬氨酸肽類的甜味進(jìn)行了廣泛的研究，其中以氨酸肽類的甜味進(jìn)行了廣泛的研究，其中以L-L-天冬氨酰天冬氨酰- -氨氨基丙二酸蒎醇甲醇二酯基丙二酸蒎醇甲醇二酯具有最大的甜味，為蔗糖的具有最大的甜味，為蔗糖的22000-22000-3320033200倍倍。( (二二) )、在飼料中的應(yīng)用、在飼料中的應(yīng)用 在飼料中添加賴氨酸和蛋氨酸，可加速豬等家畜的生長，在飼料中添加賴氨酸和蛋氨酸，可加速豬等家畜的生長，改良肉的質(zhì)量

3、。蛋氨酸可以提高家禽的產(chǎn)蛋率。改良肉的質(zhì)量。蛋氨酸可以提高家禽的產(chǎn)蛋率。( (三三) )在醫(yī)藥上的應(yīng)用在醫(yī)藥上的應(yīng)用 幾乎所有的氨基酸和它們的鹽類在醫(yī)藥上都可作為注射幾乎所有的氨基酸和它們的鹽類在醫(yī)藥上都可作為注射劑或一般藥物，醫(yī)治各種疾病，各種氨基酸的混合液不但作劑或一般藥物，醫(yī)治各種疾病，各種氨基酸的混合液不但作為營養(yǎng)注射劑或口服液，而且為宇航員、飛行員等的強(qiáng)化劑為營養(yǎng)注射劑或口服液，而且為宇航員、飛行員等的強(qiáng)化劑食品。食品。( (四四) )工業(yè)上的應(yīng)用工業(yè)上的應(yīng)用 聚谷氨酸樹脂的薄膜具有天然的皮革性能，可制耐季節(jié)聚谷氨酸樹脂的薄膜具有天然的皮革性能，可制耐季節(jié)氣候變化的人造皮革和涂料。谷

4、氨酸還可制人造纖維。甘氨氣候變化的人造皮革和涂料。谷氨酸還可制人造纖維。甘氨酸、半胱氨酸、丙氨酸可制表面活性劑、緩沖劑和抗氧劑等。酸、半胱氨酸、丙氨酸可制表面活性劑、緩沖劑和抗氧劑等。氨基酸生產(chǎn)的歷史氨基酸生產(chǎn)的歷史氨基酸生產(chǎn)首先從谷氨酸開始氨基酸生產(chǎn)首先從谷氨酸開始1919l0l0年日本味之素公司采用提取法大量生產(chǎn)味精年日本味之素公司采用提取法大量生產(chǎn)味精19361936年美國從甜菜廢液中提取谷氨酸年美國從甜菜廢液中提取谷氨酸日本在日本在19561956年用糖質(zhì)原料發(fā)酵谷氨酸成功年用糖質(zhì)原料發(fā)酵谷氨酸成功，完全取代了原來，完全取代了原來的水解法。的水解法。19601960年發(fā)酵法生產(chǎn)了賴氨酸

5、，同年用合成法生產(chǎn)年發(fā)酵法生產(chǎn)了賴氨酸，同年用合成法生產(chǎn)dldl蛋氨酸。蛋氨酸。19621962年谷氨酸的合成法生產(chǎn)成功年谷氨酸的合成法生產(chǎn)成功19661966年采用醋酸原料生產(chǎn)谷氨酸，此后石油發(fā)酵谷氨酸、賴年采用醋酸原料生產(chǎn)谷氨酸，此后石油發(fā)酵谷氨酸、賴氨酸、酪氨酸等也獲得成功氨酸、酪氨酸等也獲得成功目前氨基酸幾乎都可應(yīng)用發(fā)酵法生產(chǎn)。目前氨基酸幾乎都可應(yīng)用發(fā)酵法生產(chǎn)。我國味精生產(chǎn)開始于我國味精生產(chǎn)開始于19231923年，上海天廚味精廠最先用水解年，上海天廚味精廠最先用水解法生產(chǎn)法生產(chǎn)19321932年沈陽開始用脫脂豆粉水解生產(chǎn)味精年沈陽開始用脫脂豆粉水解生產(chǎn)味精19641964年上海味精廠

6、和有關(guān)科學(xué)研究單位協(xié)作，開始采用發(fā)年上海味精廠和有關(guān)科學(xué)研究單位協(xié)作，開始采用發(fā)酵法生產(chǎn)味精，現(xiàn)在全國已普遍采用酵法生產(chǎn)味精，現(xiàn)在全國已普遍采用目前我們除味精外，還生產(chǎn)了賴氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、目前我們除味精外，還生產(chǎn)了賴氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸等十多種氨基酸。纈氨酸、蘇氨酸等十多種氨基酸。 第一節(jié)第一節(jié) 谷氨酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵一、概述一、概述二、谷氨酸的生產(chǎn)菌種二、谷氨酸的生產(chǎn)菌種三、谷氨酸的生物合成途徑及谷氨酸積累的條件三、谷氨酸的生物合成途徑及谷氨酸積累的條件四、生物素對(duì)谷氨酸的生物合成的影響四、生物素對(duì)谷氨酸的生物合成的影響五、如何克服生物素過量帶來的問題五、如何克服生物

7、素過量帶來的問題六、其它環(huán)境條件對(duì)谷氨酸合成的影響六、其它環(huán)境條件對(duì)谷氨酸合成的影響七、谷氨酸的提取七、谷氨酸的提取 一、概述一、概述水解法水解法( (如鹽酸水解面筋蛋白質(zhì)、大豆蛋白質(zhì)、玉米蛋白如鹽酸水解面筋蛋白質(zhì)、大豆蛋白質(zhì)、玉米蛋白質(zhì)等質(zhì)等) )從廢液中提取法從廢液中提取法( (如甜菜廢糖蜜中含游離谷氨酸如甜菜廢糖蜜中含游離谷氨酸3.53.5) )6060年代試制過合成法年代試制過合成法( (如以石油裂解氣丙烯為原料合成谷如以石油裂解氣丙烯為原料合成谷氨酸氨酸) )天然氨基酸都為天然氨基酸都為L-L-型，化學(xué)合成法一般產(chǎn)品中除型，化學(xué)合成法一般產(chǎn)品中除L-L-谷氨酸外，還有谷氨酸外，還有D

8、-D-谷氨酸谷氨酸DL-DL-谷氨酸。谷氨酸。這些這些D-D-型的谷氨酸需用型的谷氨酸需用微生物進(jìn)行轉(zhuǎn)化微生物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使成為，使成為L-L-谷氨酸谷氨酸 二、谷氨酸的生產(chǎn)菌種二、谷氨酸的生產(chǎn)菌種 很久以來人們就知道在微生物的培養(yǎng)濾液中有多種氨很久以來人們就知道在微生物的培養(yǎng)濾液中有多種氨基酸存在，有人測試了幾千個(gè)微生物菌株的氨基酸形成的基酸存在，有人測試了幾千個(gè)微生物菌株的氨基酸形成的情況，情況， 發(fā)現(xiàn)大部分菌株在一定條件下能夠向基質(zhì)中分泌氨基發(fā)現(xiàn)大部分菌株在一定條件下能夠向基質(zhì)中分泌氨基酸，其中有些菌株產(chǎn)生谷氨酸較高，隨后進(jìn)行大量的篩選酸，其中有些菌株產(chǎn)生谷氨酸較高，隨后進(jìn)行大量的篩選工作

9、，發(fā)掘的菌種逐漸增多，目前工業(yè)應(yīng)用的谷氨酸產(chǎn)生工作，發(fā)掘的菌種逐漸增多，目前工業(yè)應(yīng)用的谷氨酸產(chǎn)生菌，有下列幾種：菌，有下列幾種：谷氨酸棒狀桿菌（谷氨酸棒狀桿菌（Corynebacterium glutamicum）乳糖發(fā)酵短桿菌（乳糖發(fā)酵短桿菌（Brevibacterium lactofermentum）散枝短桿菌（散枝短桿菌（Brevibacterium divaricatum）黃色短桿菌（黃色短桿菌（Brevibacterium flavum）硫殖短桿菌（硫殖短桿菌（Brevibacterium thiogenitalis）嗜氨小桿菌（嗜氨小桿菌（Microbacterium ammoni

10、aphilum）三、谷氨酸的生物合成途徑及谷氨酸積累的條件三、谷氨酸的生物合成途徑及谷氨酸積累的條件由葡萄糖生物合成檸檬酸的代謝途徑由葡萄糖生物合成檸檬酸的代謝途徑葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛丙酮酸丙酮酸丙氨酸丙氨酸乙酰乙酰CoAHMP乳酸乳酸CO2草酰乙酸草酰乙酸檸檬酸檸檬酸CO2CO23-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA草酰乙酸草酰乙酸 檸檬酸檸檬酸順烏頭酸順烏頭酸異檸檬酸異檸檬酸草酰琥珀酸草酰琥珀酸-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸 乙酰

11、乙酰CoACoA乙醛酸乙醛酸乙酸乙酸乙酰乙酰CoACoA谷氨酸谷氨酸NHNH+ +4 4L-L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶一定的糖酵解速度，不能走向乳酸等合成。一定的糖酵解速度，不能走向乳酸等合成。生成丙酮酸后，一部分氧化脫羧生成乙酰生成丙酮酸后，一部分氧化脫羧生成乙酰CoACoA，一部分固一部分固定定COCO2 2生成草酰乙酸。生成草酰乙酸。生成的乙酰生成的乙酰CoACoA不向脂肪酸合成途徑轉(zhuǎn)化，全部趨于合成不向脂肪酸合成途徑轉(zhuǎn)化，全部趨于合成檸檬酸。檸檬酸。- -酮戊二酸不轉(zhuǎn)化為琥珀酸。酮戊二酸不轉(zhuǎn)化為琥珀酸。異檸檬酸裂解酶活性弱，即不形成乙醛酸環(huán)。異檸檬酸裂解酶活性弱，即不形成乙醛酸環(huán)。異

12、檸檬酸脫氫酶活性強(qiáng)。異檸檬酸脫氫酶活性強(qiáng)。L-L-谷氨酸脫氫酶活性強(qiáng)。谷氨酸脫氫酶活性強(qiáng)。谷氨酸積累的理想條件谷氨酸積累的理想條件 對(duì)于正常生理的微生物，通過自身的代謝調(diào)節(jié)，谷氨對(duì)于正常生理的微生物，通過自身的代謝調(diào)節(jié)，谷氨酸是不能大量在細(xì)胞內(nèi)積累的。酸是不能大量在細(xì)胞內(nèi)積累的。 細(xì)胞膜透性大，生成的谷氨酸分泌于細(xì)胞外，以克服細(xì)胞膜透性大，生成的谷氨酸分泌于細(xì)胞外，以克服終產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié)。終產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié)。 四、生物素對(duì)谷氨酸的生物合成的影響四、生物素對(duì)谷氨酸的生物合成的影響1 1、生物素影響糖酵解的速度、生物素影響糖酵解的速度2 2、生物素影響異檸檬酸裂解酶的活性、生物素影響異檸檬酸裂解酶的

13、活性3 3、生物素是羧化酶的輔基、生物素是羧化酶的輔基4 4、生物素影響細(xì)胞膜的透性、生物素影響細(xì)胞膜的透性CH3COSCoA + ATP + CO2HOOCCH2COSCoA + ADP + Pi乙酰乙酰CoA丙二酰丙二酰CoA乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶生物素生物素Mg2+ 生物素量少，脂肪酸的合成減少，進(jìn)而影響細(xì)胞膜生物素量少，脂肪酸的合成減少，進(jìn)而影響細(xì)胞膜的合成，造成細(xì)胞膜透性大的合成，造成細(xì)胞膜透性大五、如何克服生物素過量帶來的問題五、如何克服生物素過量帶來的問題1 1、選育油酸缺陷型、選育油酸缺陷型2 2、選育甘油缺陷型、選育甘油缺陷型3 3、加入表面活性劑或高級(jí)飽和脂肪酸、加入表

14、面活性劑或高級(jí)飽和脂肪酸4 4、加入青霉素或頭孢菌素、加入青霉素或頭孢菌素C C六、其它環(huán)境條件對(duì)谷氨酸合成的影響六、其它環(huán)境條件對(duì)谷氨酸合成的影響1 1、通氣：加大通氣有利于谷氨酸的合成，通氣不足、通氣：加大通氣有利于谷氨酸的合成，通氣不足轉(zhuǎn)向乳酸的合成。轉(zhuǎn)向乳酸的合成。2 2、溫度：適當(dāng)提高溫度有利于谷氨酸的合成。、溫度：適當(dāng)提高溫度有利于谷氨酸的合成。3 3、氨：、氨：C N=100 0.52 合成菌體合成菌體 C N=100 11 以上合成谷氨酸以上合成谷氨酸 缺乏氨：積累缺乏氨：積累-酮戊二酸酮戊二酸 氨濃度高：谷氨酸進(jìn)一步生成谷氨酰胺氨濃度高：谷氨酸進(jìn)一步生成谷氨酰胺4 4、磷酸鹽

15、：不能太高，否則合成纈氨酸、磷酸鹽：不能太高，否則合成纈氨酸5 5、pH:pH:最適為最適為7.2-7.47.2-7.4。七、谷氨酸合成的提取七、谷氨酸合成的提?。ㄒ唬┑入婞c(diǎn)法：（一）等電點(diǎn)法： 谷氨酸等電點(diǎn)為谷氨酸等電點(diǎn)為3.23.2 工藝如下：工藝如下：發(fā)酵液發(fā)酵液 調(diào)酸至調(diào)酸至pH 4.5繼續(xù)調(diào)酸至繼續(xù)調(diào)酸至pH 3.03.2攪拌攪拌20小時(shí)小時(shí)靜置沉降靜置沉降6小時(shí)小時(shí)離心分離離心分離母液母液谷氨酸谷氨酸 離子交換離子交換（二）（二）離子交換法：離子交換法： 用強(qiáng)酸型陽離子樹脂吸附后，用用強(qiáng)酸型陽離子樹脂吸附后，用4 4的的NaOHNaOH洗脫，洗脫，然然后后樹脂用樹脂用5 5. .4

16、 4的的HClHCl再生。再生。（三）鹽酸鹽法：（三）鹽酸鹽法： 發(fā)酵液中除含谷氨酸外，尚有一定量的發(fā)酵液中除含谷氨酸外，尚有一定量的谷氨酰胺谷氨酰胺及及焦谷氨酸焦谷氨酸，用等電點(diǎn)及離子交換提取均無法回收，可用，用等電點(diǎn)及離子交換提取均無法回收，可用鹽酸水解來提高收率。鹽酸水解來提高收率。鹽酸水解時(shí)也使菌體蛋白水解成氨基酸并可使碳鹽酸水解時(shí)也使菌體蛋白水解成氨基酸并可使碳水比合物破壞，生成腐殖質(zhì)而被除去，提高水解液質(zhì)量。水比合物破壞，生成腐殖質(zhì)而被除去，提高水解液質(zhì)量。 利用谷氨酸鹽在濃鹽酸中溶解度低而將谷氨酸與其利用谷氨酸鹽在濃鹽酸中溶解度低而將谷氨酸與其它雜質(zhì)分離。它雜質(zhì)分離。HCl(%)

17、谷氨酸鹽酸鹽(%)5.3610.7313.4116.0918.1122.3023.8225.7528.6130.5516.147.204.383.322.441.361.100.900.750.71谷氨酸鹽酸鹽的溶解度（20）（四）鋅鹽法：（四）鋅鹽法： 利用谷氨酸鋅在水溶液中的溶解度低的原理，加入硫利用谷氨酸鋅在水溶液中的溶解度低的原理，加入硫酸鋅，當(dāng)溶液中酸鋅，當(dāng)溶液中pHpH為為6.36.3時(shí)，生成谷氨酸鋅沉淀，然后加熱，時(shí)，生成谷氨酸鋅沉淀，然后加熱，調(diào)調(diào)pHpH至至2.42.42.62.6，分離出谷氨酸。，分離出谷氨酸。 第二節(jié)第二節(jié) 賴氨酸發(fā)酵賴氨酸發(fā)酵一、賴氨酸的生產(chǎn)方法一、賴氨

18、酸的生產(chǎn)方法二、賴氨酸的生物合成途徑二、賴氨酸的生物合成途徑三、二氨基庚二酸途徑的調(diào)節(jié)三、二氨基庚二酸途徑的調(diào)節(jié)四、賴氨酸的菌種選育四、賴氨酸的菌種選育五、賴氨酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝五、賴氨酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝六、賴氨酸的提取六、賴氨酸的提取一、賴氨酸的生產(chǎn)方法一、賴氨酸的生產(chǎn)方法 （一）、提取法（一）、提取法 自乳酪素或血粉中提取，乳酪素或血粉經(jīng)鹽酸或硫酸水自乳酪素或血粉中提取，乳酪素或血粉經(jīng)鹽酸或硫酸水解、濃縮等工序后，在解、濃縮等工序后，在pH l.8-2.0pH l.8-2.0時(shí)以強(qiáng)酸性陽離子交換樹時(shí)以強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂吸附、氨水洗脫，或苦味酸沉淀等方法獲得賴氨酸結(jié)晶。脂吸附、氨水洗脫，或苦味酸沉

19、淀等方法獲得賴氨酸結(jié)晶。 （二）、合成法（二）、合成法 化學(xué)法合成化學(xué)法合成 - -賴氨酸的工藝很多，用于工業(yè)化的生產(chǎn)賴氨酸的工藝很多，用于工業(yè)化的生產(chǎn)方法有荷蘭方法有荷蘭DSMDSM法和日本東麗法兩種。法和日本東麗法兩種。 DSM DSM法是以己內(nèi)酰胺為原料，東麗法以環(huán)己烯法是以己內(nèi)酰胺為原料，東麗法以環(huán)己烯( (環(huán)己烷光環(huán)己烷光硝化過程的副產(chǎn)物硝化過程的副產(chǎn)物) )為原料，兩者都是先生成為原料，兩者都是先生成 - -氨基己內(nèi)酰氨基己內(nèi)酰胺，再經(jīng)水解生成胺，再經(jīng)水解生成DL-DL-賴氨酸，以后再用酶法進(jìn)行分割，制賴氨酸，以后再用酶法進(jìn)行分割，制成成L-L-賴氨酸。賴氨酸。 酶法分割酶法分割

20、將乙酰將乙酰- -DL-DL-賴氨酸通過?；傅淖饔茫咕呱锘钚再嚢彼嵬ㄟ^?；傅淖饔茫咕呱锘钚缘牡腖-L-賴氨酸分離出。賴氨酸分離出。 ?；钢荒茏饔糜谝阴ｕ；钢荒茏饔糜谝阴? -L-L-賴氨酸，而對(duì)乙酰賴氨酸，而對(duì)乙酰- -D-D-賴氨賴氨酸不起反應(yīng)，?；缸饔煤?，得到酸不起反應(yīng)，?；缸饔煤?，得到L-L-賴氨酸和乙酰賴氨酸和乙酰- -D-D-賴氨賴氨酸，提取酸，提取L-L-賴氨酸。賴氨酸。 乙酰乙酰- -D-D-賴氨酸再用化學(xué)消旋法消旋生成乙酰賴氨酸再用化學(xué)消旋法消旋生成乙酰- -DL-DL-賴氨賴氨酸酸。反應(yīng)過程如下：反應(yīng)過程如下：DL-DL-賴氨酸賴氨酸乙酰乙酰- -DL-D

21、L-賴氨酸賴氨酸L-L-賴氨酸賴氨酸乙酰乙酰- -D-D-賴氨酸賴氨酸?；杆怩；杆庖阴；阴；瘜W(xué)法消旋化學(xué)法消旋 （三）、酶法合成（三）、酶法合成 利用隱球酵母產(chǎn)生的利用隱球酵母產(chǎn)生的L-L-氨基己內(nèi)酰胺水解酶將氨基己內(nèi)酰胺水解酶將L-L-氨基己氨基己內(nèi)酰胺水解，生成內(nèi)酰胺水解，生成L-L-賴氨酸。賴氨酸。 這種酶只能水解這種酶只能水解L-L-型的，而對(duì)型的，而對(duì)D-D-型則無能為力。型則無能為力。D-D-氨基氨基己內(nèi)酰胺需通過無色桿菌產(chǎn)生的己內(nèi)酰胺需通過無色桿菌產(chǎn)生的D-D-氨基己內(nèi)酰胺消旋酶將其氨基己內(nèi)酰胺消旋酶將其消旋化，生成消旋化，生成L-L-氨基己內(nèi)酰胺。氨基己內(nèi)酰胺。 如

22、將以上兩種菌混合培養(yǎng)，則可使如將以上兩種菌混合培養(yǎng)，則可使DL-DL-氨基己內(nèi)酰胺直接氨基己內(nèi)酰胺直接轉(zhuǎn)化，全部生成轉(zhuǎn)化，全部生成L-L-賴氨酸。賴氨酸。 （四）、發(fā)酵法（四）、發(fā)酵法 以谷氨酸棒桿菌或黃色短桿菌發(fā)酵生產(chǎn)。以谷氨酸棒桿菌或黃色短桿菌發(fā)酵生產(chǎn)。二、賴氨酸的生物合成途徑二、賴氨酸的生物合成途徑 微生物生物合成賴氨酸有兩條途徑：微生物生物合成賴氨酸有兩條途徑： 細(xì)菌類的二氨基庚二酸細(xì)菌類的二氨基庚二酸( (DAP)DAP)途徑，除細(xì)菌外，也存在途徑，除細(xì)菌外，也存在于綠藻，原生動(dòng)物和高等植物之中。于綠藻，原生動(dòng)物和高等植物之中。 霉菌、酵母的霉菌、酵母的 - -氨基己二酸途徑，氨基己

23、二酸途徑，這是一條循環(huán)途徑。這是一條循環(huán)途徑。 三、二氨基庚二酸途徑的調(diào)節(jié)三、二氨基庚二酸途徑的調(diào)節(jié) 二氨基庚二酸途徑廣泛存在于細(xì)菌之中，但其代謝控制二氨基庚二酸途徑廣泛存在于細(xì)菌之中，但其代謝控制卻是多種多樣的，即使是親緣關(guān)系很近的菌株之間也不一樣。卻是多種多樣的，即使是親緣關(guān)系很近的菌株之間也不一樣。 這條途徑以天門冬氨酸作為起始物質(zhì)，在這條途徑中合這條途徑以天門冬氨酸作為起始物質(zhì)，在這條途徑中合成的還有蘇氨酸、蛋氨酸和異亮氨酸。成的還有蘇氨酸、蛋氨酸和異亮氨酸。天門冬氨酸天門冬氨酸天門冬氨酰磷酸天門冬氨酰磷酸天門冬氨酸天門冬氨酸- - - -半醛半醛二氫吡啶二羧酸二氫吡啶二羧酸四氫吡啶二

24、羧酸四氫吡啶二羧酸二氨基庚二酸二氨基庚二酸賴氨酸賴氨酸高絲氨酸高絲氨酸胱硫醚胱硫醚磷酸高絲氨酸磷酸高絲氨酸高半胱氨酸高半胱氨酸蛋氨酸蛋氨酸蘇氨酸蘇氨酸異亮氨酸異亮氨酸天門冬氨酸激酶天門冬氨酸激酶高絲氨酸脫氫酶高絲氨酸脫氫酶天門冬氨酸天門冬氨酸天門冬氨酰磷酸天門冬氨酰磷酸天門冬氨酸天門冬氨酸- - - -半醛半醛二氫吡啶二羧酸二氫吡啶二羧酸四氫吡啶二羧酸四氫吡啶二羧酸二氨基庚二酸二氨基庚二酸賴氨酸賴氨酸高絲氨酸高絲氨酸胱硫醚胱硫醚磷酸高絲氨酸磷酸高絲氨酸高半胱氨酸高半胱氨酸蛋氨酸蛋氨酸蘇氨酸蘇氨酸異亮氨酸異亮氨酸天門冬氨酸激酶天門冬氨酸激酶高絲氨酸脫氫酶高絲氨酸脫氫酶四、賴氨酸的菌種選育四、賴氨

25、酸的菌種選育（一）、切斷支路代謝（一）、切斷支路代謝 以谷氨酸棒桿菌為出發(fā)菌株，選育高絲氨酸缺陷型切斷以谷氨酸棒桿菌為出發(fā)菌株，選育高絲氨酸缺陷型切斷蘇氨酸和蛋氨酸的分支途徑，是積累賴氨酸的有效措施。蘇氨酸和蛋氨酸的分支途徑，是積累賴氨酸的有效措施。（二）、增加前體物質(zhì)的合成（二）、增加前體物質(zhì)的合成 為了提高賴氨酸產(chǎn)率，應(yīng)設(shè)法增加前體物為了提高賴氨酸產(chǎn)率，應(yīng)設(shè)法增加前體物天門冬氨酸天門冬氨酸的濃度，如：選育丙氨酸缺陷型，丙酮酸和天門冬氨酸是賴的濃度，如：選育丙氨酸缺陷型，丙酮酸和天門冬氨酸是賴氨酸和丙氨酸生物合成的共同前體。氨酸和丙氨酸生物合成的共同前體。 丙氨酸可由丙酮酸與丙氨酸可由丙酮酸

26、與L-L-氨基酸通過轉(zhuǎn)氨酶作用而生成，氨基酸通過轉(zhuǎn)氨酶作用而生成，亦可在亦可在 - -酮戊二酸和亮氨酸存在時(shí)，由天門冬氨酸酮戊二酸和亮氨酸存在時(shí)，由天門冬氨酸- - - -脫烴脫烴酶所催化，直接從天門冬氨酸脫烴形成。選育丙氨酸缺陷型，酶所催化，直接從天門冬氨酸脫烴形成。選育丙氨酸缺陷型，增強(qiáng)生物合成天門冬氨酸的代謝流，能提高賴氨酸產(chǎn)量。增強(qiáng)生物合成天門冬氨酸的代謝流，能提高賴氨酸產(chǎn)量。（三）、增大谷氨酸的反饋抑制（三）、增大谷氨酸的反饋抑制 增大谷氨酸的反饋控制，能增強(qiáng)生物合成天門冬氨酸的增大谷氨酸的反饋控制，能增強(qiáng)生物合成天門冬氨酸的代謝流。代謝流。 與谷氨酸發(fā)酵相比，生物素豐富與谷氨酸發(fā)酵

27、相比，生物素豐富(30-50(30-50 g/lg/l) )，是提高是提高產(chǎn)賴氨酸的關(guān)鍵。產(chǎn)賴氨酸的關(guān)鍵。 丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸檸檬酸檸檬酸 -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸天門冬氨酸天門冬氨酸（四）、解除代謝互鎖（四）、解除代謝互鎖 賴氨酸與亮氨酸生物合成之間存在代謝互鎖，即二氫賴氨酸與亮氨酸生物合成之間存在代謝互鎖，即二氫吡啶二羧酸合成酶為亮氨酸所阻遏，應(yīng)設(shè)法解除，如：選吡啶二羧酸合成酶為亮氨酸所阻遏，應(yīng)設(shè)法解除，如：選育亮氨酸缺陷型。此外，選育煙酰胺缺陷型也能解除代謝育亮氨酸缺陷型。此外，選育煙酰胺缺陷型也能解除代謝互鎖因?yàn)闊燉０穮⑴c亮氨酸合成。互鎖因?yàn)闊燉０穮⑴c亮氨酸合成。五、賴氨酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝五、賴氨酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝1 1、溫度：種子培養(yǎng)溫度、溫度：種子培養(yǎng)溫度30-3230-