核酸發(fā)酵精品課件

1、關(guān)于核酸發(fā)酵第一張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核苷酸 Nucleotide 由嘌呤堿或嘧啶堿、核糖或脫氧核糖以及磷酸三種物質(zhì)組成的化合物。戊糖與堿基合成核苷，核苷與磷酸合成核苷酸，4種核苷酸組成核酸。根據(jù)糖的不同，核苷酸有核糖核苷酸及脫氧核苷酸兩類。根據(jù)堿基的不同，又有腺嘌呤核苷酸（腺苷酸，AMP）、鳥嘌呤核苷酸（鳥苷酸，GMP）、胞嘧啶核苷酸（胞苷酸， CMP）、尿嘧啶核苷酸（尿苷酸，UMP）、胸腺嘧啶核苷酸（胸苷酸，TMP）及次黃嘌呤核苷酸（肌苷酸，IMP）等。 許多單核苷酸也具有多種重要的生物學(xué)功能，如與能量代謝有關(guān)的三磷酸腺苷（ATP）、脫氫輔酶等。某些核苷酸的類似物能干擾

2、核苷酸代謝，可作為抗癌藥物。1 核酸類物質(zhì)的概述第二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)GMPAMPIMP第三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)第四張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、核酸類物質(zhì)的生產(chǎn)現(xiàn)狀1868年，Miescher從濃血細(xì)胞的細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)核酸物質(zhì)。20世紀(jì)40年代對(duì)核酸分子的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)及其在生命活動(dòng)中的作用有重大突破。1913年日本小玉新太郎發(fā)現(xiàn)干松魚的鮮味是因含有5-肌苷酸而引起。1960年日本又發(fā)現(xiàn)5-鳥苷酸的呈味效果，繼而發(fā)現(xiàn)呈味核苷酸與谷氨酸鈉（味精）并用時(shí)，對(duì)谷氨酸鈉具有強(qiáng)烈的助鮮效果。此后不久，日本對(duì)5-肌苷酸

3、和5-鳥苷酸進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，80年代年產(chǎn)量已達(dá)4000 噸左右。中國(guó)80年代后對(duì)核酸制品生產(chǎn)開展研究工作，年產(chǎn)5-肌苷酸和5-鳥苷酸能力為5080噸。目前預(yù)計(jì)年產(chǎn)量在300噸。第五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第六張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、核酸類產(chǎn)品的應(yīng)用食品添加劑：強(qiáng)化食品風(fēng)味，對(duì)咸、酸、苦、腥味等有消殺作用。 以5-鳥苷酸（GMP)、 5-肌苷酸(IMP) 和5-黃苷酸(XMP)及其二鈉 鹽為代表。功能食品添加劑：嬰兒乳制品中添加，可增強(qiáng)嬰兒的免疫功能，減少嬰兒腹瀉的發(fā)生 。近年來歐美、日本已在嬰兒奶粉中添加核苷酸(推薦用量為72mg/L)，這對(duì)于提高嬰兒免

4、疫力十分有效（人奶與牛奶的區(qū)別）。第七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月臨床治療藥物：嘌呤類似物8-氮鳥嘌呤和6-巰基嘌呤具有與抗生素類似的功能，可以抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)；9-D阿拉伯呋喃糖基腺苷聚肌胞用于治療皰疹；阿糖胞苷、阿糖腺苷可治療急性白血病，具有抗癌和抗病毒功效。S-腺苷蛋氨酸及其鹽類用于治療帕金森氏癥、失眠并具有消炎鎮(zhèn)痛作用。藥物中間體：5-AMP可用于制造ATP、環(huán)AMP、S-腺苷甲硫氨酸等生化藥物產(chǎn)品， 5-CMP用于制造胞二磷膽堿、CTP、阿糖胞苷、聚肌胞等生化藥物；5-UMP參與肝臟解毒物質(zhì)葡萄糖醛酸苷的生化合成，具有重要生理作用，還可制造UTP、聚腺尿、UDP-葡萄糖等

5、藥物。此外，核苷酸在農(nóng)業(yè)上也有良好的應(yīng)用前景，用核苷酸及其衍生物進(jìn)行浸種、蘸根及噴霧，可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。 第八張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月名 稱估計(jì)年產(chǎn)量(T/Y)用 途5-IMP(肌苷酸)3000食品添加劑5-GMP(鳥苷酸)2000食品添加劑Inosine(肌苷)500心臟病胞苷二磷酸-膽堿4強(qiáng)心劑ATP(三磷酸腺苷)200肌肉營(yíng)養(yǎng)不良FAD(黃素腺嘌呤二核苷酸)少量生產(chǎn)肝或腎病NAD(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸)少量生產(chǎn)肝或腎病腺嘌呤少量生產(chǎn)白細(xì)胞減少腺苷少量生產(chǎn)冠狀缺陷、咽炎、高血壓和動(dòng)脈硬化5-AMP(腺苷單磷酸)少量生產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)疾病、風(fēng)濕病CAMP(環(huán)腺苷單磷酸)少量生

6、產(chǎn)糖尿病、氣喘、癌癥乳清酸少量生產(chǎn)肝病6-蛋尿苷少量生產(chǎn)癌癥第九張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、核酸類產(chǎn)品的生產(chǎn)方法化學(xué)合成法：工藝復(fù)雜，設(shè)備條件要求高。核糖核酸（ribonucleic acid,簡(jiǎn)稱RNA）水解法：酶法和化學(xué) 用糖質(zhì)原料或亞硫酸制漿廢液等制備酵母菌體，從菌體中分離出RNA，水解RNA，得到5-肌苷酸和5-鳥苷酸。制備RNA的原料，以酵母菌最為實(shí)用,產(chǎn)朊假絲酵母、釀酒酵母等酵母。工業(yè)生產(chǎn)上以 2熱食鹽水從其菌體中抽提出RNA最為簡(jiǎn)便。RNA含量為干菌體的10-15。 第十張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十一張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月用

7、化學(xué)法水解RNA：若以氫氧化鈣作水解劑，則幾乎全部水解成核苷，分離所得到的核苷，再用化學(xué)法使其磷酸化，可制得5-肌苷酸、5-鳥苷酸。 酶法水解：采用的5-磷酸二酯酶, 在橘青霉和金色鏈霉菌存在此種酶。培養(yǎng)這些菌株作為酶源。酶解RNA產(chǎn)物為5-腺苷酸、5-鳥苷酸、5-胞苷酸、5-尿苷酸混合物。還需采用米曲霉產(chǎn)生的5-腺苷酸脫氨酶將混合物中的5-腺苷酸脫氨生成5-肌苷酸。 第十二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月發(fā)酵法和化學(xué)法相結(jié)合的方法：采用微生物發(fā)酵方法,生產(chǎn)核苷,再經(jīng)化學(xué)磷酸化，得到5-肌苷酸和5-鳥苷酸。 采用枯草桿菌、產(chǎn)氨短桿菌、短小芽孢桿菌的腺嘌呤營(yíng)養(yǎng)缺陷型發(fā)酵生產(chǎn)肌苷，再用化

8、學(xué)法使其磷酸化得到5-肌苷酸。亦可采用對(duì)抗菌素有抗性的枯草桿菌突變株發(fā)酵生產(chǎn)鳥苷,同樣再經(jīng)化學(xué)磷酸化,生成5-鳥苷酸。 第十三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月直接發(fā)酵法：利用微生物發(fā)酵直接生產(chǎn)5-肌苷酸、5-黃苷酸。 以葡萄糖為原料發(fā)酵生產(chǎn)5-核苷酸，必須解決使所生成的核苷酸透過細(xì)胞膜和不使生成的核苷酸分解成核酸堿基和核苷的問題，現(xiàn)根據(jù)代謝調(diào)控機(jī)制選育出的菌株，已解決此問題。采用對(duì)錳離子不敏感的產(chǎn)氨短桿菌突變株，直接發(fā)酵生產(chǎn)5-肌苷酸，產(chǎn)率達(dá)20g/L。亦可采用產(chǎn)氨短桿菌突變株直接發(fā)酵高產(chǎn) 5-黃苷酸，進(jìn)而再由其他突變株或用酶法進(jìn)一步將5-黃苷酸轉(zhuǎn)化為5-鳥苷酸。 第十四張，PPT共

9、六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、核酸類產(chǎn)品的生產(chǎn)菌種 發(fā)酵法生產(chǎn)核酸的產(chǎn)生菌主要有：枯草芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、產(chǎn)氨短桿菌及其變異株。 第十五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2 核酸類物質(zhì)的代謝調(diào)控機(jī)制核酸發(fā)酵是在氨基酸發(fā)酵基礎(chǔ)上的進(jìn)一步深化和發(fā)展 的代謝控制發(fā)酵。生物體內(nèi)大分子的核酸是由單核苷酸作為原料聚合而 成的，因此，生物體必須先合成單核苷酸。單核苷酸有兩條完全不同的合成途徑： 全合成途徑由磷酸戊糖開始； 補(bǔ)救途徑由培養(yǎng)基中獲取。第十六張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、核苷酸的生物合成途徑采用同位素標(biāo)記法可知嘌呤環(huán)上各個(gè)元素的來源：嘌呤環(huán)的前體合成1分子IMP（肌

10、苷酸）需用 1分子PRPP（磷酸核糖焦磷酸） 1分子Asp（天冬氨酸） 1分子Gly（甘氨酸） 2分子甲酸 1分子CO2 2分子NH3共消耗8分子ATP。第十七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.嘌呤核苷酸的全合成途徑（“從無到有”途徑） IMP肌苷酸 SAICAR5-氨基-(N-琥珀基)代氨甲 AMP腺苷酸 酰咪唑核苷酸 GMP鳥苷酸 AICAR5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸 XMP黃苷酸 PRPP磷酸核糖焦磷酸 SAMP腺苷琥珀酸 PRA5-磷酸核糖胺（次黃嘌呤核苷一磷酸）（腺嘌呤核苷一磷酸）（黃嘌呤核苷一磷酸）第十八張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月嘌呤核苷酸的全合成途

11、徑(1) 5 -IMP的生成（“從無到有”）：磷酸戊糖途徑四氫葉酸第十九張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月各種微生物合成IMP的途徑是一樣的，但從IMP分別生成AMP和GMP的途徑不同。從IMP開始枯草桿菌以IMP為中心分出兩條環(huán)形路線，由此AMP與GMP可以互相轉(zhuǎn)換； 產(chǎn)氨短桿菌分出的兩條路線不是環(huán)形，而是單項(xiàng)分枝的， AMP與GMP不能互相轉(zhuǎn)換合成IMP的價(jià)值：進(jìn)一步合成AMP和GMP第二十一張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月枯草芽孢桿菌嘌呤核苷酸的全合成途徑(2) AMP和GMP的互變第二十二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于20

12、22年6月枯草桿菌的嘌呤核苷酸生物合成途徑葡萄糖 5-磷酸核糖（磷酸核糖焦磷酸）（5-磷酸核糖胺）（5-胺基-4-（N-琥珀基）- 代氨甲酰咪唑核苷酸）（5-胺基-4-氨甲酰咪唑核苷酸）肌苷酸黃苷酸鳥苷酸腺苷酸琥珀酰腺苷酸第二十三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月產(chǎn)氨短桿菌的嘌呤核苷酸生物合成途徑第二十四張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 嘧啶核苷酸的全合成途徑谷氨酰胺的酰胺基第二十五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 核苷酸生物合成的補(bǔ)救途徑利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡(jiǎn)單的反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為補(bǔ)救合成（或重新利用）途徑。定義補(bǔ)救合成的生理意

13、義補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時(shí)的能量和一些氨基酸的消耗。體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。第二十六張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)全合成受阻時(shí)，微生物可從培養(yǎng)基中取得完整的嘌呤或嘧啶，和戊糖、磷酸通過酶的作用直接合成單核苷酸，所以稱為“補(bǔ)救途徑”。嘌呤堿基、核苷和核苷酸之間能通過分段合成互相轉(zhuǎn)變。其中最重要的反應(yīng)是： 堿基 + PRPP 5- 核苷酸 + PPi核苷酸焦磷酸化酶第二十七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月腺嘌呤 + PRPPAMP + PPiAPRT次黃嘌呤 + PRPPIMP + PPiHGPRT鳥嘌呤 + PRPPHGPRTGMP + PPi合成過

14、程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶第二十八張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶 + PRPP磷酸嘧啶核苷 + PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶核苷 + ATP尿苷激酶UMP +ADP 胸腺嘧啶核苷 + ATP胸苷激酶TMP +ADP第二十九張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核苷酸的補(bǔ)救合成途徑 嘌呤堿基、核苷和核苷酸的相互轉(zhuǎn)換1-磷酸核糖第三十張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月IMP合成系的代謝控制及嘌呤核苷酸互變的代謝控制二、嘌呤核苷酸的代謝調(diào)節(jié)機(jī)制（枯草桿菌型）AMP脫氨酶SAMP裂解酶SA

15、MP合成酶IMP脫氫酶GMP還原酶XMP氨化酶（5-磷酸核糖胺） AICAR（5-胺基-4-氨甲酰咪唑核苷酸）第三十一張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月嘌呤核苷酸相互轉(zhuǎn)換系的代謝控制調(diào)節(jié)位點(diǎn)APR-ATP 1-（5-磷酸核糖基） -三磷酸腺苷AMP脫氨酶SAMP裂解酶SAMP合成酶XMP氨化酶GMP還原酶IMP脫氫酶AICAR5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷酸PRA-（5-磷酸核糖胺）磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶第三十二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月嘌呤核苷酸的從頭合成受到產(chǎn)物的反饋控制。第一個(gè)控制點(diǎn)是由5-磷酸核糖轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岷颂墙沽姿幔≒RPP），由核糖磷酸焦磷酸激酶催化。PRPP合成

16、酶受ADP、ATP、GTP、UTP抑制。第二個(gè)控制點(diǎn)是PRPP接受谷氨酰胺的氨基轉(zhuǎn)變?yōu)?，-磷酸核糖胺（PRA），磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶受到ADP、ATP、AMP、GTP、GDP、GMP的反饋抑制。其中ADP、ATP、AMP結(jié)合在酶的一個(gè)抑制位點(diǎn)，而GTP、GDP、GMP結(jié)合在另一抑制位點(diǎn)。第三十三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月IMP是AMP、GMP合成途徑的分支點(diǎn)，每條分支途徑的第一步反應(yīng)也是控制點(diǎn)，GMP反饋抑制IMP向XMP轉(zhuǎn)變，AMP則反饋抑制IMP轉(zhuǎn)變?yōu)橄佘甄晁?，從而防止生成過多的AMP和GMP。GTP加速IMP向AMP轉(zhuǎn)變，而ATP則可促進(jìn)GMP的生成。這樣可使酰嘌呤和鳥

17、嘌呤核苷酸的水平保持相對(duì)平衡，滿足核酸合成的需要。第三十四張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月以IMP為中心的兩個(gè)循環(huán)，各個(gè)反應(yīng)是不可逆的IMP脫氫酶受GMP的反饋抑制，也被GMP阻遏； ATP反饋抑制 GMP還原酶。同樣的，AMP抑制SAMP合成酶，GTP抑制AMP脫氨酶SAMPAMP反應(yīng)的供能體為GTP，XMPGMP反應(yīng)的供能體為ATP（即GTP加速IMP向AMP轉(zhuǎn)變；ATP則促進(jìn)GMP生成）總結(jié)第三十五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)上述調(diào)節(jié)機(jī)制，當(dāng)細(xì)胞中的GMP水平提高到一定程度時(shí)，從IMP的代謝流就自動(dòng)地轉(zhuǎn)向AMP方面；反之，當(dāng)細(xì)胞的AMP水平高到一定程度時(shí)，從I

18、MP的代謝流就自動(dòng)地轉(zhuǎn)向GMP方面。另一方面，核苷酸的代謝也與組氨酸的生物合成有關(guān)：AICARIMPAMPATPPR-ATPAICAR形成一個(gè)循環(huán)，由PRATP經(jīng)咪唑甘油磷酸生成組氨酸。假如組氨酸過剩，則不走此途徑。第三十六張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、肌苷酸（IMP）： 次黃嘌呤核苷酸，白色粉末狀或顆粒狀結(jié)晶，味鮮、易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。 食品：鮮味添加劑 醫(yī)藥：白細(xì)胞或血小板減少癥，各種急慢性肝炎，肺原性心臟病，中心性視網(wǎng)膜炎，視神經(jīng)萎縮癥，毛地黃中毒癥以及血吸蟲病的治療。 生產(chǎn)方法：微生物直接發(fā)酵生產(chǎn)（一步法）；細(xì)菌發(fā)酵生產(chǎn)肌苷，然后采用化學(xué)發(fā)或酶法進(jìn)行磷酸化；添加前

19、體物次黃嘌呤，通過補(bǔ)救途徑合成（半合成法）；利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)腺苷或5，腺苷酸，再用化學(xué)法或酶法生產(chǎn)。3 核酸類物質(zhì)生產(chǎn)各論第三十七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月PRPP轉(zhuǎn)氨酶受到AMP、ADP、ATP和GMP反饋抑制，還受腺嘌呤的反饋?zhàn)瓒?。?dāng)使用腺嘌呤缺陷型（Ade）突變株時(shí)，限制Ade添加量，既可以解除Ade系化合物對(duì)PRPP轉(zhuǎn)酰胺酶的反饋抑制，而且避免了腺嘌呤對(duì)PRPP的反饋?zhàn)瓒?，?，IMP積累建立了首要條件。2、產(chǎn)氨短桿菌肌苷酸合成的代謝調(diào)控機(jī)制第三十八張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、PRPP轉(zhuǎn)氨酶受到AMP、ADP、ATP和GMP反饋抑制，還受腺嘌呤的反饋

20、阻遏。2、 IMP脫氫酶受GMP 的反饋抑制，被鳥嘌呤阻遏3、 SAMP合成酶受AMP、ADP、ATP的反饋調(diào)節(jié)第三十九張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月以腺嘌呤缺陷型（喪失SAMP合成酶）為出發(fā)菌株再誘變成Xan（黃嘌呤缺陷性，喪失IMP脫氫酶），不但切斷了支路代謝，還可以通過限量添加Gua （鳥嘌呤）或Xan使GMP生成量減少，解除GMP對(duì)PRPP轉(zhuǎn)酰胺酶的反饋抑制，保證肌苷酸大量積累。第四十張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、肌苷和肌苷酸高產(chǎn)菌的選育模型1）切斷兩條支路代謝， 切斷支路：IMPSAMPAMP；IMPXMP，選育腺嘌呤缺陷型（Ade）和黃 嘌呤缺陷型（Xa

21、n）的雙重缺陷型突變株；2）通過限量腺嘌呤和鳥嘌呤來解除腺嘌呤系和鳥嘌呤系 化合物對(duì)IMP生物合成的酶的反饋抑制；3）進(jìn)一步選育抗腺嘌呤、鳥嘌呤類似物和（或）抗磺胺劑突變株，從遺傳上解除正常代謝控制；選育8-AGr（抗8-氮鳥嘌呤）突變株 （選育抗性突變株時(shí)，應(yīng)采用喪失腺嘌呤脫氫酶 的菌株為出發(fā)菌株）第四十一張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4）選育Mn2+脫敏突變株（MnINS），或控制培養(yǎng)基中Mn2+的濃度，解除細(xì)胞膜滲透型障礙。5）生產(chǎn)肌苷時(shí)，肌苷酸酶活性要強(qiáng)，而肌苷酸化酶要越弱越好，以使生成的肌苷不再分解。模型：Ade+ Xan+ dea+ GMPred + 8AGr（或8AX

22、r、ARr）+ SGr + NP + ARr + Smr （符號(hào)見微生物工程工藝原理p.116）第四十二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月IMP發(fā)酵應(yīng)具備的條件：選擇肌苷酸酶弱或喪失的出發(fā)菌株（不分解肌苷酸）切斷IMP向下的兩條支路，使IMP大量生成和積累；選育結(jié)構(gòu)類似物雙重抗性突變株；限量添加Mn2+，解除細(xì)胞膜滲透型障礙?？偨Y(jié)第四十三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、核苷酸分泌 ：核苷酸不易分泌出胞外，實(shí)驗(yàn)證明Mn2+對(duì)產(chǎn)氨短桿菌核苷酸分泌起關(guān)鍵作用。Mn2+可引起細(xì)胞形態(tài)的變化，在IMP發(fā)酵中，控制Mn2+（限量）造成細(xì)胞膨脹的不規(guī)則形態(tài)，膜產(chǎn)生異常，非常專一性的膜透

23、性被破壞，核苷酸生物合成補(bǔ)救途徑酶系PRPP激酶、Hx（次黃嘌呤）焦磷酸化酶及Hx和R-5-P都分泌于體外，在體外大量生物合成IMP。但當(dāng)Mn2+過量時(shí)，菌體呈小球狀，抑制了這些物質(zhì)的分泌。第四十四張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5、肌苷酸的產(chǎn)生菌產(chǎn)氨短桿菌谷氨酸棒桿菌谷氨酸小球菌第四十五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6、肌苷酸的發(fā)酵工藝試管斜面培養(yǎng)搖瓶種子培養(yǎng)二級(jí)種子罐培養(yǎng)三級(jí)種子罐培養(yǎng)發(fā)酵板框壓濾脫色活性碳吸附濃縮結(jié)晶精制（1）工藝流程離子交換第四十六張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）操作說明培養(yǎng)基：（1）碳源：淀粉水解液、葡萄糖（2）氮源：玉米漿、酵母

24、粉、硫酸氨、尿素（補(bǔ)充無機(jī)氮和調(diào)節(jié)pH。（3）0.5%的酵母膏或酵母水解液：補(bǔ)充生長(zhǎng)所需的亞適量腺嘌呤（4）2玉米漿：富含B族維生素、生物素、嘌呤、嘧啶、氨基酸等微量有機(jī)物質(zhì)，對(duì)菌體生長(zhǎng)有重要的影響，并富含有機(jī)氮，可提供His、Lys、Gly、Ala、高絲氨酸對(duì)菌體生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。（5）無機(jī)鹽：1磷酸鹽（鉀鹽）和鎂鹽（硫酸鎂），碳酸鈣（6） Mn2需限量添加第四十七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月培養(yǎng)條件（1）接種量：25（2）溫度控制：3040。（3）pH控制：6.3-6.7。通過流加氨水、尿素等方式控制發(fā)酵液的pH。（4）溶氧的控制：20立方發(fā)酵灌，攪拌速度130r/min，通氣

25、比1：（0.12-0.15)第四十八張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十九張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月7、肌苷酸的提取工藝：離子交換樹脂法發(fā)酵液過濾酸化pH1.5陽(yáng)離子樹脂吸附流出液堿化pH9.5減壓濃縮結(jié)晶溶解重結(jié)晶陰離子樹脂吸附洗脫肌苷酸精品鹽酸732#（H）型NaOH717#（OH）型0.05mol/LHCl0.05ml/LNaCl95乙醇（1）工藝流程第五十張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）提取工藝說明過濾、酸化：發(fā)酵液加活性白土（15g/L)，壓濾除菌體，清液加1.5倍體積的0.1mol/LHCl。陽(yáng)離子交換： 732#（H）型樹脂，上柱液體積

26、為濕樹脂體積的6倍。流出液用NaOH溶液調(diào)pH8.5-9.5。陰離子交換：上柱液體積為濕樹脂體積的6倍，90肌苷酸被吸附。洗脫：先用水沖洗柱子，再用0.05mol/LHCl洗滌至流出液pH為3.5；然后用含0.05mol/LHCl和0.05mol/LNaCl混合液進(jìn)行洗脫。收集肌苷酸流出液。減壓濃縮：將洗脫液用40NaOH調(diào)pH至7.5，減壓濃縮1520倍體積。結(jié)晶：濃縮液加入2倍體積的95乙醇，低溫育晶，析出肌苷酸粗品。重結(jié)晶：肌苷酸粗品加水溶解，加乙醇低溫結(jié)晶，過濾，晶體用30乙醇洗滌23次肌苷酸精品：濕肌苷酸晶體烘干，制得肌苷酸精品。第五十一張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五

27、十二張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五十三張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 無色至白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末。水溶液在pH值2-14范圍內(nèi)穩(wěn)定。加熱30-60min幾乎無變化，250時(shí)分解。 5-鳥苷酸二鈉有特殊香菇滋味，鮮味程度約為肌苷酸鈉的三倍以上，5-鳥苷酸二鈉常與谷氨酸鈉配合使用(加入量1%-5)，有明顯的增鮮作用。亦與肌苷酸二鈉混合配制成呈味核苷酸二鈉，作混合味精用。 3 核酸類物質(zhì)生產(chǎn)各論二、鳥苷：第五十四張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、鳥苷酸的代謝調(diào)控及發(fā)酵機(jī)制枯草芽孢桿菌嘌呤核苷酸生物合成調(diào)節(jié)機(jī)制第五十五張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月P

28、RPP轉(zhuǎn)酰胺酶被AMP、ADP完全反饋抑制，IMP、GMP、XMP、ATP對(duì)其抑制較弱肌苷酸脫氫酶受GMP系物質(zhì)的反饋?zhàn)瓒?。其次受ATP、XMP、GTP的反饋抑制。在枯草芽孢桿菌中，GMP合成中的專一性酶（IMP脫氫酶）僅受GMP系物質(zhì)的反饋?zhàn)瓒?。從IMP合成AMP、GMP。傾向于優(yōu)先合成GMP。第五十六張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、GMP發(fā)酵應(yīng)具備的條件：枯草芽孢桿菌具有GMP的環(huán)形支路： 菌株因喪失SAMP合成酶（Ade）活性，切斷從IMP到AMP的通路，使生成的IMP全部轉(zhuǎn)向合成GMP，同時(shí)喪失GMP還原酶活性，使生成的GMP不致還原為IMP。為了積累鳥苷，核苷酶或核苷磷酸化酶等鳥苷分解酶的活性必須微弱；鳥苷酸（GMP）是嘌呤核苷酸全合成的終產(chǎn)物，為了積累鳥苷，必須解除GMP對(duì)PRPP轉(zhuǎn)胺酰酶，IMP脫氫酶及GMP合成酶等的反饋抑制與阻遏。（封閉基因或選擇滲漏）為了抑制肌苷產(chǎn)生，高效率積累鳥苷，由IMP脫氫酶及GMP合成酶所催化的反應(yīng)應(yīng)該比核苷酸酶（IMP-IR)所催化的反應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行。第五十七張，PPT共六十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、鳥苷的產(chǎn)生菌枯草芽孢桿菌、產(chǎn)氨短桿菌、