色氨酸不同有機氮源課件

工程菌發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸的氮源選擇

與過程調(diào)控陳寧天津科技大學(xué)代謝控制發(fā)酵技術(shù)國家工程實驗室工程菌發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸的氮源選擇

與過程調(diào)控陳寧基因工程菌的發(fā)酵工程菌的來源1工程菌的應(yīng)用2工程菌的培養(yǎng)3氨基酸發(fā)酵的氮源選擇4基因工程菌的發(fā)酵工程菌的來源1工程菌的應(yīng)用2工程菌的培養(yǎng)3氨一、工程菌的來源基因工程（geneticengineering）是指在基因水平上，采用與工程設(shè)計十分類似的方法，根據(jù)人們的意愿，主要是在體外進行基因切割、拼接和重新組合，再轉(zhuǎn)入生物體內(nèi)，產(chǎn)生出人們所期望的產(chǎn)物，或創(chuàng)造出具有新的遺傳特征的生物類型，并能使之穩(wěn)定地遺傳給后代基因工程一、工程菌的來源基因工程（geneticengineeri基因工程的核心技術(shù)是DNA的重組技術(shù)。重組即利用供體生物的遺傳物質(zhì)或人工合成的基因，經(jīng)過體外或離體的限制酶切割后與適當(dāng)?shù)妮d體連接起來形成重組DNA分子，然后在將重組DNA分子導(dǎo)入到受體細(xì)胞或受體生物構(gòu)建轉(zhuǎn)基因生物，該種生物就可以按人類事先設(shè)計好的藍(lán)圖表現(xiàn)出另外一種生物的某種性狀除DNA重組技術(shù)外，基因工程還應(yīng)包括基因的表達技術(shù)、基因的突變技術(shù)、基因的導(dǎo)入技術(shù)等基因工程一、工程菌的來源基因工程的核心技術(shù)是DNA的重組技術(shù)。重組即利用供體生物的遺表達載體基因載體是一類能自我復(fù)制的DNA分子，其中的一段DNA被切除而不影響其復(fù)制，可用以置換或插入外源(目的)DNA而將目的DNA帶入宿主細(xì)胞，常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、病毒外源基因插入載體中，使其處于一系列的表達信號的控制之下。這樣基因可以轉(zhuǎn)錄和表達?？寺≥d體提供了表達的信號，所以可以用來生產(chǎn)重組蛋白，被稱為表達載體一、工程菌的來源表達載體基因載體是一類能自我復(fù)制的DNA分子，其中的質(zhì)粒質(zhì)粒是染色體外能夠進行自主復(fù)制的遺傳單位，包括真核生物的細(xì)胞器和細(xì)菌細(xì)胞中染色體以外的脫氧核糖核酸(DNA)分子。在基因工程中質(zhì)粒常被用做基因的載體。質(zhì)粒上常有抗生素的抗性基因一、工程菌的來源質(zhì)粒質(zhì)粒是染色體外能夠進行自主復(fù)制的遺傳單位，包括目的基因的獲得載體的選擇與制備目的基因與載體連接成重組體轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)染受體細(xì)胞重組菌的篩選及目的基因的表達構(gòu)建步驟一、工程菌的來源目的基因的獲得構(gòu)建步驟一、工程菌的來源構(gòu)建步驟一、工程菌的來源構(gòu)建步驟一、工程菌的來源蘇氨酸基因工程菌構(gòu)建策略二、工程菌的應(yīng)用蘇氨酸基因工程菌構(gòu)建策略二、工程菌的應(yīng)用就生產(chǎn)流程而言，從發(fā)酵到分離、純化目標(biāo)產(chǎn)物，工程菌和常規(guī)微生物并無太多的差異。但工程菌在保存過程中及發(fā)酵生產(chǎn)過程中表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，以及安全性等問題，使得工程菌的培養(yǎng)有著自身所特有的特點三、工程菌的培養(yǎng)就生產(chǎn)流程而言，從發(fā)酵到分離、純化目標(biāo)產(chǎn)物，工程菌和常規(guī)微生基因工程細(xì)胞工業(yè)化培養(yǎng)中，產(chǎn)物的產(chǎn)率往往比實驗室培養(yǎng)規(guī)模為低。其原因主要與基因工程細(xì)胞特點有關(guān)，首先基因工程細(xì)胞的生長速率及表達率與其所載外源DNA的穩(wěn)定性及產(chǎn)物分泌過程有關(guān)，其中重組DNA的穩(wěn)定性尤為重要基因工程細(xì)胞培養(yǎng)過程，重組DNA的丟失方式亦有兩種，其一是細(xì)胞培養(yǎng)過程，由于回復(fù)突變或分配作用致使DNA丟失，稱為脫落性不穩(wěn)定，其二是重組DNA中編碼的結(jié)構(gòu)基因在宿主內(nèi)發(fā)生再重組過程產(chǎn)生突變，不再表達目的產(chǎn)物，稱為結(jié)構(gòu)性不穩(wěn)定培養(yǎng)特點三、工程菌的培養(yǎng)基因工程細(xì)胞工業(yè)化培養(yǎng)中，產(chǎn)物的產(chǎn)率往往比實驗室培養(yǎng)規(guī)模為低質(zhì)粒穩(wěn)定性三、工程菌的培養(yǎng)在重組菌工業(yè)化生產(chǎn)過程中，質(zhì)粒的不穩(wěn)定性是一個極為重要而獨特的問題。帶有質(zhì)粒的細(xì)胞生長較慢，生長速率與所帶質(zhì)粒的大小成反比。此外，高水平克隆基因產(chǎn)物的生成也會導(dǎo)致生長緩慢或生長異常（表達越高，生長越慢）。由于質(zhì)粒的不穩(wěn)定性，在繁殖傳代過程中還會有一部分細(xì)胞部分甚至完全丟失質(zhì)粒，導(dǎo)致所需產(chǎn)物的產(chǎn)量下降分離性不穩(wěn)定：這是由于在細(xì)胞分裂過程中質(zhì)粒缺失分配到子細(xì)胞中而導(dǎo)致整個質(zhì)粒丟失結(jié)構(gòu)性不穩(wěn)定：這是由于重組質(zhì)粒DNA發(fā)生缺失、插入或重排引起的質(zhì)粒結(jié)構(gòu)變化質(zhì)粒穩(wěn)定性三、工程菌的培養(yǎng)在重組菌工業(yè)化生產(chǎn)過程中，質(zhì)粒穩(wěn)定性三、工程菌的培養(yǎng)使質(zhì)粒穩(wěn)定的措施組建合適載體選擇適當(dāng)宿主施加選擇壓力抗生素添加法抗生素依賴變異法營養(yǎng)缺陷型法控制基因過量表達控制培養(yǎng)條件（溫度、pH、DO）質(zhì)粒穩(wěn)定性三、工程菌的培養(yǎng)使質(zhì)粒穩(wěn)定的措施組建合控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)培養(yǎng)基組成：不同的培養(yǎng)基能影響微生物的代謝活動，也能影響質(zhì)粒的穩(wěn)定性。質(zhì)粒在豐富培養(yǎng)基中比在最低限量培養(yǎng)基中更加不穩(wěn)定培養(yǎng)溫度：含有重組質(zhì)粒的克隆菌的比生長速率往往比受體菌要小，同樣質(zhì)粒導(dǎo)入受體菌后會使受體菌的生長溫度改變。通常而言，低溫有利于重組質(zhì)粒穩(wěn)定地遺傳控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)培養(yǎng)基組成：不同的培養(yǎng)基能控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)溶氧：攜帶質(zhì)粒的基因工程菌相對于野生菌增加了額外的代謝負(fù)擔(dān)，對氧需求量較大，發(fā)酵液中必須有足夠濃度的溶解氧，才能滿足菌體生長及產(chǎn)物合成的需要過低的溶氧濃度則導(dǎo)致乙酸的大量生成，菌體生長受到抑制，質(zhì)粒穩(wěn)定性差控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)溶氧：攜帶質(zhì)粒的基因工程菌控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)菌體比生長速率：比生長速率對重組質(zhì)粒穩(wěn)定性的影響結(jié)果不盡一致，并可能與克隆菌本身和培養(yǎng)條件有關(guān)。有時，比生長速率大有利于重組質(zhì)粒穩(wěn)定地遺傳如果不含重組質(zhì)粒的宿主細(xì)胞不比含有重組質(zhì)粒的克隆菌生長快，則重組質(zhì)粒的丟失就不會導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果。因此調(diào)整這兩種菌的比生長速率可以提高重組質(zhì)粒的穩(wěn)定性，但這點往往難以達到，因為大多數(shù)環(huán)境條件同時提高或降低這兩種菌的比生長速率在某些情況下，可以利用分解代謝物效應(yīng)控制菌的比生長速率，來提高重組質(zhì)粒的穩(wěn)定性。如在重組質(zhì)粒中克隆入抗高濃度抑制的某個基因，這樣在進行高濃度底物培養(yǎng)時，受體菌被抑制，比生長速率下降，而重組菌仍能正常生長控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)菌體比生長速率：比生長速率三、工程菌的培養(yǎng)在基因工程細(xì)胞培養(yǎng)工程中，表達效率與質(zhì)?？截悢?shù)有關(guān)。在質(zhì)粒穩(wěn)定基礎(chǔ)上，盡可能提高細(xì)胞內(nèi)質(zhì)粒拷貝數(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中易于操作的方法是在培養(yǎng)的不同階段，采用不同培養(yǎng)溫度達到提高拷貝數(shù)目的，在前培養(yǎng)階段采用低溫，以減少細(xì)胞負(fù)荷，此時拷貝數(shù)較低，而比生長速率升高，在主培養(yǎng)中途升高溫度，質(zhì)?？截悢?shù)增加，目的基因產(chǎn)量提高在基因工程細(xì)胞培養(yǎng)工程中，需根據(jù)其固有特點和具體情況，采取相應(yīng)措施、提高質(zhì)粒穩(wěn)定性，增加質(zhì)?？截悢?shù)，實現(xiàn)培養(yǎng)條件優(yōu)化，提高表達效率表達效率及質(zhì)?？截悢?shù)控制三、工程菌的培養(yǎng)在基因工程細(xì)胞培養(yǎng)工程中，表達效率與質(zhì)?？截惾⒐こ叹呐囵B(yǎng)高密度發(fā)酵大腸桿菌對糖類的轉(zhuǎn)運能力很強，由于大腸桿菌的氧化磷酸化和TCA循環(huán)的能力有限，造成碳代謝流在糖酵解途徑中過量，大腸桿菌主要通過分泌部分氧化的副產(chǎn)物使碳代謝流得到平衡，而乙酸就是其中的主要副產(chǎn)物阻斷乙酸的主要產(chǎn)生途徑；限制糖酵解途徑上的碳代謝流；將過量的碳代謝流轉(zhuǎn)化為其它低毒的副產(chǎn)物；對碳代謝流進行分流三、工程菌的培養(yǎng)高密度發(fā)酵大腸桿菌對糖類的轉(zhuǎn)運三、工程菌的培養(yǎng)碳源碳源L-色氨酸產(chǎn)量(g/L)葡萄糖5.1蔗糖8.6乳糖8.1麥芽糖8.3葡萄糖蔗糖比例L-色氨酸產(chǎn)量(g/L)2:18.613:17.344:16.835:14.29三、工程菌的培養(yǎng)碳源碳源L-色氨酸產(chǎn)量(g/L)葡

過低或過高的初糖濃度都不利于菌體生長和產(chǎn)酸三、工程菌的培養(yǎng)碳源葡萄糖初始濃度過低或過高的初糖濃度都不利于菌體生長和產(chǎn)酸三、三、工程菌的培養(yǎng)碳源

葡萄糖維持濃度維持發(fā)酵液中低葡萄糖濃度，菌體比生長速率較小，質(zhì)粒穩(wěn)定性高，乙酸生成量少

三、工程菌的培養(yǎng)碳源葡萄糖維持濃度維持應(yīng)用溶氧反饋控制補料發(fā)酵

三、工程菌的培養(yǎng)碳源應(yīng)用溶氧反饋控制補料發(fā)酵三、工程菌的培養(yǎng)碳源迅速利用的氮源氨基（或銨）態(tài)氮的氨基酸（或硫酸銨等）、玉米漿容易被菌體利用，促進菌體生長緩慢利用的氮源酵母、蛋白胨延長代謝產(chǎn)物的分泌期、提高產(chǎn)物的產(chǎn)量；但一次投入也容易促進菌體生長和養(yǎng)分過早耗盡，以致菌體過早衰老而自溶發(fā)酵培養(yǎng)基一般選用含有快速和慢速利用的混合氮源四、氮源的選擇-色氨酸氮源的影響及控制迅速利用的氮源四、氮源的選擇-色氨酸氮源的影響

由圖可知，以硫酸銨作無機氮源，菌體生長和產(chǎn)酸優(yōu)于其它無機氮源，這主要是因為硫酸銨不僅為菌體生長和發(fā)酵產(chǎn)酸提供氮元素，其中的SO42-也是菌體代謝中不可缺少的成分。硫元素是構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)的重要成分，其主要作用是供給甲硫氨酸、半胱氨酸和若干輔酶(如焦磷酸硫胺素、輔酶A、硫辛酸)合成的需要，這些輔酶在微生物代謝中起重要作用四、氮源的選擇-色氨酸不同無機氮源由圖可知，以硫酸銨作無機氮源，菌體生長和產(chǎn)酸優(yōu)于其它無氨氮濃度氨氮濃度過高對菌體生長和色氨酸均有明顯的抑制作用

四、氮源的選擇-色氨酸氨氮濃度氨氮濃度過高對菌體生長和色氨酸均有明顯氨氮濃度控制方式丙酮酸（g/L）乳酸（g/L）乙酸（g/L）120mmol/L0.212.52.230g/L0.044.52.462g/L0.065.373.065g/L0.076.413.31四、氮源的選擇-色氨酸氨氮濃度控制方式丙酮酸（g/L）乳酸（g/L）乙氨氮濃度

隨著NH4+濃度的增加，菌體耗糖速率減慢，說明NH4+影響大腸桿菌對糖類的代謝四、氮源的選擇-色氨酸氨氮濃度隨著NH4+濃度的增加，菌體耗糖速率氨氮濃度

利用NaOH控制發(fā)酵液中NH4+濃度在120mmol/L，減少NH4+對菌體生長和L-色氨酸生產(chǎn)的抑制作用四、氮源的選擇-色氨酸氨氮濃度利用NaOH控制發(fā)酵液中NH4+

酵母粉作為有機氮源，對菌體生長和產(chǎn)酸最為有利，其次分別是蛋白胨、玉米漿、豆?jié)?。酵母粉含有大量游離氨基酸，減少了菌體合成代謝的需求量，降低比攝糖速率，最終減少發(fā)酵過程中乙酸的產(chǎn)生，解除乙酸對細(xì)胞生長和產(chǎn)酸的抑制四、氮源的選擇-色氨酸不同有機氮源酵母粉作為有機氮源，對菌體生長和產(chǎn)酸最為有利，其次分別是

由圖可知，1.0g/L的酵母粉用量對菌體生長和L-色氨酸生產(chǎn)最為有利;當(dāng)添加量為0.5g/L時，菌體生長緩慢，L-色氨酸的產(chǎn)量也較低;當(dāng)添加量為2.5g/L和5.0g/L時，發(fā)酵前期菌體的比生長速率和比產(chǎn)酸速率較高，但進入主發(fā)酵期菌體生長動力不足，活力低，導(dǎo)致產(chǎn)酸水平低。因此，氮源不足，菌體繁殖量少，產(chǎn)酸水平低;氮源過量，菌體生長過于旺盛，會使菌體提前衰老和自溶，最終導(dǎo)致產(chǎn)酸水平低四、氮源的選擇-色氨酸酵母粉濃度由圖可知，1.0g/L的酵母粉用量對菌體生長和L發(fā)酵過程分析

根據(jù)以上實驗結(jié)果，采取酵母粉1.0g/L和c［NH4+］10g/L，利用NaOH和氨水混合補料控制NH4+濃度120mmol/L以下，對產(chǎn)酸有利四、氮源的選擇-色氨酸發(fā)酵過程分析

根據(jù)以上實驗結(jié)果，采取酵母粉1.0g工程菌是氨基酸發(fā)酵趨勢對工程菌發(fā)酵而言，有機氮源是非常重要的影響因素，總氮、氨基氮、氨基酸成分對于菌體生長代謝、比生長速率、質(zhì)?？截悢?shù)、質(zhì)粒穩(wěn)定性、相關(guān)酶表達活力至關(guān)重要對發(fā)酵過程控制而言，碳源和有機氮源的補料方式、溶氧控制、pH控制也是影響工程菌發(fā)酵的重要因素通過比較實驗，酵母粉對工程菌生長和產(chǎn)酸最為有利工程菌是氨基酸發(fā)酵趨勢謝謝！

謝謝！工程菌發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸的氮源選擇

與過程調(diào)控陳寧天津科技大學(xué)代謝控制發(fā)酵技術(shù)國家工程實驗室工程菌發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸的氮源選擇

與過程調(diào)控陳寧基因工程菌的發(fā)酵工程菌的來源1工程菌的應(yīng)用2工程菌的培養(yǎng)3氨基酸發(fā)酵的氮源選擇4基因工程菌的發(fā)酵工程菌的來源1工程菌的應(yīng)用2工程菌的培養(yǎng)3氨一、工程菌的來源基因工程（geneticengineering）是指在基因水平上，采用與工程設(shè)計十分類似的方法，根據(jù)人們的意愿，主要是在體外進行基因切割、拼接和重新組合，再轉(zhuǎn)入生物體內(nèi)，產(chǎn)生出人們所期望的產(chǎn)物，或創(chuàng)造出具有新的遺傳特征的生物類型，并能使之穩(wěn)定地遺傳給后代基因工程一、工程菌的來源基因工程（geneticengineeri基因工程的核心技術(shù)是DNA的重組技術(shù)。重組即利用供體生物的遺傳物質(zhì)或人工合成的基因，經(jīng)過體外或離體的限制酶切割后與適當(dāng)?shù)妮d體連接起來形成重組DNA分子，然后在將重組DNA分子導(dǎo)入到受體細(xì)胞或受體生物構(gòu)建轉(zhuǎn)基因生物，該種生物就可以按人類事先設(shè)計好的藍(lán)圖表現(xiàn)出另外一種生物的某種性狀除DNA重組技術(shù)外，基因工程還應(yīng)包括基因的表達技術(shù)、基因的突變技術(shù)、基因的導(dǎo)入技術(shù)等基因工程一、工程菌的來源基因工程的核心技術(shù)是DNA的重組技術(shù)。重組即利用供體生物的遺表達載體基因載體是一類能自我復(fù)制的DNA分子，其中的一段DNA被切除而不影響其復(fù)制，可用以置換或插入外源(目的)DNA而將目的DNA帶入宿主細(xì)胞，常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、病毒外源基因插入載體中，使其處于一系列的表達信號的控制之下。這樣基因可以轉(zhuǎn)錄和表達?？寺≥d體提供了表達的信號，所以可以用來生產(chǎn)重組蛋白，被稱為表達載體一、工程菌的來源表達載體基因載體是一類能自我復(fù)制的DNA分子，其中的質(zhì)粒質(zhì)粒是染色體外能夠進行自主復(fù)制的遺傳單位，包括真核生物的細(xì)胞器和細(xì)菌細(xì)胞中染色體以外的脫氧核糖核酸(DNA)分子。在基因工程中質(zhì)粒常被用做基因的載體。質(zhì)粒上常有抗生素的抗性基因一、工程菌的來源質(zhì)粒質(zhì)粒是染色體外能夠進行自主復(fù)制的遺傳單位，包括目的基因的獲得載體的選擇與制備目的基因與載體連接成重組體轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)染受體細(xì)胞重組菌的篩選及目的基因的表達構(gòu)建步驟一、工程菌的來源目的基因的獲得構(gòu)建步驟一、工程菌的來源構(gòu)建步驟一、工程菌的來源構(gòu)建步驟一、工程菌的來源蘇氨酸基因工程菌構(gòu)建策略二、工程菌的應(yīng)用蘇氨酸基因工程菌構(gòu)建策略二、工程菌的應(yīng)用就生產(chǎn)流程而言，從發(fā)酵到分離、純化目標(biāo)產(chǎn)物，工程菌和常規(guī)微生物并無太多的差異。但工程菌在保存過程中及發(fā)酵生產(chǎn)過程中表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，以及安全性等問題，使得工程菌的培養(yǎng)有著自身所特有的特點三、工程菌的培養(yǎng)就生產(chǎn)流程而言，從發(fā)酵到分離、純化目標(biāo)產(chǎn)物，工程菌和常規(guī)微生基因工程細(xì)胞工業(yè)化培養(yǎng)中，產(chǎn)物的產(chǎn)率往往比實驗室培養(yǎng)規(guī)模為低。其原因主要與基因工程細(xì)胞特點有關(guān)，首先基因工程細(xì)胞的生長速率及表達率與其所載外源DNA的穩(wěn)定性及產(chǎn)物分泌過程有關(guān)，其中重組DNA的穩(wěn)定性尤為重要基因工程細(xì)胞培養(yǎng)過程，重組DNA的丟失方式亦有兩種，其一是細(xì)胞培養(yǎng)過程，由于回復(fù)突變或分配作用致使DNA丟失，稱為脫落性不穩(wěn)定，其二是重組DNA中編碼的結(jié)構(gòu)基因在宿主內(nèi)發(fā)生再重組過程產(chǎn)生突變，不再表達目的產(chǎn)物，稱為結(jié)構(gòu)性不穩(wěn)定培養(yǎng)特點三、工程菌的培養(yǎng)基因工程細(xì)胞工業(yè)化培養(yǎng)中，產(chǎn)物的產(chǎn)率往往比實驗室培養(yǎng)規(guī)模為低質(zhì)粒穩(wěn)定性三、工程菌的培養(yǎng)在重組菌工業(yè)化生產(chǎn)過程中，質(zhì)粒的不穩(wěn)定性是一個極為重要而獨特的問題。帶有質(zhì)粒的細(xì)胞生長較慢，生長速率與所帶質(zhì)粒的大小成反比。此外，高水平克隆基因產(chǎn)物的生成也會導(dǎo)致生長緩慢或生長異常（表達越高，生長越慢）。由于質(zhì)粒的不穩(wěn)定性，在繁殖傳代過程中還會有一部分細(xì)胞部分甚至完全丟失質(zhì)粒，導(dǎo)致所需產(chǎn)物的產(chǎn)量下降分離性不穩(wěn)定：這是由于在細(xì)胞分裂過程中質(zhì)粒缺失分配到子細(xì)胞中而導(dǎo)致整個質(zhì)粒丟失結(jié)構(gòu)性不穩(wěn)定：這是由于重組質(zhì)粒DNA發(fā)生缺失、插入或重排引起的質(zhì)粒結(jié)構(gòu)變化質(zhì)粒穩(wěn)定性三、工程菌的培養(yǎng)在重組菌工業(yè)化生產(chǎn)過程中，質(zhì)粒穩(wěn)定性三、工程菌的培養(yǎng)使質(zhì)粒穩(wěn)定的措施組建合適載體選擇適當(dāng)宿主施加選擇壓力抗生素添加法抗生素依賴變異法營養(yǎng)缺陷型法控制基因過量表達控制培養(yǎng)條件（溫度、pH、DO）質(zhì)粒穩(wěn)定性三、工程菌的培養(yǎng)使質(zhì)粒穩(wěn)定的措施組建合控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)培養(yǎng)基組成：不同的培養(yǎng)基能影響微生物的代謝活動，也能影響質(zhì)粒的穩(wěn)定性。質(zhì)粒在豐富培養(yǎng)基中比在最低限量培養(yǎng)基中更加不穩(wěn)定培養(yǎng)溫度：含有重組質(zhì)粒的克隆菌的比生長速率往往比受體菌要小，同樣質(zhì)粒導(dǎo)入受體菌后會使受體菌的生長溫度改變。通常而言，低溫有利于重組質(zhì)粒穩(wěn)定地遺傳控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)培養(yǎng)基組成：不同的培養(yǎng)基能控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)溶氧：攜帶質(zhì)粒的基因工程菌相對于野生菌增加了額外的代謝負(fù)擔(dān)，對氧需求量較大，發(fā)酵液中必須有足夠濃度的溶解氧，才能滿足菌體生長及產(chǎn)物合成的需要過低的溶氧濃度則導(dǎo)致乙酸的大量生成，菌體生長受到抑制，質(zhì)粒穩(wěn)定性差控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)溶氧：攜帶質(zhì)粒的基因工程菌控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)菌體比生長速率：比生長速率對重組質(zhì)粒穩(wěn)定性的影響結(jié)果不盡一致，并可能與克隆菌本身和培養(yǎng)條件有關(guān)。有時，比生長速率大有利于重組質(zhì)粒穩(wěn)定地遺傳如果不含重組質(zhì)粒的宿主細(xì)胞不比含有重組質(zhì)粒的克隆菌生長快，則重組質(zhì)粒的丟失就不會導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果。因此調(diào)整這兩種菌的比生長速率可以提高重組質(zhì)粒的穩(wěn)定性，但這點往往難以達到，因為大多數(shù)環(huán)境條件同時提高或降低這兩種菌的比生長速率在某些情況下，可以利用分解代謝物效應(yīng)控制菌的比生長速率，來提高重組質(zhì)粒的穩(wěn)定性。如在重組質(zhì)粒中克隆入抗高濃度抑制的某個基因，這樣在進行高濃度底物培養(yǎng)時，受體菌被抑制，比生長速率下降，而重組菌仍能正常生長控制培養(yǎng)條件三、工程菌的培養(yǎng)菌體比生長速率：比生長速率三、工程菌的培養(yǎng)在基因工程細(xì)胞培養(yǎng)工程中，表達效率與質(zhì)?？截悢?shù)有關(guān)。在質(zhì)粒穩(wěn)定基礎(chǔ)上，盡可能提高細(xì)胞內(nèi)質(zhì)?？截悢?shù)在工業(yè)生產(chǎn)中易于操作的方法是在培養(yǎng)的不同階段，采用不同培養(yǎng)溫度達到提高拷貝數(shù)目的，在前培養(yǎng)階段采用低溫，以減少細(xì)胞負(fù)荷，此時拷貝數(shù)較低，而比生長速率升高，在主培養(yǎng)中途升高溫度，質(zhì)?？截悢?shù)增加，目的基因產(chǎn)量提高在基因工程細(xì)胞培養(yǎng)工程中，需根據(jù)其固有特點和具體情況，采取相應(yīng)措施、提高質(zhì)粒穩(wěn)定性，增加質(zhì)?？截悢?shù)，實現(xiàn)培養(yǎng)條件優(yōu)化，提高表達效率表達效率及質(zhì)?？截悢?shù)控制三、工程菌的培養(yǎng)在基因工程細(xì)胞培養(yǎng)工程中，表達效率與質(zhì)?？截惾⒐こ叹呐囵B(yǎng)高密度發(fā)酵大腸桿菌對糖類的轉(zhuǎn)運能力很強，由于大腸桿菌的氧化磷酸化和TCA循環(huán)的能力有限，造成碳代謝流在糖酵解途徑中過量，大腸桿菌主要通過分泌部分氧化的副產(chǎn)物使碳代謝流得到平衡，而乙酸就是其中的主要副產(chǎn)物阻斷乙酸的主要產(chǎn)生途徑；限制糖酵解途徑上的碳代謝流；將過量的碳代謝流轉(zhuǎn)化為其它低毒的副產(chǎn)物；對碳代謝流進行分流三、工程菌的培養(yǎng)高密度發(fā)酵大腸桿菌對糖類的轉(zhuǎn)運三、工程菌的培養(yǎng)碳源碳源L-色氨酸產(chǎn)量(g/L)葡萄糖5.1蔗糖8.6乳糖8.1麥芽糖8.3葡萄糖蔗糖比例L-色氨酸產(chǎn)量(g/L)2:18.613:17.344:16.835:14.29三、工程菌的培養(yǎng)碳源碳源L-色氨酸產(chǎn)量(g/L)葡

過低或過高的初糖濃度都不利于菌體生長和產(chǎn)酸三、工程菌的培養(yǎng)碳源葡萄糖初始濃度過低或過高的初糖濃度都不利于菌體生長和產(chǎn)酸三、三、工程菌的培養(yǎng)碳源

葡萄糖維持濃度維持發(fā)酵液中低葡萄糖濃度，菌體比生長速率較小，質(zhì)粒穩(wěn)定性高，乙酸生成量少

三、工程菌的培養(yǎng)碳源葡萄糖維持濃度維持應(yīng)用溶氧反饋控制補料發(fā)酵

三、工程菌的培養(yǎng)碳源應(yīng)用溶氧反饋控制補料發(fā)酵三、工程菌的培養(yǎng)碳源迅速利用的氮源氨基（或銨）態(tài)氮的氨基酸（或硫酸銨等）、玉米漿容易被菌體利用，促進菌體生長緩慢利用的氮源酵母、蛋白胨延長代謝產(chǎn)物的分泌期、提高產(chǎn)物的產(chǎn)量；但一次投入也容易促進菌體生長和養(yǎng)分過早耗盡，以致菌體過早衰老而自溶發(fā)酵培養(yǎng)基一般選用含有快速和慢速利用的混合氮源四、氮源的選擇-色氨酸氮源的影響及控制迅速利用的氮源四、氮源的選擇-色氨酸氮源的影響

由圖可知，以硫酸銨作無機氮源，菌體生長和產(chǎn)酸優(yōu)于其它無機氮源，這主要是因為硫酸銨不僅為菌體生長和發(fā)酵產(chǎn)酸提供氮元素，其中的SO42-也是菌體代謝中不可缺少的成分。硫元素是構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)的重要成分，其主要作用是供給甲硫氨酸、半胱氨酸和若干輔酶(如焦磷酸硫胺素、輔酶A、硫辛酸)合成的需要，這些輔酶在微生物代謝中起重要作用四、氮源的選擇-色氨酸不同無機氮源由圖可知，以硫酸銨作無機氮源，菌體生長和產(chǎn)酸優(yōu)于其它無氨氮濃度氨氮濃度過高對菌體生長和色氨酸均有明顯的抑制作用

四、氮源的選擇-色氨酸氨氮濃度氨氮濃度過高對菌體生長和色氨酸均有明顯氨氮濃度控制方式丙酮酸（g/L）乳酸（g/L）乙酸（g/L）120mmol/L0.212.52.230g/L0.044.52.462g/L0.065.373.065g/L0.076.413.31四、氮源的選擇-色氨酸氨氮濃度控制方式丙酮酸（g/L）乳酸（g/L）乙氨氮濃度