微生物代謝調(diào)控課件

微生物代謝調(diào)控內(nèi)容

主要內(nèi)容第六節(jié)條件突變株的應(yīng)用第七節(jié)選育不生產(chǎn)副產(chǎn)物菌株第八節(jié)選育生產(chǎn)代謝拮抗物菌株條件突變株的應(yīng)用突變：通過DNA中堿基變化（即一級結(jié)構(gòu)的變化）導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變的現(xiàn)象。條件突變：一種突變在一定條件下表現(xiàn)為野生表型，但在特殊條件下出現(xiàn)突變表型。

如：溫度敏感性突變抑制性突變鏈霉素依賴性突變低溫敏感性突變……谷氨酸發(fā)酵正常情況下：谷氨酸產(chǎn)生菌的細(xì)胞膜不允谷氨酸細(xì)胞內(nèi)滲透到細(xì)胞外，在發(fā)酵過程中，一般是通過控制生物素亞適量、添加tween-60或青霉素等手段來調(diào)節(jié)細(xì)胞膜的滲透性，以使谷氨酸產(chǎn)生菌細(xì)胞膜允許谷氨酸從細(xì)胞內(nèi)滲透到細(xì)胞外。谷氨酸溫度敏感突變株發(fā)酵：僅需通過轉(zhuǎn)換培養(yǎng)溫度就可以完成谷氨酸生產(chǎn)菌由生長型細(xì)胞向產(chǎn)酸型細(xì)胞的轉(zhuǎn)變，避免了因原料影響而造成產(chǎn)酸不穩(wěn)定的現(xiàn)象，且發(fā)酵穩(wěn)定，發(fā)酵周期短，設(shè)備利用率高。另外生物素可以大過量，從而強(qiáng)化二氧化碳固定反應(yīng)，提高糖酸轉(zhuǎn)化率溫度敏感突變株發(fā)酵谷氨酸關(guān)鍵點(diǎn)：A.控制好溫度轉(zhuǎn)換時間B.適度的剩余生長溫度轉(zhuǎn)換的最佳時間因菌株，接種量，培養(yǎng)基組成和發(fā)酵條件而異。轉(zhuǎn)換時間不同，產(chǎn)酸顯著變化。在溫度轉(zhuǎn)換之后，必須進(jìn)行適度的剩余生長，完成谷氨酸非積累型細(xì)胞向谷氨酸積累型細(xì)胞的轉(zhuǎn)變。剩余生長太多，意味著細(xì)胞未能進(jìn)行有效的生理變化，剩余生長太少，意味著細(xì)胞沒有機(jī)會完成這種轉(zhuǎn)變。選育不生產(chǎn)副產(chǎn)物菌株1.有共用前體物的其他分支途徑或目的產(chǎn)物是其他產(chǎn)物生物合成的前體物時，應(yīng)附加營養(yǎng)缺陷型，切斷其他分支途徑或目的產(chǎn)物是其他產(chǎn)物生物合成的代謝流。2.存在有目的產(chǎn)物分解途徑時，應(yīng)選育喪失目的產(chǎn)物分解酶的突變株。3.當(dāng)有副生產(chǎn)物，特別是有不利于目的產(chǎn)物精制的副生產(chǎn)物時，應(yīng)設(shè)法切斷副生產(chǎn)物的代謝流（喪失副生產(chǎn)物生物合成途徑中的某個酶）正亮氨酸積累機(jī)制正亮氨酸積累機(jī)制由Leu產(chǎn)生菌誘導(dǎo)了Ile、Val生物合成酶系有缺陷的突變株，在Thr的培養(yǎng)基中發(fā)酵，結(jié)果Thr轉(zhuǎn)化成α-KB，不去合成Ile，卻積累了Nva，同時副生Nle。Nle是由Nva前體物α-KV經(jīng)Leu生物合成系生成的。

正亮氨酸積累機(jī)制Nle來自Nva，是Met生物合成的假反饋控制劑，添加Met，可回復(fù)生長，積累Nle。通過選育自我抗性，即賦予Nle抗性，可以育出在不添加Met的培養(yǎng)基中生產(chǎn)Nle的菌株。在該抗性菌株中，蛋氨酸合成酶已被去阻遏。L-異亮氨酸生產(chǎn)L-異亮氨酸生產(chǎn)谷氨酸棒桿菌：谷氨酸比天冬氨酸優(yōu)先合成，谷氨酸在細(xì)胞內(nèi)積累到一定濃度后，反饋抑制谷氨酸脫氫酶，是細(xì)胞的代謝轉(zhuǎn)向天冬氨酸。黃色短桿菌：蛋氨酸優(yōu)先合成，蛋氨酸過剩時，會反饋?zhàn)瓒舾呓z氨酸轉(zhuǎn)乙酰酶的合成，轉(zhuǎn)而合成蘇氨酸和異亮氨酸。AK受賴氨酸和蘇氨酸的協(xié)同反饋抑制，切斷賴氨酸的合成途徑，可以積累蘇氨酸，最終使異亮氨酸濃度提高。L-異亮氨酸生產(chǎn)

蘇氨酸是異亮氨酸的前體物，設(shè)法解除對蘇氨酸生物合成的反饋控制，增強(qiáng)蘇氨酸的生物合成，可以增加異亮氨酸的積累。