代謝控制發(fā)酵的基本思想

代謝控制發(fā)酵的基本思想代謝控制發(fā)酵的基本思想第1頁

微生物在正常情況下，經(jīng)過細胞內(nèi)自我調(diào)整，維持各個代謝路徑相互協(xié)調(diào)，使其代謝產(chǎn)物既不少又不會過多積累，而人類利用微生物進行發(fā)酵則需要微生物積累較多代謝產(chǎn)物，為此對微生物代謝必須進行人工控制

。

人工控制微生物代謝方法主要有兩種：一、改變微生物遺傳特征二、控制發(fā)酵條件代謝控制發(fā)酵的基本思想第2頁第一節(jié)

微生物生物合成路徑遺傳控制代謝控制發(fā)酵的基本思想第3頁圖3-1谷氨酸棒桿菌鳥氨酸生物合成路徑①乙酰谷氨酸合成酶②乙酰谷氨酸激酶③NO乙酰谷氨酸醛脫氫酶④乙酰鳥氨酸轉(zhuǎn)氨酶⑤NO乙酰谷氨酸O乙酰鳥氨酸乙?；D(zhuǎn)移酶⑥鳥氨酸氨甲?；D(zhuǎn)移酶⑦精氨琥珀酸合成酶⑧精氨琥珀酸酶代謝控制發(fā)酵的基本思想第4頁Arg對N-乙酰谷氨酸合成酶和N-乙酰谷氨酸激酶有反饋調(diào)整作用。當(dāng)選育瓜氨酸缺點突變株（Cit-

），亞適量添加瓜氨酸（Cit

），就會積累大量鳥氨酸。代謝控制發(fā)酵的基本思想第5頁2、分支路徑

（1）

代謝控制發(fā)酵的基本思想第6頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第7頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第8頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第9頁比如：谷氨酸棒桿菌、產(chǎn)氨短桿菌、黃色短桿菌選育高絲氨酸脫氫酶缺點型（hom-）來積累大量Lys。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第10頁二、選育抗反饋調(diào)整突變株

所謂抗反饋調(diào)整突變株就是已解除了反饋調(diào)整作用突變株

。在這些突變株中，因為反饋抑制或阻遏，或二者引發(fā)自動調(diào)整作用已被減弱或解除，所以能合成較多最終產(chǎn)物。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第11頁（一）選育抗代謝類似物突變株（AnalogueResistanceMutant）

通常微生物生長需要各種代謝物。如維生素、嘌呤、氨基酸等。在正常情況下，代謝終產(chǎn)物如氨基酸A過量存在時，就會抑制或阻遏它本身生物合成酶。同時也能整合到蛋白質(zhì)中去。只有當(dāng)氨基酸A濃度足夠高時，A與調(diào)整酶調(diào)整部位或調(diào)整基因編碼阻遏蛋白結(jié)合，產(chǎn)生反饋抑制或阻遏作用。當(dāng)細胞中A參加蛋白質(zhì)合成，而使細胞中A濃度下降到一定程度時，A就會從調(diào)整酶調(diào)整部位或阻遏蛋白上脫落下來，從而解除反饋調(diào)整，又重新能夠合成新A。當(dāng)A濃度再次上升到一定值時，反饋調(diào)整再次發(fā)生…….。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第12頁

咱們說代謝物和調(diào)整酶變構(gòu)部位或阻遏蛋白結(jié)合是可逆。而代謝類似物，結(jié)構(gòu)類似物，即A′則不一樣，在培養(yǎng)基中添加A′其空間結(jié)構(gòu)與A相同。當(dāng)細胞中大量存在A′時，它也能和A一樣與調(diào)整酶調(diào)整部位或調(diào)整基因編碼阻遏蛋白結(jié)合，發(fā)生反饋抑制與阻遏作用。因為A′不能整合到蛋白質(zhì)分子中去，細胞中A′濃度不會自行下降。只要A′結(jié)合到調(diào)整酶調(diào)整部位或阻遏蛋白上就不能脫落下來，這種結(jié)合是不可逆。這么也就沒有A生物合成，氨基酸缺乏細胞會因饑餓而死亡。所以代謝結(jié)構(gòu)類似物對微生物細胞來說是有毒，只要有結(jié)構(gòu)類似物存在，菌種不會存活。代謝控制發(fā)酵的基本思想第13頁

若咱們經(jīng)過誘導(dǎo)等伎倆取得突變株，已解除了終產(chǎn)物對酶反饋調(diào)整，也就是說終產(chǎn)物A不再與調(diào)整酶調(diào)整部位或阻遏蛋白結(jié)合。那么A結(jié)構(gòu)類似物A′也一樣不再與調(diào)整酶調(diào)整部位或胞質(zhì)阻遏蛋白結(jié)合，也就是A′對菌株毒害作用表現(xiàn)不出來，咱們就說該菌株對A′有抗性。（resistance）咱們經(jīng)常將經(jīng)過各種伎倆誘變突變株放到含有終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)類似物A′培養(yǎng)基上，挑出長出來抗性菌株。若突變株抗A′性能越強（在含高濃度A′上長出來），則說明該菌株解除A對其生物合成系統(tǒng)反饋調(diào)整就越徹底，那么A積累就越多。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第14頁

依據(jù)上述原理，只要選取結(jié)構(gòu)類似物抗性突變株，就有可能得到解除反饋抑制或阻遏突變株。在這個意義上結(jié)構(gòu)類似物抗性能夠作為解除反饋調(diào)整菌株“篩子”。除了氨基酸外還有嘌呤、嘧啶、維生素等結(jié)構(gòu)類似物。經(jīng)過選育這些結(jié)構(gòu)類似物菌株

，已取得氨基酸、核苷酸、核苷、維生素等各種代謝產(chǎn)物高產(chǎn)菌株。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第15頁（二）從營養(yǎng)缺點型回復(fù)突變株中取得對路徑中調(diào)整酶解除反饋抑制突變株

調(diào)整酶變構(gòu)特征是由它結(jié)構(gòu)基因決定，若調(diào)整酶因編碼它基因發(fā)生突變而失活，則有兩種可能：

1、是編碼為催化亞基與調(diào)整亞基基因發(fā)生了改變。

2、僅僅是編碼催化亞基（或活性部位）基因發(fā)生改變。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第16頁

若經(jīng)過再次突變，使調(diào)整酶活性恢復(fù)，這時又有兩種可能：一是催化亞基和調(diào)整亞基恢復(fù)（或大致恢復(fù)）到第一次突變前那樣狀態(tài)。另一個是催化亞基得到恢復(fù)，而調(diào)整亞基卻喪失了調(diào)整作用，這情況實質(zhì)上是編碼調(diào)整亞基DNA突變，解除了反饋抑制作用。調(diào)整酶失活是否，可能直接表現(xiàn)為某種營養(yǎng)缺點型。能夠采取營養(yǎng)缺點型回復(fù)突變方法，從營養(yǎng)缺點型回復(fù)突變株中取得對路徑中調(diào)整酶解除反饋調(diào)整調(diào)整突變株。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第17頁三、產(chǎn)物降解酶缺失突變株

為了使產(chǎn)物在發(fā)酵液中穩(wěn)定地存在，以提升發(fā)酵單位，可經(jīng)過誘變?nèi)〉萌狈到猱a(chǎn)物酶突變株，其方法是誘變處理后，如圖所表示：

代謝控制發(fā)酵的基本思想第18頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第19頁四、增加前體物合成

經(jīng)過選育一些營養(yǎng)缺點型或結(jié)構(gòu)類似物抗性突變株以及克隆一些關(guān)鍵酶方法，增加目標(biāo)產(chǎn)物前體合成，有利于目標(biāo)產(chǎn)物大量積累。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第20頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第21頁五、細胞膜組分缺失突變株

代謝控制發(fā)酵的基本思想第22頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第23頁第二節(jié)

生物發(fā)酵條件控制（外因）

當(dāng)菌株選育確定后，環(huán)境條件適當(dāng)是否是發(fā)酵成敗主要原因。環(huán)境條件既影響微生物生長，又影響代謝速度和方向及產(chǎn)物形成與積累。現(xiàn)以谷氨酸棒桿菌（corynebacteriumglutamicacid）發(fā)酵為例來說明控制發(fā)酵條件包含O2濃度、NH4濃度、pH、磷酸鹽濃度、生物素濃度等，環(huán)境條件改變，可使代謝轉(zhuǎn)換方向，不生成Glu，而生成乳酸、a-KGA、琥珀酸、谷酰胺等產(chǎn)物。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第24頁表3-1環(huán)境原因?qū)lu產(chǎn)生菌

發(fā)酵影響

代謝控制發(fā)酵的基本思想第25頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第26頁第三節(jié)

代謝控制發(fā)酵實例代謝控制發(fā)酵的基本思想第27頁一、丙酮酸代謝控制發(fā)酵（一）丙酮酸用途及生產(chǎn)情況丙酮酸（pyruvicacid）又稱a-氧代丙酸，a-酮基丙酸或乙?；姿?，為無色至淡黃色液體，呈醋酸香氣和愉快酸味，是最主要a-氧代羥酸之一。丙酮酸不但在生物能量代謝中含有十分主要作用，而且是各種有用化合物前體。比如：治療帕金森病正多巴和L-半脫氫酸L-Leu、B6和B12前體，也是合成氫化阿托酸，谷物保護劑等各種農(nóng)藥前體，所以在化工、制藥和農(nóng)用化學(xué)品等工業(yè)及科學(xué)研究中有廣泛用途。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第28頁

作為一個化工產(chǎn)品，丙酮酸早已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，不過直到20世紀(jì)90年代工業(yè)上生產(chǎn)丙酮酸還沿用HowardFraeer（1932）開發(fā)酒石酸脫水脫羥法，沒有多大改進，此法是將酒石酸+硫酸氫鉀混合在220℃下蒸餾，餾出物再經(jīng)真空精餾即可得丙酮酸，工藝簡單易行。其主要缺點（1）丙酮酸產(chǎn)率較低（為酒石酒量29～30%）。（2）得到1g丙酮酸需消耗5g硫酸氫鉀，以當(dāng)前(酒石酸1.5萬元/噸,硫酸氫鉀0.6萬元/噸)市場價計算,僅原料成本最少需8萬元/噸,為此在很長一段時間內(nèi),丙酮酸價格居高不下,限制其推廣應(yīng)用。1995年國外一些研究機構(gòu)發(fā)表丙酮酸鈣在減肥保健上含有獨特療效報道后，國外（主要是美國）對丙酮酸鈣需求量激活，刺激我國一些化工廠一擁而上，一時間我國丙酮酸（化學(xué)法）生產(chǎn)能力達噸/年左右,丙酮酸及其鹽市場價由當(dāng)初28萬元/噸降低到9萬元/噸。怎樣處理丙酮酸市場需求不停擴充，但其價格又無法深入下降這一矛盾呢？顯然開發(fā)成本更低丙酮酸生產(chǎn)技術(shù)，即采取直接發(fā)酵或生物轉(zhuǎn)化法是處理此問題根本出路。代謝控制發(fā)酵的基本思想第29頁

盡管一些微生物能夠積累丙酮酸，但其產(chǎn)量無法到達工業(yè)生產(chǎn)要求而選育高產(chǎn)丙酮酸菌株十分困難，發(fā)酵法生產(chǎn)丙酮酸真正取得突破是1988年，日本東麗工業(yè)株式會社研究人員宮田令子和米原撤選育出一系列丙酮酸產(chǎn)量超出50g/mL球擬酵母菌株，使得發(fā)酵法生產(chǎn)丙酮酸工業(yè)化成為可能。1989年實現(xiàn)工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)，其產(chǎn)酸率最高達67.8g/L。1992年日本開始采取發(fā)酵法生產(chǎn)丙酮酸產(chǎn)量為400噸/年,售價為4000日元/Kg。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第30頁（二）酵母代謝控制發(fā)酵生產(chǎn)丙酮酸

代謝控制發(fā)酵的基本思想第31頁Ⅰ、丙酮酸脫羧酶（PDC）；Ⅱ、丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶（PT）；Ⅲ、丙酮酸羧化酶（PC）；Ⅳ、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體（PDH）。NA和B1是丙酮酸脫氫酶系（PDH）輔因子Bio是丙酮酸羧化酶（PC）輔因子B6是丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶（PT）輔因子B1是丙酮酸脫羧酶（PDC）輔助因子代謝控制發(fā)酵的基本思想第32頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第33頁二、D-核糖代謝控制發(fā)酵（一）D-核糖發(fā)酵機制

代謝控制發(fā)酵的基本思想第34頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第35頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第36頁（二）D-核糖發(fā)酵代謝控制育種

1、出發(fā)菌株選擇芽孢桿菌屬細菌轉(zhuǎn)酮酸缺點突變株積累D-核糖含有普遍性。而Ecoli屬傷寒沙門氏等細菌轉(zhuǎn)酮酸缺點突變株并不積累核糖，都采取芽孢桿菌屬細菌。代謝控制發(fā)酵的基本思想第37頁2、轉(zhuǎn)酮酶缺點突變株分離（選育）（1）選育不利用D-葡萄糖酸或L-阿拉伯糖突變株，因為D-葡萄糖酸和L-阿拉伯糖必須經(jīng)過磷酸戌糖路徑進行代謝，若轉(zhuǎn)酮酶發(fā)生缺點，那樣菌體自然也就不能利用D-葡萄糖酸或L-阿拉伯糖。（2）選育莽草酸缺點突變株（3）選育L-色氨酸-、L-酪氨酸-、L-phe-、CoQ-、Vk-或葉酸缺點突變、莽草酸缺點、4-赤蘚糖合成受阻、轉(zhuǎn)酮酶-、轉(zhuǎn)醛酶-。代謝控制發(fā)酵的基本思想第38頁3、其它標(biāo)識

在維持轉(zhuǎn)酮酶缺點情況下，深入誘變使菌體帶上含有高葡萄糖脫氫酶活性和喪失孢子形成能力，可使D-核糖大量積累。葡萄糖脫氫酶是芽孢桿菌屬序細菌孢子所特有酶，該酶因為NAD、NADP和NADH2、NADPH2會發(fā)生分子型變換，結(jié)果在菌體對生長久被誘導(dǎo)，造成D-核糖大量積累，若生孢子D-核糖降低。代謝控制發(fā)酵的基本思想第39頁4、利用基因工程

日本巖木盾等人首先將枯草桿菌染色體DNA中轉(zhuǎn)酮酶基因克隆到載體質(zhì)粒PUB110中，然后將氯霉素?；D(zhuǎn)移酶基因插入到轉(zhuǎn)酮酶基因之中，造成轉(zhuǎn)酮酶基因不可逆失活。經(jīng)限制性內(nèi)切酶Smal切后得到線狀重組質(zhì)粒，將該線狀重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化到枯草桿菌宿主菌中，構(gòu)建轉(zhuǎn)酮酶失活D-核糖工程菌株。其核糖產(chǎn)量達52g/L。小林等人將葡萄糖脫氫酶基因克隆到載體質(zhì)粒PHY300PLK中，然后轉(zhuǎn)化到枯草芽孢桿菌中去。構(gòu)建擴增葡萄糖脫氫酶D-核糖工程菌，350C發(fā)酵80h可積累49g/LD-核糖。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第40頁5、發(fā)酵控制

發(fā)酵培養(yǎng)基：碳源：葡萄糖、D-甘露糖、山梨醇、D-甘露醇、麥芽糖、乳糖、甘油、糊精、可溶性淀粉等。氮源：干酵母、酵母膏、牛肉膏、蛋白胨、玉米漿、（NH4）2SO4、CaCO3。要在好氣條件下，pH中性，溫度370C

。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第41頁三、r-亞麻酸代謝控制發(fā)酵

代謝控制發(fā)酵的基本思想第42頁（一）絲狀真菌利用葡萄糖生物合成

r-亞麻酸代謝路徑代謝控制發(fā)酵的基本思想第43頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第44頁(二)高產(chǎn)r-亞麻酸菌株選育思緒圖3-9高產(chǎn)r-亞麻酸菌株選育思緒代謝控制發(fā)酵的基本思想第45頁1、出發(fā)菌株

多采取被孢霉（Mortierella）毛霉（Mucor）紅酵母（Rhodotorula）小克銀漢霉（Cunninghamella）等產(chǎn)油脂高真菌作出發(fā)菌株。代謝控制發(fā)酵的基本思想第46頁2、切斷或減弱支路代a-亞麻酸-、花生四烯酸-、二十碳五烯酸-花生四烯酸L、二十碳五烯酸L代謝控制發(fā)酵的基本思想第47頁3、解除反饋調(diào)整選育脂肪酸結(jié)構(gòu)類似物，如（LTBr），耐高濃度r-亞麻酸突變株。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第48頁4、強化能量代謝提升菌體細胞內(nèi)ATP水平有利于脂肪酸合成。選育呼吸抑制劑（丙二酸、氰化鉀、亞伸酸等）抗性突變株。選育ADP磷酸化抑制劑（羥胺、2.4二硝基酚等）抗性突變株。選育抑制能量代謝抗生素(寡霉素、結(jié)元氨霉素、制霉素)抗性突變株。代謝控制發(fā)酵的基本思想第49頁5、增加前體

菌體生物合成γ-亞麻酸與HMP、EMP路徑直接相關(guān)。增加HMP路徑，NADPH數(shù)量增多，有利于γ-亞麻酸產(chǎn)量提升。過量磷酸鹽或通氣不足會使EMP路徑增強。而產(chǎn)生NADPHHMP路徑受阻，造成不飽和脂肪酸合成降低。經(jīng)過選育單氟乙酸敏感、碘乙酸敏感、萘啶酮酸敏感突變株，都有利于γ-亞麻酸產(chǎn)量提升。另據(jù)報道，選育異檸檬酸脫氫酶滲漏突變殊，也有利于γ-亞麻酸產(chǎn)量提升。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第50頁6、選育△-6脫氫酶活力強突變株△-6脫氫酶是生物合成r-亞麻酸關(guān)鍵酶之一。其活性高低直接與r-亞麻酸含量高低親密相關(guān)，可采取選育呼吸缺點型相反方法，即呼吸增強型，經(jīng)過誘變后菌株涂在含有TTC一個無色氧化還原劑生長培養(yǎng)基上，若△-6脫氫酶強，即可將TTC還原成紅色物質(zhì)，紅色越強，表明菌體細胞內(nèi)△-6脫氫酶越強，r-亞麻酸積累量也就越多。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第51頁7．選育低溫生長突變株細胞膜是主要微生物細胞表面結(jié)構(gòu)，由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。脂質(zhì)分子中不飽和脂肪酸含量越高，其在低溫條件下細胞膜沉動性也就越大，即微生物細胞生長溫度就越低。據(jù)報道，選育在相對低溫(15℃)條件下生長良好突變抹，結(jié)果其γ-亞麻酸產(chǎn)量提升了1.4倍。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第52頁8．選育耐高糖突變株在代謝控制發(fā)酵中，常采取耐高滲透壓突變株。γ-亞麻酸發(fā)酵與培養(yǎng)基中糖濃度有親密關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，γ-亞麻酸產(chǎn)墜隨糖濃度增加而增加，但糖濃度過高就會抑制菌體生長。降低產(chǎn)物積累。所以，經(jīng)過選育耐高糖突變抹?？墒咕w高效率地利用葡萄糖，從而提升γ-亞麻酸產(chǎn)量。代謝控制發(fā)酵的基本思想第53頁四、檸檬酸代謝控制發(fā)酵

年以來世界檸檬酸產(chǎn)量為100萬噸左右，年我國檸檬酸產(chǎn)量達45萬噸，其中80%出口，已經(jīng)成為世界檸檬酸生產(chǎn)和銷售大國。我國檸檬酸發(fā)酵水平：薯干粉產(chǎn)酸12%，發(fā)酵周期64h，轉(zhuǎn)化率95%；玉米粉液化液產(chǎn)酸15%，發(fā)酵周期54～64h，轉(zhuǎn)化率95%以上。代謝控制發(fā)酵的基本思想第54頁(一)黑曲霉生物合成檸檬酸有機酸及多元醇路徑代謝控制發(fā)酵的基本思想第55頁1、葡萄糖氧化酶2、內(nèi)酯酶3、己糖激酶或葡萄糖激酶4、P-葡萄糖異構(gòu)酶

5、果糖運輸6、己糖7、1-P-甘露（糖）醇脫氫酶8、1-磷酸甘露（糖）醇磷酸（酯）酶9、甘露（糖）醇運輸10、磷酸果糖激酶11、醛縮酶12、丙糖-P異構(gòu)酶13、3-P甘油醛脫氫酶14、丙酮酸激酶15、丙酮酸羧化酶16、草酰乙酸水解酶17、草酸運輸18檸檬酸運輸19、蘋果酸脫氫酶20、三羧酸載體21、檸檬酸合成酶22、丙酮酸脫氫酶系代謝控制發(fā)酵的基本思想第56頁1、葡萄糖化酶是胞外酶，直接收環(huán)境pH影響。當(dāng)pH＜3.5時,此酶失活,當(dāng)一旦檸檬酸積累使pH降至1.8,從而造成葡萄糖氧化酶失活。代謝控制發(fā)酵的基本思想第57頁2、草酸是由草酰乙酸水解酶催化生成，該酶是細胞質(zhì)酶，草酰乙酸水解酶生物合成也受外界pH值調(diào)整，盡管其調(diào)整機制現(xiàn)還沒有搞清楚，不過研究表明誘導(dǎo)此酶最適pH值為5～6，而當(dāng)pH為2時，僅觀察到非常低酶活性。過去采取糖蜜，孢子接種發(fā)酵pH太低，不利于b孢子萌發(fā)，普通發(fā)酵前期控制pH5～6，所以存在少許葡萄糖或草酸，現(xiàn)在我國采取淀粉質(zhì)原料液化液，并采取菌絲大接種量接種，再加上我國黑曲霉產(chǎn)糖化酶是耐酸，所以當(dāng)黑曲霉大量繁殖后，就產(chǎn)生檸檬酸，發(fā)酵液pH是較低。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第58頁

3、多元醇（甘露醇、赤蘚醇、丙三醇〈甘油〉）是由糖生成，一旦糖類底物被耗盡，它們就會遭到再次分解，所以只要糖類底物最終能全部消耗多元醇就不可能是影響檸檬酸最終產(chǎn)量主要原因?？偠灾弋a(chǎn)Aspnger檸檬酸產(chǎn)生菌應(yīng)該在發(fā)酵中只生成檸檬酸。實際上，經(jīng)天津工微所研究表明，控制好發(fā)酵條件，我國檸檬酸產(chǎn)生菌發(fā)酵液經(jīng)低層析，只有一個檸檬酸斑點。

代謝控制發(fā)酵的基本思想第59頁（二）黑曲霉生物合成檸檬酸機制

代謝控制發(fā)酵的基本思想第60頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第61頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第62頁五、賴氨酸代謝控制發(fā)酵（一）賴氨酸生物合成路徑及調(diào)整機制微生物合成Lys路徑主要有兩種：1.在霉菌和酵母中L-賴氨酸是經(jīng)α-氨基己二酸路徑：代謝控制發(fā)酵的基本思想第63頁代謝控制發(fā)酵的基本思想第64頁釀酒酵母：同型檸檬酸合成酶存在兩種同功酶（HSⅠ，HSⅡ），它們都受Lys相同程度反饋抑制，HSⅠ較易受L-Lys阻遏。薄膜假絲酵母：同型檸檬酸合成酶也存在兩種同功酶，但只有HSⅡ受Lys反饋抑制。解脂復(fù)膜孢酵母：沒有發(fā)覺同工酶，其HS強烈受Lys反饋抑制。產(chǎn)黃青霉菌：同型檸檬酸合成酶受Lys和青霉素G協(xié)同反饋抑制。代謝控制發(fā)酵的基本思想第65頁

2、在細菌、藍、綠藻中存在另一條主要路徑。是以天冬氨酸為起點，經(jīng)二氨基庚二酸（DAP）生物合成L-Lys，稱為天冬氨酸路徑，亦稱α-ε-二氨基庚二酸路徑。

E.coli和黃色短桿菌，（谷氨酸棒桿菌等Glu產(chǎn)生菌）是研究較為深入兩類細菌，含有一定代表性。在大腸桿菌合成Lys天冬氨酸路徑中，含有三種ASP激酶（AK）同功酶和兩種高絲氨酸脫氫酶（HD）同功酶，每個同功酶受不一樣終產(chǎn)物反饋調(diào)整，而且每個分支路徑后初始酶分別受各自產(chǎn)物反饋抑制。如Lys分支路徑第一個酶和第二個酶（二氫吡啶二羧酸合成酶與二氫吡啶二羧酸還原酶）受Lys反饋抑制等。然后在黃色短桿菌，谷氨酸棒桿菌，乳糖發(fā)酵短桿菌等Glu生產(chǎn)菌中關(guān)鍵酶AK卻都是單一，該酶受Thr+Lys協(xié)同反饋抑制。另外還有以下與大腸桿菌不一樣：代謝控制發(fā)酵的基本思想第66頁

(1)沒有發(fā)覺對ASP激酶（AK）或天冬氨酸半醛脫氫酶反饋阻遏。

(2)Lys分支路徑第一個酶和第二個酶（二氫吡啶二羧酸合成酶與二氫吡啶二羧酸還原酶）既不受Lys反饋抑制，也不受Lys阻遏，這對Lys積累十分有益。（3）未發(fā)覺Lys脫羧酶，有利于生產(chǎn)Lys

總而言之能夠采取黃色短桿菌、谷氨酸棒桿菌、乳糖發(fā)酵