代谢控制发酵复习

1、试卷题型：1、 名词解释：842、 填空题：2213、 简答题：384、 综合题：211第一章 绪论1、代谢控制发酵：就是利用遗传学的方法或其他生物化学方法，人为地在脱氧核糖核酸（dna）的分子水平上，改变和控制微生物的代谢，使有用目的产物大量生成、积累的发酵。p22、代谢控制发酵的关键：取决于微生物代谢控制机制是否能够被解除，能否打破微生物正常的代谢调节，人为地控制微生物的代谢。p23、代谢工程的具体思路：p31、改变代谢流：（1）、加速速度限制反应；（2）、改变分支代谢途径的流向；（3）、构建代谢旁路；（4）、改变能量代谢途径。2、扩展代谢途径和构建新的代谢途径：（1）、引入外源基因，延伸

2、代谢途径；（2）、利用新的底物，构建新的生物合成途径。第二章 代谢控制发酵的基本思想1、微生物细胞的调节机制：p7-9（1）、通过控制基因的酶生物合成的控制机制：诱导促进酶的合成；阻遏抑制酶的合成，包括：1）终产物阻遏，2）分解代谢物阻遏。（2）、酶活性的控制机制：终产物抑制或激活，通过辅酶水平的活性调节，酶原的活化，潜在酶的活化。（3）、通过细胞渗透性的控制：（根据酶在代谢调节中作用不同分类）调节酶：变构酶、同功酶、多功能酶。静态酶潜在酶2、脱敏作用：变构酶经特定处理后，不丧失酶活性而失去对变构效应物的敏感性。注：处理方法：使变构酶解聚，基因突变。p153、反馈抑制的调节类型可以分为以下几种

3、：p18-21 图略（1）、单功能途径中酶活性的调节类型：前体激活，补偿性激活。（2）、多功能途径中酶活性的调节类型：协作反馈抑制或称多价反馈抑制，合作反馈抑制，积累反馈抑制，顺序反馈抑制，假反馈抑制：指结构类似物的反馈抑制，同功酶4、分解代谢物阻遏：当细胞具有一优先利用的底物（通常是，但并不总是葡萄糖）时，很多其他分解反应途径受到阻遏。p27 (注：根据葡萄糖效应理解)5、突破微生物的自我调节控制机制，使代谢产物大量积累的有效措施：p31（1）、应用营养缺陷型菌株。（2）、选育抗反馈调节的突变株。（3）、选育细胞膜通透性突变株：使终产物在细胞内不能大量积累而引起反馈调节。（4）、利用营养缺陷

4、型回复突变株或条件突变株的方法，解除终产物对关键酶的调节。（5）、应用遗传工程技术，创造理想的超微生物（构建目的工程菌株）。（6）、发酵的环境条件的优化。6、营养缺陷型：就是指原菌株由于发生基因突变，致使合成途径中某一步骤发生缺陷，从而丧失了合成某些物质的能力，必须在培养中外源补加该营养物质才能生长的突变型菌株。p32 最典型例子：高丝氨酸营养缺陷型（hom）或苏氨酸营养缺陷型（thr）菌株达到赖氨酸的积累。7、渗漏缺陷型：就是指遗传性障碍不完全的缺陷型。（注：这种突变只是其中某一种酶的活性降低，而不是完全丧失。不能合成过量的最终产物，故不会造成反馈抑制而影响中间代谢产物的积累。）p338、代

5、谢控制发酵的基本思想：、切断支路代谢：选育营养缺陷型突变株，选育渗漏缺陷突变株。、解除菌体自身的反馈调节：选育抗类似物突变株（代谢拮抗物抗性突变株）形成途径：1）变构酶结构基因突变，2）调节基因突变。p35 酶活性的利用营养缺陷型回复突变株的应用、增加前体物的合成、去除终产物、特殊调节机制的利用：多种产物控制机制的利用，平衡合成的利用，代谢互锁的利用，优先合成的变换。、条件突变株的应用、选育不生成副产物的菌株、选育生产代谢拮抗物质的菌株第三章 代谢控制发酵育种的基本技术1、诱变育种中的几个问题：p61-65 出发菌株的选择：出发菌株对诱变剂的效应，染色体组倍数对诱变剂的效应。 细胞悬浮液的制备

6、：同步培养，菌龄，细胞悬浮液浓度，细胞悬浮液的制备。 诱变剂的选择及处理方法的选择：诱变剂的选择，诱变剂量的选择，诱变剂处理方法的选择。 中间培养2、营养缺陷型的浓缩的方法有： 青霉素法，d-环丝氨酸法，五氯酚法，亚硫酸法，制霉菌素法，2-脱氧葡萄糖法，过滤法，差别杀菌法注：为了达到淘汰野生型、浓缩缺陷型细胞的目的，不论应用上述哪一种方法，均需对诱变处理后经中间培养的培养物进行如下处理：饥饿培养，2倍氮源培养。3、营养缺陷型菌株的检出方法：逐个检出法，夹层培养法，限量补充法，影印接种法 p684、原生质体融合育种的一般步骤：p77 标记菌株的筛选， 原生质体的制备：影响因素：菌体的前处理，菌体

7、的培养时间（一般选择对数生长期的菌体），酶浓度，酶解温度（一般控制在20-40），酶解时间，渗透压稳定剂。 原生质体的再生， 原生质体的融合， 融合子的选择， 实用性菌株的筛选。5、转导：转导作用就是利用转导噬菌体为媒介而将供体菌的部分dna导入受体菌中，从而使受体菌获得部分遗传性状的现象。其中必须具有3个组成部分，即供体，转导噬菌体和受体。p886、转化：转化就是指相当大的游离的供体细胞的dna片段被直接吸收到受体细胞内，并整合于受体细胞的基因组中，从而使受体细胞获得供体细胞部分遗传性状的现象。包括3个步骤，即供体dna的制备，受体细胞对dna的吸收及转化子的选择。p92第七章 糖代谢与控制

8、1、d-核糖发酵的代谢控制育种：图略（p248） 出发菌株的选择， 转酮酶缺陷突变株的分离：选育不利用d-葡萄糖酸或l-阿拉伯糖的突变株，选育莽草酸缺陷突变株，选育l-色氨酸缺陷、l-酪氨酸缺陷、l-苯丙氨酸缺陷、coq缺陷、维生素k缺陷或叶酸缺陷突变株。 其他标记， 利用基因工程技术构建核糖工程菌株， 发酵控制。2、-亚麻酸发酵的代谢控制育种思路：图略p271-273 出发菌株的选择， 切断或减弱支路代谢， 解除反馈调节， 强化能量代谢， 增强前体物的合成， 选育6-脱氢酶活力强的突变株， 选育低温生长突变株， 选育耐高糖的突变株。第九章 氨基酸的代谢控制与发酵 1、赖氨酸发酵：图略 p29

9、2 切断或减弱支路代谢， 解除反馈调节， 解除代谢互锁， 改善膜的通透性， 增加前体物的合成， 选育温度敏感突变株， 选育脲酶回复突变株， 利用基因工程技术构建赖氨酸工程菌株。2、色氨酸发酵： 切断支路代谢， 解除自身反馈调节， 增加前体物， 切断进一步代谢， 利用基因工程技术构建色氨酸工程菌株， 其他标记。第十章 核酸类物质的代谢控制与发酵肌苷发酵的代谢控制育种：p366 出发菌株的选择， 增加前体物质， 切断支路代谢：选育ade菌株，选育xan或gu菌株，选育thi或his菌株，选育核苷磷酸化酶弱的菌株。 解除菌体自身的反馈调节：选育抗腺嘌呤及鸟嘌呤结构类似物突变株，如8-氮腺嘌呤、8-氮

10、鸟嘌呤等抗性突变株，选育抗腺嘌呤或黄嘌呤的突变株，选育抗磺胺类药物突变株，如磺胺嘧啶、磺胺哒嗪抗性突变株。1. 什么是操纵子？主要包括那些基因？2. 什么是分解代谢物阻遏？其实质是什么？3. camp是怎样控制酶合成的水平呢？4. 葡萄糖是如何调节细胞内camp水平呢？5. 什么是变构酶？简述别构酶调节的机制。6. 什么是脱敏作用？7. 什么是共价调节酶？举例说明共价调节酶对酶活性的调节。8. 反馈抑制（feedback inhibition）9. 反馈阻遏（feedback repression）10. 协同反馈抑制（concerted feedback inhibition）11. 积累反馈抑制（cumulation inhibition）12. 同工酶调节（isoenzyme inhibition）13. 平衡合成（balanced synthesis）14. 优先合成（preferenced synthesis）15. 代谢互锁