微生物工程工艺原理 第五章 氨基酸发酵机制

第五章氨基酸发酵机制第五章氨基酸发酵机制谷氨酸，学名：α-氨基戊二酸；其单钠盐：谷氨酸钠，商品名称味精，是重要的调味品。早期生产谷氨酸的方法有两种，一是提取法：甜菜厂付产物糖蜜中含有焦谷氨酸，用强碱处理可得到谷氨酸；二是蛋白质水解法：将面筋加酸水解，再分离提纯。第二篇发酵机制

谷氨酸第五章氨基酸发酵机制1957年发酵法生产谷氨酸在日本协和发酵公司投产。日本在谷氨酸发酵生产方面居世界领先地位。味之素、协和等均是其中代表。我国近年的发展也比较快;如河南的莲花味精公司，目前味精产量已从1983年的400吨上升到目前拥有30万吨味精的年生产能力。第二篇发酵机制

谷氨酸生产菌能够在体外积累菌体最大生长需要量300多倍的谷氨酸，研究发现：大量积累是由于：①代谢调节控制；②细胞膜通透性的特异调节；③发酵条件的适合；第五章氨基酸发酵机制第二篇发酵机制

一、谷氨酸生物合成途径及调节机制第五章氨基酸发酵机制第二篇发酵机制

第一节谷氨酸发酵机制第五章氨基酸发酵机制第二篇发酵机制

（一）EMP途径、HMP途径谷氨酸生产菌存在着两种代谢途径：EMP、HMP；EMP/HMP=90/10。第五章氨基酸发酵机制第二篇发酵机制

（二）TCA、DCA和CO2固定作用1.TCA环（三羧酸循环）第五章氨基酸发酵机制第二篇发酵机制

P69表5-2：谷氨酸是通过三羧酸循环途径合成的；为此：α-酮戊二酸之前的代谢必须畅通；α-酮戊二酸脱氢酶活性丧失或很小；葡萄糖6-P-葡萄糖3-磷酸甘油醛丙酮酸乙酰CoA磷酸丙糖磷酸烯醇丙酮酸草酰乙酸柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸α-酮戊二酸琥珀酸富马酸苹果酸CO2Fe2+CO26-P-葡萄糖酸5-P-核糖①②③④⑤⑥HMP乙酰CoA乙醛酸①②③④⑤⑥CO2谷氨酸NADPH+H+NADPNADP排出细胞DCACO2柠檬酸合成酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶第五章氨基酸发酵机制第二篇发酵机制

2.DCA环（乙醛酸循环）：乙醛酸乙醇乙酸CoA烃类乙酰CoA草酰乙酸柠檬酸乙酰CoA苹果酸富马酸

琥珀酸异柠檬酸β-氧化第五章氨基酸发酵机制第二篇发酵机制

3.CO2固定苹果酸酶酶苹果酸脱脱氢酶CO2草酰乙酸酸CO2NAD+NADH+H+PEPGDPCO2GTPPEP羧羧化酶丙酮酸苹果酸草酰乙酸酸+++第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制实验表明明：草酰酰乙酸靠靠CO2的固定来来补充；；已发现现的途径径有二条条：第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制PEP的的分解和和羧化受受细胞能能量代谢谢水平调调节；PEP羧羧化酶的的Km较较高；（三）氨氨的导入入第五章氨氨基基酸发酵酵机制氨的导入入有三种种方式：：①α-酮酮戊二酸酸还原氨氨基化→→谷氨酸酸②天冬氨氨酸或丙丙氨酸通通过氨基基转移，，将氨基基转给αα-酮酮戊二酸酸③谷氨酸酸合成酶酶途径，，该酶Km仅谷谷氨酸脱脱氢酶的的1/10，且且不被谷谷氨酸抑抑制。第二篇发发酵机机制氨是氨基基酸基本本结构之之一，氨氨的导入入是氨基基酸合成成中的基基本过程程。二、细胞胞膜通透透性控制制谷氨酸生生产菌的的主要生生化特点点：①α-酮酮戊二酸酸脱氢酶酶活性极极低或缺缺失②谷氨酸酸脱氢酶酶活性很很高，不不被低浓浓度的谷谷氨酸抑抑制③

细胞胞膜对谷谷氨酸的的通透性性高第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制C17酸(佶抗抗)C18酸C16酸油酸C18(限量)n-石蜡蜡α-KGAα-磷酸酸甘油脂肪酸生物素磷脂质磷酸酸二二羟羟丙丙酮酮青霉霉素素心磷磷脂脂磷脂脂酰酰甘甘油油磷脂脂酰酰肌肌醇醇磷脂脂酰酰肌肌醇醇二二甘甘露露糖糖酸酸乙酰酰CoA3-磷磷酸酸甘甘油油醛醛葡萄萄糖糖葡萄萄糖糖生物物素素乙酸酸细胞胞膜膜细胞胞壁壁L-GAL-GA柠檬檬酸酸聚氧氧乙乙二二醇醇十十七七酸酸盐盐第五五章章氨氨基基酸酸发发酵酵机机制制第二二篇篇发发酵酵机机制制三、、菌菌种种选选育育模模型型与与控控制制方方法法控制制磷磷脂脂的的合合成成使细细胞胞膜膜受受损损（（如如表表面面活活性性剂剂））青霉霉素素损损伤伤细细胞胞壁壁，，间间接接影影响响细细胞胞膜膜通过过油油酸酸的的合合成成通过过甘甘油油合合成成直接接控控制制磷磷脂脂合合成成提高高细细胞胞膜膜的的谷谷氨氨酸酸通通透透性性控制制磷磷脂脂含含量量第五五章章氨氨基基酸酸发发酵酵机机制制第二二篇篇发发酵酵机机制制1.从从生生物物素素入入手手：：菌种种选选育育模模型型及及控控制制方方法法CH2-CO～～SCoA+CO2+ATP(乙酰酰CoA)生物素素Mg2+乙酰CoA羧化化酶COOH-CH2CoA+ADP+Pi(丙二二酰CoA)生物素素是羧羧化酶酶的辅辅酶，，促进进脂肪肪酸合合成，，再合合成磷磷脂。。第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制选育生生物素素缺陷陷型菌菌株限制外外源性性生物物素供供应（适量量～～贫贫乏））↓磷脂↓↓↓细胞膜膜结构构不完完整↓细胞膜膜对谷谷氨酸酸通透透性↑↑抑制不不饱和和脂肪肪酸合合成磷磷脂第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制2.选选育油油酸缺缺陷型型3.选选育甘甘油缺缺陷型型4.选选育温温度敏敏感型型突变变株由于磷磷脂结结构复复杂，，又是是细胞胞膜的的必要要成分分，所所以磷磷脂合合成障障碍必必须是是条件件型突突变，，如温温度敏敏感型型突变变株才才能存存活，，反之之，从从温度度敏感感型突突变株株中可可以找找到细细胞膜膜合成成有缺缺陷的的突变变株。。5其他，，如营养养缺陷型型；药物物抗性突突变株；；敏感型型突变株株等第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制微生物的的代谢产产物可分分为：初级代谢谢产物：：微生物物通过代代谢活动动所产生生的、自自身生长长和繁殖殖所必需需的物质质。特征：不不同的微微生物初初级代谢谢产物基基本相同同；初级级代谢产产物合成成过程是是连续不不断的，，与菌体体的生长长呈平行行关系。。第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二节微微生物物代谢调调节及代代谢工程程第二篇发发酵机制次级代谢产产物：微生生物生长到到一定阶段段才产生的的化学结构构十分复杂杂、对该微微生物无明明显生理功功能，或并并非是微生生物生长和和繁殖所必必需的物质质。特征：不同同的微生物物次级代谢谢产物不同同；次级代代谢产物的的通常在菌菌体的生长长后期合成成；在多数数情况下，，增加前体体是有效的的。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制一、微生物物代谢的自自我调节第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制微生物细胞胞的代谢调调节方式很很多，其中中以调节代代谢流的方方式最为重重要，它包包括两个方方面，一是是“粗调””，即调节节酶的合成成量；二是是“细调””，即调节节现成酶分分子的催化化活力，两两者密切配配合和协调调，以达到到最佳调节节效果。微生物自我我调节部位位：1养分的的吸收和排排泄2限制基基质与酶的的接近3控制通通量（一）酶活活性的调节节酶活性的调调节：在酶分子水水平上，通通过改变现现成的酶分分子活性来来调节代谢谢。包括：：抑制；激激活；第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制1.酶活性性的激活常见的酶活活性的激活活是前体激激活，多发发生在分支支代谢途径径，即代谢谢途径中的的后面的反反应可被较较前面的一一种代谢中中间产物所所促进。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制2.酶活性性的抑制酶活性的抑抑制包括：：竞争性抑抑制；反馈馈抑制。在在代谢调控控中，主要要是反馈抑抑制。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制反馈抑制：：反应途径径中某些中中间产物或或末端产物物对该途径径中前面反反应的影响响。有正反反馈和负反反馈之分。。反馈抑制的的类型直线式代谢谢途径中的的反馈抑制制第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制分支代谢途途径中的反反馈抑制。。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制为避免在一一个分支上上的产物过过多时不致致同时影响响另一分支支上产物的的供应，微微生物已发发展出多种种调节方式式。（1））同同功功酶酶调调节节同功功酶酶能能催催化化相相同同的的生生化化反反应应，，但但酶酶蛋蛋白白分分子子结结构构有有差差异异的的一一类类酶酶，，它它们们虽虽同同存存于于一一个个个个体体或或同同一一组组织织中中，，但但在在生生理理、、免免疫疫和和理理化化特特性性上上却却存存在在着着差差别别。。第五五章章氨氨基基酸酸发发酵酵机机制制第二二篇篇发发酵酵机机制制如：：大大肠肠杆杆菌菌天天冬冬氨氨族族氨氨基基酸酸合合成成途途径径中中，，有有三三个个同同功功酶酶：：天天冬冬氨氨酸酸激激酶酶ⅠⅠⅡⅡⅢⅢ，，分分别别受受赖赖氨氨酸酸、、苏苏氨氨酸酸、、硫硫氨氨酸酸反反馈馈调调节节。。第五五章章氨氨基基酸酸发发酵酵机机制制第二二篇篇发发酵酵机机制制第五五章章氨氨基基酸酸发发酵酵机机制制第二二篇篇发发酵酵机机制制（2））协协同同反反馈馈抑抑制制：：分支支代代谢谢途途径径中中的的几几个个末末端端产产物物同同时时过过量量时时才才能能抑抑制制共共同同途途径径中中的的第第一一个个酶酶。。（3）累累积反馈馈抑制：：催化分支支合成途途径第一一步反应应的酶有有几种末末端产物物抑制物物，但每每一种如如过量，，按一定定百分率率单独抑抑制共同同途径中中的第一一个酶活活性，总总的抑制制效果是是累加的的，各末末端产物物所起的的抑制作作用互不不影响，，只影响响这个酶酶促反应应的速率率。第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制两种末端端产物同同时存在在时，可可以起着着比一种种末端产产物大得得多的反反馈抑制制作用。。（4）增增效反馈馈抑制：：代谢途途径中任任何一种种末端产产物过量量时，仅仅部分抑抑制共同同途径中中的第一一个酶活活性，但但两个末末端产物物同时过过量时，，其抑制制作用可可超过各各产物存存在的抑抑制能力力的总和和。第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制（5）顺顺序反馈馈抑制：：每个分分支末端端产物抑抑制分支支后的第第一个酶酶，产生生部分抑抑制作用用。通过过逐步有有顺序的的方式达达到的调调节。第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制（二））酶合合成的的调节节（酶酶量））这是一一种在在基因因表达达水平平上的的调节节。分分诱导导和阻阻遏调调节。。第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制这种调调节方方式是是较间间接而而缓慢慢的调调节方方式。。其优优点则则是通通过阻阻止酶酶的过过量合合成，，有利利于节节约生生物合合成的的原料料和能能量。。在正常常代谢谢途径径中，，酶活活性调调节和和酶合合成调调节两两者是是同时时存在在且密密切配配合、、协调调进行行的。。1.诱诱导诱导酶酶：某某些酶酶只有有在它它们催催化的的底物物（或或底物物的结结构类类似物物）存存在时时才能能合成成，此此种酶酶称为为诱导导酶。。诱导酶酶是细细胞为为适应应外来来底物物或其其结构构类似似物而而临时时合成成的一一类酶酶。第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制能促进进诱导导酶产产生的的物质质称为为诱导导物，，它可可以是是该酶酶的底底物，，也可可以是是难以以代谢谢的底底物类类似物物或是是底物物的前前体物物质。。分外外源诱诱导物物：外外源加加入的的；内内源诱诱导物物：菌菌体代代谢途途径的的某些些中间间产物物也能能诱导导该途途径的的某些些酶系系的合合成，，这些些中间间产物物称为为内源源诱导导物。。第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制酶的诱诱导合合成类类型同时诱诱导:当诱诱导物物加入入后，，微生生物能能同时时或几几乎同同时诱诱导几几种酶酶的合合成，，它主主要存存在于于短的的代谢谢途径径中。。例如如，将将乳糖糖加入入到E.coli培培养基基中后后，即即可同同时诱诱导出出β-半乳糖糖苷透性性酶、β-半乳糖糖苷酶和和半乳糖糖苷转乙乙酰酶的的合成；；顺序诱导导:先合合成能分分解底物物的酶，，再依次次合成分分解各中中间代谢谢物的酶酶，以达达到对较较复杂代代谢途径径的分段段调节。。第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制2.阻遏遏当代谢途途径中某某末端产产物过量量时，通通过阻遏遏作用来来阻碍代代谢途径径中包括括关键酶酶在内的的一系列列酶的生生物合成成，从而而更彻底底地控制制代谢和和减少末末端产物物的合成成。第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制反馈阻遏遏：代谢谢终产物物达到一一定浓度度时，反反馈阻遏遏该代谢谢途径的的一种或或几种酶酶的生物物合成。。阻遏的类类型主要要有两种种:末端代谢谢产物阻阻遏分解代谢谢产物阻阻遏。第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制（1）末末端产物物阻遏对直线式式反应途途径，，末端产产物阻遏遏的情况况较为简简单，即即产物作作用于代代谢途径径中的各各种酶，，使之合合成受阻阻遏。第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制对分支代代谢途径径来说，，情况较较复杂。。每种末端产产物仅专一一地阻遏合合成它的那那条分支途途径的酶。。多价阻遏：：有两种或或两种以上上的末端产产物的分支支代谢途径径中，当分分支代谢途途径中的几几种末端产产物同时过过量就反馈馈阻遏其分分支点以前前的共同途途径的“公公共酶”的的合成，仅仅一种产物物过量无阻阻遏作用。。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制（2）分解解代谢产物物阻遏细胞内同时时有两种分分解底物（（如碳源））或其分解解产物存在在时，被菌菌体迅速利利用的那种种分解底物物会阻遏利利用慢的底底物的有关关酶合成的的现象。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制分解代谢物物的阻遏作作用，并非非由于快速速利用的底底物本身直直接作用的的结果，而而是通过其其分解过程程中所产生生的中间代代谢物所引引起。即：：代谢反应应链中，某某些中间代代谢物或末末端代谢物物的过量累累积而阻遏遏代谢途径径中一些酶酶的合成。。如葡萄糖糖效应。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制两种调节的的对比酶合成的调节酶活性的调节不同点调节对象通过酶量的变化控制代谢速率控制酶活性，不涉及酶量变化调节效果相对缓慢快速、精细调节机制基因水平调节，调节控制酶合成酶分子水平调节，调节酶活性相同点细胞内两种方式同时存在，密切配合，高效、准确控制代谢的正常进行。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制（三）能荷荷的调节R曲线合合成系统统，如磷酸酸果糖激酶酶、柠檬酸酸合成酶等等。U曲线消消耗ATP的酶系系，柠檬酸酸裂解酶、、磷酸核糖糖焦磷酸合合成酶等。。当能荷≥0.75，，合成受到到抑制，酶酶活性急速速下降，消消耗ATP的酶活性性急速上升升。两系统统在0.85处交叉叉，酶系达达到平衡。。这种现象存存在于许多多生长状态态的细胞中中。细胞通通过调节腺腺苷酸的比比例，来协协调分解代代谢与合成成代谢的代代谢速率。。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制二、代谢调调控微生物在正正常生长条条件下，可可以通过自自我调节使使机体内的的代谢途径径与代谢类类型互相协协调与平衡衡，通常不不会过量积积累初级代代谢产物。。在某种条条件下，过过量积累的的中间代谢谢产物也能能够被诱导导酶转化为为次级代谢谢产物。但但在人为条条件的控制制下，可以以使微生物物过量产生生各种初级级代谢产物物和次级代代谢产物。。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制初级代谢产产物控制比比较简单。。它的形成成一般只需需要营养条条件即可生生成。通通过改变发发酵工艺条条件如pH、温度、、培养基组组成和微生生物遗传特特性等，达达到改变菌菌体内的代代谢平衡，，过量产生生所需要产产物的目的的。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制实践中，通通过以下途途径来实现现：发酵条件控控制改变细胞的的渗透性改变菌种的的遗传特性性（一）发酵酵条件的控控制1.改变发发酵条件如：啤酒酵酵母在中性性和酸性条条件下培养养，可将葡葡萄糖氧化化生成乙醇醇和二氧化化碳；当在在培养基中中加入亚硫硫酸氢钠或或在碱性条条件下培养养时，则并并不产生乙乙醇，而是是产生甘油油。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制2.使用诱诱导物如：在木霉霉发酵生产产纤维素酶酶中，加入入槐糖可以以诱导纤维维素酶的产产生；木糖糖可以诱导导半纤维素素酶的生成成。青霉素素酰化酶可可用苯乙酸酸为诱导物物。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制3.添加生生物合成的的前体第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制4.培养基基成分和浓浓度的控制制培养基即要要保证微生生物机体生生长需要，，又要利于于代谢产物物的合成，，其组成和和浓度应避避免引起分分解代谢阻阻遏（采用用适当的速速效和迟效效碳源、氮氮源及配比比）。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制如，用甘油油代替果糖糖作为碳源源培养嗜热热脂肪酵母母，可以使使淀粉酶的的产量提高高25倍以以上；用甘甘露糖代替替乳糖作为为培养荧光光假单胞菌菌的碳源，，使纤维素素酶产量提提高1500倍以上上。（二）改变变细胞透性性控制影影响细细胞膜膜通透透性,有利利于代代谢产产物的的分泌泌，可可以避避免末末端产产物反反馈抑抑制。。第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制如，利利用棒棒状杆杆菌的的α-酮戊戊二酸酸脱氢氢酶缺缺失突突变株株，在在葡萄萄糖培培养基基中发发酵生生产谷谷氨酸酸，当当谷氨氨酸浓浓度达达到50mg/g(干细细胞)时，，由于于反馈馈调节节作用用，谷谷氨酸酸的合合成便便终止止。（三））改变变菌种种的遗遗传特特性改变微微生物物的遗遗传特特性，，即改改变酶酶的活活性或或酶的的合成成系统统，使使之对对反馈馈调节节不敏敏感，，达到到过量量生产产代谢谢产物物的目目的。。第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制次级代代谢的的调节节类型型次级代代谢产产物的的种类类在不不同的的微生生物中中不同同，所所以次次级代代谢调调节类类型的的多样样亦可可想而而知。。已知知抗生生素等等次级级代谢谢产物物生物物合成成的调调控类类型包包括诱诱导调调节、、碳分分解产产物调调节、、氮分分解产产物调调节、、磷酸酸盐调调节、、反馈馈调节节、生生长速速度调调节等等。此此就共共性作作一介介绍：：第五五章章氨氨基基酸酸发发酵酵机机制制第二二篇篇发发酵酵机机制制酶合合成成的的诱诱导导调调节节在次次级级代代谢谢途途径径中中，，某某些些酶酶也也是是诱诱导导酶酶，，在在底底物物或或底底物物的的结结构构类类似似物物存存在在时时才才会会产产生生。。第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制反馈调调节反馈调调节在在次级级代谢谢产物物的生生物合合成中中有着着重要要的作作用，，包括括:次级代代谢产产物的的自身身反馈馈调节节；分解代代谢产产物调调节；；初级代代谢产产物的的反馈馈调节节；第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制分解代代谢产产物调调节再次及及代谢谢途径径中，，存在在与初初级代代谢相相似的的分解解产物物调节节现象象。第五章章氨氨基基酸发发酵机机制第二篇篇发发酵机机制在许多多抗生生素发发酵中中，都都发现现了葡葡萄糖糖的抑抑制作作用。。一般般是在在葡萄萄糖等等速效效碳源源耗至至一定定浓度度才开开始才才开始始抗生生素合合成。。除了了葡萄萄糖外外，凡凡能促促进产产生菌菌生长长速度度的碳碳源，，对次次级代代谢产产物生生物合合成都都表现现出抑抑制作作用。。次级级代谢谢产物物的合合成速速率与与产生生菌的的生长长速率率呈相相反关关系。。初级代谢产产物的调节节某些初级代代谢产物可可以调节次次级代谢产产物的合成成，有两种种情况：1.初级代代谢产物和和次级代谢谢产物的合合成有一条条共同的合合成途径，，当初级代代谢产物积积累时，反反馈抑制了了次级代谢谢途径某一一反应的进进行，而最最终抑制了了次级代谢谢产物的合合成。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制2.初级代代谢产物直直接参与次次级代谢产产物的生物物合成，即即初级代谢谢产物是次次级代谢产产物的生物物合成的前前体，当此此种初级代代谢产物因因为积累，，反馈抑制制了它自身身的合成时时，必然也也同时影响响了次级代代谢产物的的合成。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制磷酸盐的调调节在次级代谢谢产物合成成中，高浓浓度磷酸盐盐表现出较较强的抑制制作用，称称为磷酸盐盐调节。磷磷是微生物物生长繁殖殖的必需元元素，浓度度为0.3～300mmol/L时时，能支持持微生物细细胞的生长长，但当浓浓度超过10mmol/L时，就能能抑制许多多抗生素的的生物合成成。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制ATP的调调节作用在研究四环环素的生物物合成过程程中发现，，产生菌体体内的ATP水平调调节着四环环素的合成成。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制产生菌生长长速率的调调节在丰富培养养基中进行行的分批发发酵动力学学研究表明明，大多数数发酵过程程都分为生生长期和生生产期。在在生长期次次级代谢产产物合成酶酶受到阻抑抑作用，次次级代谢产产物不被合合成。主要要是一些抗抗生素合成成酶受到抑抑制或阻遏遏。第五章氨氨基酸发发酵机制第二篇发发酵机制次级代谢调调节：1.酶合成成的诱导调调节2.反馈调调节：次级级代谢产物物自身分解代谢谢产物的的调节初级代谢谢产物的的调节3.磷酸酸盐的调调节：促促进初级级代谢，，抑制次次级代谢谢；4.ATP调节节5.产生生菌生长长速率的的调节第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制三、代谢谢工程代谢工程程：利用用基因工工程技术术，定向向地对细细胞代谢谢途径进进行修饰饰、改造造，以改改变微生生物的代代谢特性性，并与与微生物物基因调调控、代代谢调控控及生化化工程相相结合，，构建新新的代谢谢途径，，生产新新的代谢谢产物的的工程技技术领域域。第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制在代谢工工程设计计中，主主要有改改变代谢谢流、扩扩展代谢谢途径和和构建新新的代谢谢途径三三种。改变代谢谢途径改变代谢谢途径是是指改变变分支代代谢途径径的流向向，阻断断其他代代谢产物物的合成成，以达达到提高高目标产产物的目目的。改变代谢谢途径有有各种方方法，如如加速限限速反应应、改变变分支代代谢途径径流向、、构建代代谢旁路路、改变变能量代代谢途径径等不同同方法。。第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制头孢霉素素C的代代谢工程程菌的构构建α-氨基己二酸中间产物克隆了编编码脱乙乙酰氧基基头孢霉霉素C合合成酶基基因cefEF青霉素N头孢霉素C限速步骤骤所得转化化子头孢孢霉素C产量提提高了25％，，而青霉霉素N的的积累量量减少至至原来的的1/16。第五章氨氨基基酸发酵酵机制第二篇发发酵机机制青霉素N是头孢孢霉素合合成的中中间体。。用顶头头孢发酵酵时，发发现了青青霉素N的积累累