生物合成途径的代谢调控终产物阻遏end.pptVIP

（三）控制细胞膜渗透性 * (一)、生物合成途径的代谢调控； 1、终产物阻遏（end product repression) 终产物阻遏该途径所有酶的合成。 2、反馈（feedback)或变构抑制(allosteric inhibition)： 终产物对该合成途径第一酶合成的抑制 A B C D E1 E2 E3 Gene1 Gene2 Gene3 终产物反馈抑制 mRNA合成被阻遏 DNA mRNA 总结 1、酶的诱导（enzyme induction): 底物或其结构类似物活化与降解有关的酶。 乳糖操纵子学说。 2、分解代谢产物阻遏（catabolite repression) ： 葡萄糖阻遏大量其他诱导酶的合成。 (二)、分解途径的代谢调控： 三、代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用 工业发酵的目的：大量积累人们所需要的微生物代谢产物。 代谢的人工控制：人为地打破微生物的代谢控制体系，使代谢朝着人们希望的方向进行。 人工控制代谢的手段： 改变微生物遗传特性(遗传学方法）； 控制发酵条件（生物化学方法）； 改变细胞膜透性； （1）对于直线式代谢途径：选育营养缺陷性突变株只能积累中间代谢产物 A a B b C c D d E 1.1营养缺陷型菌株的应用 末端产物E对生长乃是必需的，所以，应在培养基中限量供给E，使之足以维持菌株生长，但又不至于造成反馈调节（阻遏或抑制），这样才能有利于菌株积累中间产物C 。 1.遗传学方法 (2) 分支代谢途径：情况较复杂，可利用营养缺陷性克服协同或累加反馈抑制积累末端产物，亦可利用双重缺陷发酵生产中间产物 A B C D E F G 分支途径——①赖氨酸发酵:谷氨酸棒杆菌的Hom– 分支途径——②肌苷酸发酵（IMP合成途径的代谢调控） 调控理论的实践应用 1.2 抗反馈控制突变株的应用 ★抗反馈控制突变株——是指对反馈抑制不敏感或对阻遏有抗性，或两者兼有之的菌株。 ★抗反馈控制突变株可以从终产物结构类似物抗性突变株和营养缺陷性回复突变株中获得。 ★获得方法及其原理： 对氟苯丙氨酸 苯丙氨酸 D-精氨酸 精氨酸 乙硫氨酸 异亮氨酸 ?-氨基-?-羟基戊酸（AHV) 苏氨酸 S-（2氨基乙基）-L半胱氨酸-(AEC) 赖氨酸 结构类似物 目标产物 1.3选育组成型突变株和超产突变株 如果调节基因发生突变，以至产生无效的阻遏物而不能和操纵基因结合，或操纵基因突变，从而造成结构基因不受控制的转录，酶 的生成将不再需要诱导剂或不再被末端产物或分解代谢物阻遏，这样的突变株称为 组成型突变株。少数情况下，组成型突变株可产生大量的、比亲本高的多的酶，这种突变株称为超产突变株。 D A B C E F （二）生物化学方法 1. 添加前体绕过反馈控制点：亦能使某种代谢产物大量产生 (-) (-) (-) 2. 添加诱导剂：从提高诱导酶合成量来说，最好的诱导剂往往不是该酶的底物，而是底物的衍生物， 3. 发酵与分离过程耦合： 4. 控制发酵的培养基成分： 使胞内的代谢产物迅速渗漏出去,解除末端产物的反馈抑制。 1. 用生理学手段—— 直接抑制膜的合成或使膜受缺损 如: 在Glu发酵中把生物素浓度控制在亚适量可大量分泌Glu； 控制生物素的含量可改变细胞膜的成分，进而改变膜透性； 当培养液中生物素含量较高时采用适量添加青霉素的方法； 再如：产氨短杆菌的核苷酸发酵中控制因素是Mn2+； Mn2+的作用与生物素相似。 2. 利用膜缺损突变株 ——油酸缺陷型、甘油缺陷型 如:用谷氨酸生产菌的油酸缺陷型，培养过程中，有限制地添加油酸，合成有缺损的膜，使细胞膜发生渗漏而提高谷氨酸产量。 甘油缺陷型菌株的细胞膜中磷脂含量比野生型菌株低，易造成谷氨酸大量渗漏。应用甘油缺陷型菌株，就是在生物素或油