第九章天冬氨酸族氨基酸发酵.ppt

第九章 天冬氨酸族氨基酸发酵 主要包括： 天冬氨酸 赖氨酸 高丝氨酸 苏氨酸 蛋氨酸 异亮氨酸。;第一节 天冬氨酸族氨基酸生物合成途径;;;;第四节 赖氨酸发酵 生产菌选育的思路 切断或减弱之路代谢 选育营养缺陷型或渗漏菌株可达到赖氨酸积累的目的。;解除反馈调节 限速酶 1）磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PC） 受到天冬氨酸的反馈抑制，可通过筛选结构类似物抗性菌株，丙氨酸缺陷型等方法解除。 ;2）天冬氨酸激酶 受到苏氨酸和赖氨酸的协同反馈抑制，可通过选育结构类似物的抗性突变株解除反馈抑制。 3）二氢二吡啶二羧酸合成酶（PS） 受到亮氨酸的代谢互锁。;解除代谢互锁 赖氨酸生物合成与亮氨酸存在代谢互锁。 解除代谢互锁的方法： 1）选育亮氨酸缺陷型 2）选育抗结构类似物菌株 3）温度敏感型 4）选育对苯醌、喹啉衍生物敏感突变株;改善膜的通透性 增加前体物质的合成 切断支路，增加前体物质。 1）选育丙氨酸缺陷型 2）选育抗天冬氨酸结构类似物 3）选育合适的co2固定和TCA循环比;选育温度敏感型突变株 选育脲酶回复突变株 利用基因工程技术构建工程菌。;第五节 苏氨酸发酵 苏氨酸高产菌具备的生化特征 1）二氧化碳固定反应强 2）天冬氨酸合成能力强 3）天冬氨酸激酶活性强 4）高丝氨酸脱氢酶活力强 5）二氢二吡啶二羧酸合成酶活力弱或丧失 6）琥珀酰高丝氨酸转琥珀酰酶活力弱或丧失;7）谷氨酸脱氢酶活力弱 8）苏氨酸脱氨酶活力弱或丧失;选育苏氨酸生产菌的方法 切断支路 选育营养缺陷型是有效的方法。 解除反馈调节 选育抗结构类似物菌株是有效的方法。解除关键酶天冬氨酸激酶和高丝氨酸脱氢酶的反馈抑制。;增加前提物质天冬氨酸的合成 1）选育抗天冬氨酸结构类似物菌株 2）选育丙氨酸缺陷型 3）强化从丙酮酸到苏氨酸代谢流 选育FPs突变株 以琥珀酸为唯一碳源生长良好的菌株 减弱或消除丙酮酸激酶和柠檬酸合成酶 生物素过量;切断苏氨酸进一步代谢途径 选育异亮氨酸缺陷型或渗漏型菌株 利用生物技术选育高产菌株 1）利用转导、转化方法 2）利用原生质体融合方法 3）基因工程技术构建工程菌;第六节 蛋氨酸发酵 蛋氨酸高产菌株的生化特征 1）二氧化碳固定反应强 2）天冬氨酸合成能力强 3）天冬氨酸激酶活性强 4）高丝氨酸脱氢酶活力强 5）二氢二吡啶二羧酸合成酶活力弱或丧失 6）琥珀酰高丝氨酸转琥珀酰酶活力强 7）s-腺苷蛋氨酸合成酶丧失;蛋氨酸高产菌株育种思路 解除反馈调节 1）解除自身的反馈调节，筛选抗蛋氨酸结构类似物菌株。 2）选育抗SAM结构类似物菌株 3）解除苏氨酸和赖氨酸对天冬氨酸激酶的协同反馈抑制;切断支路代谢 选育缺陷型（Thr-和Lys-） 切断蛋氨酸向下反应的通路 选育抗性或缺陷型菌株。;第十章 鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸发酵;;谷氨酸;精氨酸发酵 ;一、精氨酸发酵代谢控制育种策略;二、由突变菌株发酵生产精氨酸 物理、化学诱变的方法选育带有多重遗传标记，解除反馈调节的菌株。 三、由转导子发酵生产精氨酸 利用转导的方法，选育高产菌株。 四、工程菌的构建 克隆与精氨酸合成相关基因，制备重组质粒，导入宿主，构建工程菌。;第十一章 异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸发酵;丙酮酸;缬氨酸发酵 一、L-缬氨酸的生产方法 1.提取法 动物血粉、蚕蛹及毛发水解液中，利用离子交换法提取L-缬氨酸。 特点： 1）操作简单、周期短、提取率高。 2）成本高;2.合成法 化学合成法制备DL-缬氨酸，经外消旋体拆开（如用酰基-DL-氨基酸酶水解）。 特点： 1）成本高 2）反应复杂、步骤多、副产物多。;发酵法 特点： 原料成本低、反应条件温和及容易实现大规模生产 添加前体物质发酵法（微生物转化法） 直接发酵法;二、L-缬氨酸生产菌的育种策略 1.切断或改变平行代谢支路 ;2.解除具体自身的反馈调节 合成中第一限速酶受L-缬氨酸的反馈抑制，另外合成酶系受三个末端产物的多价阻遏。 通过选育抗结构类似物菌株，提高L-缬氨酸的产量。; 3.增加前体物质的合成 通过选育以琥珀酸为唯一碳源生长慢 丙氨酸缺陷型 4.切断进一步代谢途径 丧失缬氨酸分解能力丧失菌株 5.选育营养缺陷型回复突变株 6.构建工程菌;第十二章 色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸;磷酸烯醇式丙酮酸;色氨酸发酵 一、L-色氨酸的生产方法 1.酶法 利用微生物中L-色氨酸合成酶系的催化功能生产色氨酸;;2.微生物转化法 3.直接发酵法 4.其他方法 二、L-色氨酸育种策略 1.切断支路代谢 2.解除自身反馈抑制 3.增加前提物质的合成 4.切断进一步代谢 5.其他方法