氨基酸与核酸发酵.ppt

（四）肌苷酸发酵1、肌苷酸生产方法（1）1961年发现枯草杆菌可以在培养液中蓄积少量肌苷酸。在生产中应用的菌种都是产氨短杆菌的变异株。由产氨短杆菌ATCC6872紫外光照射得到的KY1302菌株，可生成肌苷酸11.2～12.8克/升。（2）可以由酵母或细菌提取RNA，然后依靠橘青霉或金色链霉菌的5′-磷酸二脂酶和脱氨酶的作用制成肌苷酸；（3）也可以用微生物发酵糖质原料制成肌苷，再以化学方法或微生物的核苷酸磷酸化酶催化肌苷和无机磷酸进行反应，生成肌苷酸。第25页,共31页，星期六，2024年，5月2、肌苷酸生产菌的选育（1）改善细胞膜对肌苷酸透过性障碍。（2）经过诱变筛选腺嘌呤或黄嘌呤缺陷型变异株。（3）对Mn2+不敏感。第26页,共31页，星期六，2024年，5月3、直接发酵法生产肌苷酸（1）培养基的选择适量腺嘌呤、1％左右的磷盐和镁盐、His、Lys、Hser、Gly、Ala的混合物、生物素亚适量。（2）发酵条件①接种量②温度控制③pH控制④通气量控制（3）肌苷酸的提取①离子交换树脂法②活性炭吸附法第27页,共31页，星期六，2024年，5月（五）鸟苷酸发酵发酵生成鸟苷酸的微生物有谷氨酸棒杆菌、产氨短杆菌的多种变异株。因直接发酵糖质原料生产GMP的产量只有2克/升左右，还不能用于工业生产。产氨短杆菌ATCC6872虽然在前体鸟嘌呤添加时，可生成15.3克/升GMP，也因前体物昂贵尚无法投产。第28页,共31页，星期六，2024年，5月生产GMP的方法1、GMP工业生产多用发酵法先制成鸟苷，然后通过微生物或化学磷酸化作用转变为GMP。生产鸟苷采用的菌种有枯草杆菌、短小芽孢杆菌、产氨短杆菌的多种变异株，它们的特点是生成必需嘌呤碱基并对嘌呤结构类似物具有抗性，各菌株的鸟苷生成量达10克/升左右。第29页,共31页，星期六，2024年，5月2.生产GMP的另一种方法，是首先发酵糖质原料生成黄苷酸，然后再用另一种菌将黄苷酸转化为GMP，也可将两种菌混合培养制成GMP。谷氨酸小球菌和产氨短杆菌的变异株都可积累黄苷酸。把黄苷酸转化为GMP的菌株多采用产氨短杆菌的变异株。如果将黄苷酸产生菌和把黄苷酸转化为GMP的菌混合培养时，前者与后者恰当的比例为10：1，GMP生成量达9.67克/升。3.生产GMP的第3种方法是：先以发酵法生产AICAR（5-氨基-4-甲酰胺咪唑-核糖），再以AICAR为原料，化学合成为GMP。第30页,共31页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第31页,共31页，星期六，2024年，5月关于氨基酸与核酸发酵第一节谷氨酸生产一、谷氨酸生产原料及其处理（一）糖蜜的预处理：降低生物素含量。（二）淀粉的糖化：酸解法、酶解法、酸酶法和酶酸法。第2页,共31页，星期六，2024年，5月二、谷氨酸产生菌1956年，日本木下等人发现谷氨小球菌。相继发现小球菌、棒杆菌、短杆菌、节杆菌等一大批谷氨酸产生菌。我国使用的多是野生型菌株通过诱变筛选的谷氨酸棒杆菌。第3页,共31页，星期六，2024年，5月(一)糖质原料发酵的谷氨酸生产菌的共同特征①细胞呈球形、棒形或短杆形；②革兰氏染色呈阳性反应；③无鞭毛，不能运动；④是需氧性的微生物；⑤不形成芽孢；⑥以生物素作为生长因子；⑦具有一定的谷氨酸蓄积能力。第4页,共31页，星期六，2024年，5月（二）常用的生产菌株北京棒杆菌AS1-299钝齿棒杆菌黄色短杆菌北京棒杆菌黄色短杆菌第5页,共31页，星期六，2024年，5月三、谷氨酸合成途径1.谷氨酸合成的方式（1）转氨基作用（2）还原氨基化作用2.谷氨酸合成途径EMP途径、HMP途径、TCA、乙醛酸循环、二氧化碳固定反应等。第6页,共31页，星期六，2024年，5月由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢途径①-苹果酸酶②-丙酮酸羧化酶③-丙酮酸脱羧酶④-异柠檬酸脱氢酶⑤-异柠檬酸裂解酶⑥-α-酮戊二酸脱氢酶⑦-谷氨酸脱氢酶⑧-苹果酸脱氢酶⑨-乳酸脱氢酶第7页,共31页，星期六，2024年，5月3.谷氨酸合成过程中各途径的意义（1）糖酵解途径：葡萄糖降解为丙酮酸，丙酮酸进入三羧酸循环。（2）HMP途径：生成的NADH2是还原氨基化反应必须的供氢体。（3）TCA途径：提供谷氨酸的前体物质α-酮戊二酸。（4）CO2固定反应：在苹果酸酶和丙酮酸羧化酶作用下分别生成丙酮酸和草酰乙酸，前者氧化为草酰乙酸，使草酰乙酸得到补充。（5）乙醛酸途径：通过异柠檬酸裂解酶作用补充琥珀酸，维持菌体生长需要。（6