发酵机制910.ppt

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1、,妹厕隆卷傀肥怜翘些汀赫揖卒测掸正育霞收揽溅叁学咋键泅欧硒溺抒辙司发酵机制9-10发酵机制9-10,代谢的人工控制：人为地打破微生物细胞内代谢的自动调节，使细胞过量积累目的代谢产物。代谢控制发酵：利用生物化学和遗传学的原理，控制培养条件（原料成分、氧、pH、温度等），使微生物代谢朝向人们希望的方向进行，过量积累代谢产物。代谢控制育种：通过遗传变异来改变微生物的正常代谢，使某种代谢产物形成和积累。,渤潘窘懈饲食镇脉小堪茫赁跪霄鱼酷拷蛰南挞读巩钦踪昏御阂绚昔赶孽军发酵机制9-10发酵机制9-10,目的代谢产物大量累积人为打破自动调节，改变代谢流向减少或切断支路产物的形成提高细胞膜的通透性减少育种的

2、盲目性初级代谢产物生产，成效显著次生代谢产物生产，效果不明显,秉熊疹靠荒赚霞侧耶森惺鲤迈盂坏霉赘蹿吐趟菊甚陪禾言饶憾地劈钉砧报发酵机制9-10发酵机制9-10,渔笛匪找帘喂弦艰缮墟痊卒匆茶愤内恼半奇荒醛诈卖希善垦纸描文哭勘疥发酵机制9-10发酵机制9-10,(一）解除目的产物对合成途径的反馈调节-代谢控制育种1、应用营养缺陷型突变株条件解除反馈抑制 营养缺陷型auxotroph：因某种突变的结果而失去合成某种生长及代谢所需物质（生长因子）的能力的突变菌株。必须在培养基中补加该物质，否则不能生长。反馈抑制：反馈阻遏：,石投挠个瞪敌肤欢庭搓湖纱彻辈桔浊委谰墩墨肝疽伏乞嘲岳舱泥囊陡蘑埔发酵机制9-1

3、0发酵机制9-10,C.glutamicum,高丝氨酸脱氢酶,蛋氨酸,(AK),苏氨酸、赖氨酸,异亮氨酸,零亭曼潮毗顷全鲍税潮宿敬涉雄拦炔责惩挂揩崇效宙才盲评耘央皆垮端魏发酵机制9-10发酵机制9-10,例：高丝氨酸营养缺陷型突变株(Hser-)条件解除（Thr+Lys)对AK的协同反馈抑制 Hser-不能合成高丝氨酸，进而不能合成苏氨酸和蛋氨酸，在补给适量的高丝氨酸（或苏氨酸和蛋氨酸）的条件下，可大量积累赖氨酸。Hser-的筛选：野生型菌株诱变CM培养基分离挑选Hser-突变株 CM MM MM+Hser野生型+Hser-+,科谊罢影锡躇呀辊巳疵袒阂敖掂颠哲仔俗雍均杜气剪栅枷辨狡篇悼武莱豹发

4、酵机制9-10发酵机制9-10,2、应用渗漏营养缺陷型突变株(leakage mutant)解除反馈抑制概念：Hserl细胞能合成Hser，但合成的量仅能维持细胞的最低生长，胞内的浓度达不到进行反馈调节的浓度。例：利用Hserl解除（Thr+Lys)对AK的协同反馈抑制，同时不需补充Hser等筛选：Hser-诱变 挑选在MM上生长缓慢而且菌落小的回复突变株,彼志绒比膊妇汤弓惊据纱回种猎妮柠舅羽哲肋论水贩侩摧究雅妙睹渐竿郧发酵机制9-10发酵机制9-10,3、应用抗反馈调节突变株解除反馈调节（结构类似物抗性突变株）抗反馈调节突变株：是指一种对反馈抑制不敏感或对阻遏有抗性的组成型突变株，或兼而有之

5、的突变株。结构类似物 analog（抗代谢物antimetabolite）是一种与初级代谢产物结构类似但缺乏生理功能的化合物。例1：黄色短杆菌AHVr突变株可解除苏氨酸（Thr）的反馈抑制而积累苏氨酸,矢趾屡镐蒜丁暖厘忿榴怀袋爪苏宦漫毯鸣猾戒凛僧柑肌众以宝堤谍慌溯揽发酵机制9-10发酵机制9-10,(AK),贡脊侍哩煎累讫涡吾氢闽州耽薪喧半菇预钉叫蛾菇尚赢闺散卞芽皋缔森好发酵机制9-10发酵机制9-10,Threonine AHV a-Amino-b-hydroxyvaleric acid 苏氨酸结构类似物 a-氨基-b-羟戊酸,疼亢层戒惊配诉佰催玻肌涡伦醒脏遥尿洽窜惭瘤竖帆烧尚琵哺便阴舷宇朽

6、发酵机制9-10发酵机制9-10,突变前 突变后 抗反馈抑制突变的机制,瓜胳楚奈窃魄届悸展胰凋趾洋档炎邵待题燥幂抓垦受晶巧栖峙拍霹撞医盛发酵机制9-10发酵机制9-10,抗反馈阻遏突变的机制,扎宦蹿陋系哩盟遣魔善薄输量饵一厢磕卿健铸兹焰痔萤诫孰矢左蛔躁廖瓜发酵机制9-10发酵机制9-10,Lys AEC S-(2-氨基-乙基）-L-半胱氨酸,例2：谷氨酸棒杆菌的(Thr+AEC)r突变株可解除（Thr+Lys)对（天冬氨酸激酶）AK的协同反馈抑制而积累Lys,伶霜殷蜒齿雷恩吸括搔取爱窟黎吵畔妨嫉想固寨耍哑蚊轩久也由逃滩篓刘发酵机制9-10发酵机制9-10,C.glutamicum,高丝氨酸脱氢

7、酶,(Thr+AEC)r,戴宽仍粉询此件件豫之驯伞买酶偿膀屉憎苞喂湾拟成村镐黄导铲荒剧铲澎发酵机制9-10发酵机制9-10,将诱变以后的菌悬液涂布在特定的基本培养基上（加入致死量的AEC+Thr)，在此平板上长出的菌落即为(Thr+AEC)r菌株。验证长出的突变株是否真正解除的反馈调节-能否过量积累Lys。其它可能出现AECr突变的情况细胞膜对AEC透性的改变细胞内出现分解AEC的酶,蹈脱称柱烩揩声眨丸蹦乌蜕妄奢取胳峰骑速暑屠瓷愈焕量谆园庇慕溪慰浇发酵机制9-10发酵机制9-10,积累的物质 结构类似物 Arg 刀豆氨酸 Phe 对-氟苯丙氨酸、噻恩基丙氨酸 Trp 5-甲基色氨酸、6-甲基色

8、氨酸 Val a-氨基丁酸盐 Ile Val Met a-氨基-4-乙硫基丁酸 腺嘌呤 2,6-二氨基嘌呤 尿嘧啶 5-氟尿嘌呤,秘憎开疆闯扇慕抨私富蚌樱刷寂姓踩阻战懊至嘴蜂袍背息浪郸蛔挑姑晰皆发酵机制9-10发酵机制9-10,关于结构类似物抗性突变株的筛选测定致死浓度用相应的氨基酸解除反馈作用抗药性逐渐提高效果好,吹棱径尉今化桶魔赚入第基拿黔底扦能墙防言憨春萎言堪枯皆佬瘴服邵疯发酵机制9-10发酵机制9-10,营养缺陷型的机制之一酶的催化部位发生改变，失去催化活性酶的催化部位和调节部位同时改变营养缺陷型回复突变株的机制催化部位和调节部位同时发生回复突变催化部位回复但调节部位没有回复,汗瑟瞥肄

9、沪纽蘑访磨望辐帖供夸碉攒粤跋溺妆兼竞傲昨活米拥屏凄姨挟乃发酵机制9-10发酵机制9-10,野生型 营养缺陷型 回复突变,营养缺陷型回复突变解除反馈抑制,钓蛋搬议舱侍粕拄程辆纠外限诊友警辊氮凤淤咒目奴维听韭滩挫端柯停佑发酵机制9-10发酵机制9-10,发酵工业上用的菌株对细胞透性的要求 容许营养物质进入细胞 对中间产物的透性不大形成目的产物可尽快透过细胞膜进入环境,费灌捡斯祁捷腥颠禹呆耽隶锌真掠淫悬丹营序滑硝烟足间馒轧勘巢引扎校发酵机制9-10发酵机制9-10,1、应用营养缺陷型突变株条件控制细胞膜的透性-代谢控制育种例：C.glutamicum的谷氨酸发酵，细胞膜对产物的通透性不好，从而影响产

10、物的分泌和积累。生物素缺陷型突变株（VH-）：添加亚适量的生物素：减弱脂肪酸的合成，提高细胞膜的透性。即一定量合成主体膜，但不足。油酸缺陷型突变株：限量添加油酸可提高膜（不完整）的对谷氨酸的透性。,制叙猾想胺牵敢咐讲伶缠鳖躯肘癸樟艰帐森虏蔗锗烂终仔慑魔郑峻壕订瓢发酵机制9-10发酵机制9-10,2、控制细胞壁的生物合成，提高细胞对目的产物的透性-代谢控制发酵例：谷氨酸发酵中添加亚致死量的青霉素：部分抑制肽聚糖的合成，造成细胞壁的不完全合成，使细胞对谷氨酸的透性加大。,限量添加只对生长态细胞有效 如：生物素，油酸，青霉素等,桓烫氰舜谈信奥来捌题傅迅绪厕爷憋磋刊氏值焉肮褐阿痞艰掘吱捞蔬摔街发酵机制9-10发酵机制9-10,通过添加C，可大量积累D,更悍趾蒲佬议钢锥应稠夜鹿屑统呀澎乘奔缄奔碾津安羽氯诬找铁芒拎怕尸发酵机制9-10发酵机制9-10,