天冬氨酸族氨基酸发酵机制赖氨酸.ppt

1、第八章门冬氨酸族氨基酸发酵反应历程，第八章门冬氨酸族氨基酸发酵反应历程， 重点：门冬氨酸族氨基酸生物合成路线及代谢调节反应历程门冬氨酸族氨基酸生物合成的代谢调节机制酵母和霉菌赖氨酸生物合成路线和调节机制赖氨酸生产菌育种途径难点：门冬氨酸族氨基酸生物合成的代谢调节反应历程氨基酸本身的合成因机体而异，而多种氨基酸的合成路线因机体而异。 谷氨酸族(-酮谷氨酸族)中含有谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、赖氨酸、脯氨酸；焦磷酸族中含有丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸； 门冬氨酸族(氧化物冰乙酸族)中包含门冬氨酸、门冬氨酸、苏氨酸和异亮氨酸磷酸甘油酸族可以使用甘氨酸、丝氨酸和半胱氨酸； 芳香族包括苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸；

2、 另外，组氨酸的合成是一条单独的途径。 第一节生物合成路线(门冬氨酸族)和代谢控制反应历程1、生物合成路线门冬氨酸合成可以以氧化物冰乙酸或门冬氨酸为原料合成苏氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸和赖氨酸。葡萄糖注音字酸氧化物冰乙酸门冬氨酸半醛赖氨酸高丝氨酸劳氏紫苏氨酸异亮氨酸、EMP、CO2固定氧化、氨基化反应、门冬氨酸激酶、门冬氨酸半醛黄素脱氢酶、二氢吡啶二羧酸(DDP )合成酶二， 门冬氨酸族生物合成的代谢调节机制在细菌中，门冬氨酸族氨基酸生物合成路线相同，但其代谢调节机制多种多样。 大肠菌群K12的门冬氨酸激酶(AK) AK:苏氨酸，异亮氨酸的多元抑制和抑制门冬氨酸激酶AK :甲基劳氏紫专一性抑制和抑

3、制AK :赖氨酸专一性抑制和抑制，门冬氨酸-半醛脱氢酶特异性的赖氨酸不完全抑制二氢吡啶二羧酸(DDP ) 二氨基庚二酸(DAP )脱羧酶催化剂被赖氨酸阻碍，均丝氨酸脱氢化酶(HD ) (分支为苏氨酸、甲劳氏紫的第一个酶催化剂) HD HD :抑制苏氨酸种子文件反馈HD :被甲劳氏紫阻碍的苏氨酸脱酶催化剂(异亮氨酸合成路径的酶)反馈异亮氨酸其门冬氨酸激酶只有一种，该酶催化剂有两个结构改变位点，可以与终产物结合，只有一种终产物(赖氨酸或苏氨酸)与酶催化剂结合，酶活力不受影响。 两种最终产物(赖氨酸和苏氨酸)过度云同步与酶催化剂的两个突变位点结合，抑制该酶活力，该最终产物的种子文件反馈抑制称为协同种

4、子文件反馈抑制。 P74图6-3，3 .乳糖发酵短杆菌赖氨酸合成调节P75，图6-5 1)存在代谢优先在苏氨酸和甲劳氏紫方向进行。 2 )与黄色短杆菌不同： AK由于赖氨酸的种子文件反弹抑制存在代谢相互摇滾乐，DDP合成酶催化剂的合成受到亮氨酸抑制。 DDP还原酶被半胱氨酸和丙氨酸抑制。三、酵母和霉菌的赖氨酸生物合成路线和调节机制是通过所谓的同型TCA循环途径进行的，而生物合成酶催化剂和TCA循环酶催化剂是大相迳庭的。第二节赖氨酸生产菌育种途径、起始菌株的选择：代谢较简单的细菌(如黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳酸发酵短杆菌等)1.优先合成的转换：要求渗漏缺陷型的选育。 降低同丝氨酸去氢化酶活性，

5、代谢流优先合成赖氨酸。 均丝氨酸脱氢化酶漏出缺陷型。 2、阻断支路代谢：营养缺陷型的选育。黄短杆菌、谷氨酸棒杆菌，对门冬氨酸激酶的种子文件反馈抑制是赖氨酸的协同作用，诱导缺失高丝氨酸黄素脱氢酶，截断对苏氨酸、甲劳氏紫的代谢流，控制高丝氨酸(或苏氨酸)的量，降低苏氨酸浓度，解除协同反馈作用3、抗结构类似物变异株的选育(代谢调节变异)。 优点：突变株遗传解除了终产物对自身合成路线酶催化剂的调节，不受培养基中物质浓度要求的影响，且生产稳定。 突变诱导门冬氨酸激酶查询密码的结构基因发生突变，对赖氨酸和结构类似物不敏感，即使存在过量的苏氨酸，该酶催化剂也不与赖氨酸和结构类似物结合，而酶活力中心不改变。

6、4、解除代谢联摇滾乐选育亮氨酸缺陷型菌株，或以抗AEC赖氨酸生产菌为起始菌株，通过诱变得到抗AEC兼抗亮氨酸缺陷型菌株。 筛选培育了抗亮氨酸结构类似物的突变株，遗传解除了亮氨酸对DDP合成酶催化剂的抑制。 选育对苯醌或喹啉诱导体敏感的菌株是寻找亮氨酸渗漏缺陷型菌株的有效方法。 5、增加前驱物的生物合成和堵塞产物的生成方法：选育丙氨酸缺陷型抗门冬氨酸结构类似物突变株的适当CO2固定酶催化剂/选育TCA循环酶活力比变异株1 .在TCA循环的葡萄糖注音字酸氧化物冰乙酸门冬氨酸赖氨酸2 .通过磷酸烯醇丙酮酸羧化反应的葡萄糖酚基丙酮酸氧化物冰乙酸丙酮酸赖氨酸、 6、改变胞质膜通透性7、选育温度易感性突变

7、株的门冬氨酸系分支代谢途径8、细胞工程和遗传工程科学育种9、防止高产菌株的突然变异，选育遗传性稳定的菌株，对产菌的多个遗传标记菌种进行培养和保存时，培养基丰富，特别是在培养营养物时添加抗生素，抑制了突变株的生长第三节苏氨酸、麦劳氏紫、高产丝氨酸和门冬氨酸育种途径，苏氨酸高产菌株应具备的生化特征，DDP合成酶活力极弱，或缺陷苏氨酸脱阿摩尼亚酶活力极弱，或缺陷CO2固定能力强，门冬氨酸合成能力强，门冬氨酸激酶活性强， 苏氨酸和赖氨酸的协同二，高丝氨酸菌种的选育途径，DDP合成酶活力极弱或缺乏的琥珀酸高丝氨酸合成酶催化剂酶催化剂酶活力极弱或缺乏的高丝氨酸激酶，CO2固定能力强，门冬氨酸合成能力强，门冬氨酸激酶活性强，苏氨酸和赖氨酸的协同种子文件反吸抑制高产高丝氨酸菌株应具备的生化特征、三、麦劳氏紫育种途径、高产麦劳氏紫应具备的生化特性， DDP合成酶活力极弱或欠缺的S-腺嘌呤核苷劳氏紫酶活力极弱或欠缺的高丝氨酸激酶，CO2固定能力强、门冬氨酸合成能力强、门冬氨酸激酶活性强的四、门冬氨酸的育种途径