氨基酸概论教程.pptVIP

酸水解法 蛋白质原料用6～10M盐酸或8M硫酸于110～120℃水解12～24h，除酸后即得多种氨基酸混合液，经分离可得几种氨基酸。此法优点是水解迅速而彻底，产物全部为L-氨基酸，无消旋作用，缺点是色氨酸全部被破坏。目前我国有6种氨基酸尚需用水解提取法生产，它们分别是亮氨酸、 胱氨酸、组氨酸、精氨酸、丝氨酸和酪氨酸。 碱水解法 蛋白质原料经4~6M氢氧化钠于100℃水解6h，即得多种氨基酸混合液。该法水解迅速而彻底，且色氨酸不被破坏，但含羟基或巯基的氨基酸全部被破坏，且发生消旋作用，故工业很少采用。 酶水解法 蛋白质原料在一定pH和温度下经蛋白水解酶分解成氨基酸和小肽的过程称为酶水解法。此法优点为反应条件温和，无需特殊设备，氨基酸不破坏，无消旋作用。缺点是水解不彻底，产物中除氨基酸外，尚有较多肽类。 * * 氨基酸发酵为代谢控制发酵。所谓代谢控制发酵（Metabolic Control Fermentation)就是利用遗传学的方法或其它生物化学的方法，人为地在DNA分子水平上改变和控制微生物的代谢，使目的产品大量生成、积累的发酵。 在正常活细胞内，每种物质的代谢由于都有其严格的调控机制，其中间产物和终产物都不会积累，若要选育某种代谢产生大量积累的菌株，必须破坏或解除原有的调控关系并建立新的调节机制，方能达到目的。所以说由发酵所生成的目的产物都是微生物中间代谢产物或终产物的积累，是对微生物正常代谢抑制的结果。换句话说，代谢控制发酵的关键取决于微生物代谢控制机制是否能够被解除，能否打破微生物正常的代谢调节，人为地控制微生物的代谢。 代谢控制发酵的出现与发展，与以下几方面的发展是密不可分的： ①由于生物化学的发展，确立了代谢图。随着代谢途径研究的不断深入，发现了反馈调节机制，特别是酶的变构动力学指出了多种酶活性调节的基本类型。由于微生物遗传学的发展，发现了分解代谢途径操纵子（如乳糖操纵子、阿拉伯糖操纵子、组氨酸操纵子、麦芽糖调节子等）和合成代谢途径操纵子（如色氨酸操纵子、苯丙氨酸操纵子、苏氨酸操纵子、精氨酸操纵子等）的调控机制，从而阐明了微生物代谢的调节机制。 ②由于分子生物学和分子遗传学的发展。可以人为地在DNA分子水平上改变微生物的代谢，多方面利用微生物的代谢流活动，使微生物的菌学性质按人为的目的变化。一般通过诱变选育各种突变株，如营养缺陷型突变株、结构类似物抗性突变株、营养缺陷回复突变株、渗漏突变株、条件突变株等；通过转导、转化、杂交、原生质本融合等细胞内基因重组方法获得目的重组子；通过重组DNA技术构建基因工程菌株。 ③合理控制环境条件。采用过程控制方法，完善受控参数，对发酵过程进行最优化控制，使目的产物大量积累。 * 有关利用微生物进行发酵的发展情况，如图1所示。 天然发酵（酿造工业）人们尚不清楚微生物与发酵的关系，只是单凭经验而继承的产业。其主要产品为黄酒、白酒、啤酒、葡萄酒、酱油、腐乳、干酪等发酵。 纯培养(纯种发酵）随着显微镜的发明，微生物的发现以及微生物纯分离培养成功，并设计了便于灭菌的密闭式发酵罐，进入了微生物发酵的第一转折期——纯培养技术阶段。纯培养主要应用在酒精发酵、乳酸发酵、丙酮和丁醇发酵、甘油发酵等，纯培养均为厌氧发酵。 通风培养，尽管早在1928年英国弗来明就发现了青霉素，但直到第二次世界大战中期，大约是1943年，青霉素才大量生产，其主要原因是青霉素必须在通风条件下生产。通风搅拌技术的应用是微生物发酵的第二转折期。通风发酵主要应用在抗生素发酵、维生素发酵、有机酸和酶制剂发酵等。 代谢控制发酵， 1957年日本谷氨酸发酵获得成功，随后其它氨基酸和核苷酸发酵也取得成功，人们开始从DNA分子水平控制微生物代谢。因此代谢控制发酵技术被称为微生物发酵第三个转折期。代谢控制发酵主要为氨基酸发酵、核酸类物质发酵等。 发酵原料的转变，即非碳水化合物发酵，如以烷烃、天然气、石油、纤维素等原料进行的发酵。60年代采用烷烃、乙酸、天然气等原料进行石油发酵，后因公众对石油制品毒性的怀疑而被迫停产。发酵原料的转变为微生物发酵的第四转折期。 现代生物技术，代谢控制发酵、生化工程、分子生物学，特别是基因工程的研究日益成熟并用于生产。随着现代生物技术，特别是基因工程的发展，为人类定向育种提供了新途径，创造了优秀的基因工程菌为人类服务。现代生物技术的应用被称为微生物发酵的第五转折期。 * 氨基酸是组成蛋白质的基本单位，通常由5种元素组成，即碳、氢、氧、氮和硫，硫主要存在蛋氨酸、半胱氨酸和胱氨酸中。在