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微生物代谢控制发酵;第五章 代谢控制发酵的应用;第五章 代谢控制发酵的应用;淀粉——葡萄糖;α-淀粉酶及β-淀粉酶水解支链淀粉的示意图 ; 淀粉降解 ;海藻糖;单磷酸己糖途径（HMP）;丙酮酸;各种代谢途径的利用比例;;;;E1:己糖激酶 ;TCA;分子;ATP + 0.5ADP;糖代谢的生物素调节;（2）生物素的调节;生物素主要是影响糖代谢的速度 生物素充足时，糖分解速度提高，造成乳酸积累 生物素缺乏时，丙酮酸氧化能力下降，乙醛酸途径基本是封闭的;生物素充足时：;生物素缺乏时：;第二节 柠檬酸发酵机制与代谢调控;取代羧酸——羟基酸——醇酸; 柠檬酸又名枸橼酸。存在于柠檬、菠萝、葡萄等水果中，此外，天麻、覆盆子、五味子等中药中也有存在。 ;1、柠檬酸的发酵机制;2、柠檬酸的代谢控制;诱变育种（breeding by induced mutation） 指通过人工方法处理均匀而分散的微生物细胞群，在促进其突变率显著提高的基础上，采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选出少数符合目的突变株的过程。 在此过程中，诱变和筛选是两个主要环节。; 诱发突变（induced mutation） 物理因素 紫外线（ultraviolet light） X射线和γ射线 化学因素 碱基结构类似物 与核酸上碱基起化学反应的诱变剂 移码诱变剂;投产率; 诱变育种的基本原则 选择简便有效的诱变剂 挑选优良的出发菌株 处理单细胞或单孢子悬液 选用最适的诱变剂量 充分利用复合处理的协同效应 利用和创造形态、生理与产量间的相关指标 设计高效筛选方案 创造新型筛选方法;柠檬酸发酵优良突变株的筛选;;柠檬酸发酵优良突变株的筛选;柠檬酸发酵优良突变株的筛选;柠檬酸发酵优良突变株的筛选;柠檬酸发酵优良突变株的筛选;柠檬酸发酵优良突变株的筛选;第三节 脂类代谢与控制;多不饱和脂肪酸;γ -亚麻酸;产生菌：多用被孢霉、毛霉、红教母、小克银汉霉;;育种措施1：切断或减弱支路代谢;育种措施2：解除反馈调节;育种措施3：增加前体物质的合成;育种措施4：选育△6－脱氢酶活力强的突变株;育种措施5：强化能量代谢;育种措施6：选育低温生长突变株;谷氨酸的生物合成机制与代谢调节 ;一、谷氨酸的???物合成途径 主要有： Glucose的酵解，EMP? ? ? ? ? ? Glucose的有氧氧化，HMP? ? ? ? ? ? 丙酮酸的有氧氧化，TCA循环? ? ? ? ? ? 乙醛酸循环途径，DCA循环? ? ? ? ? ? CO2固定反应? ? ? ? ? ? α-KGA（α-酮戊二酸）的还原氨基化 这6条途径之间是相互联系和相互制约的。;二、谷氨酸代谢调节机制 谷氨酸发酵是控制磷脂合成代谢的典型例子。 正常情况下，谷氨酸产生菌的细胞膜不允许谷氨酸从细胞内渗透到细胞外。在谷氨酸发酵过程中，一般是通过控制生物素亚适量、添加吐温60或青霉素等手段来调节细胞膜的渗透性，使细胞允许谷氨酸从细胞内渗透到细胞外。;（1）优先合成 谷氨酸比天冬氨酸优先合成，谷氨酸合成过量后，抑制和阻遏自身的合成途径，使代谢流转向天冬氨酸。 （2）谷氨酸脱氢酶（GD）的调节 谷氨酸对谷氨酸脱氢酶存在着反馈抑制和反馈阻遏。 （3）柠檬酸合成酶的调节 柠檬酸合成酶受能荷调节、谷氨酸的反馈抑制和顺乌头酸的反馈抑制。;（4）异柠檬酸脱氢酶的调节 细胞内α-酮戊二酸的量与异柠檬酸的量需维持平衡。当α-酮戊二酸过量时，对异柠檬酸脱氢酶发生反馈抑制作用，停止合成α-酮戊二酸。 （5）α-酮戊二酸脱氢酶在谷氨酸生产菌中先天性丧失或微弱。;（6）磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶受天冬氨酸的反馈抑制，受谷氨酸和天冬氨酸的反馈阻遏。 （7）谷氨酸的合成还与糖代谢、氮代谢的调节有关。 ;三、谷氨酸生产菌的育种思路 ;第四节 氨基酸合成的代谢调节;谷氨酸棒杆菌Lys合成途径 葡萄糖 ↓ 协同反馈抑制 天冬氨酸 ↓AK 天冬氨酰磷酸 ↓ 天冬氨酸半醛 PS↙ ↘HD 二氨基庚二酸(DAP) 高丝氨酸（Hom) ↓ ↙HK