生物合成途徑的代謝調(diào)控終產(chǎn)物阻遏

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1、(一)、生物合成途徑的代謝調(diào)控；1、終產(chǎn)物阻遏（endproductrepression)終產(chǎn)物阻遏該途徑所有酶的合成。2、反饋（feedback)或變構(gòu)抑制(allostericinhibition)：終產(chǎn)物對(duì)該合成途徑第一酶合成的抑制ABCDE1E2E3Gene1Gene2Gene3終產(chǎn)物反饋抑制mRNA合成被阻遏DNAmRNA總結(jié)1、酶的誘導(dǎo)（enzymeinduction):底物或其結(jié)構(gòu)類似物活化與降解有關(guān)的酶。乳糖操縱子學(xué)說(shuō)。2、分解代謝產(chǎn)物阻遏（cataboliterepression)：葡萄糖阻遏大量其他誘導(dǎo)酶的合成。(二)、分解途徑的代

2、謝調(diào)控：三、代謝的人工控制及其在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用工業(yè)發(fā)酵的目的：大量積累人們所需要的微生物代謝產(chǎn)物。代謝的人工控制：人為地打破微生物的代謝控制體系，使代謝朝著人們希望的方向進(jìn)行。人工控制代謝的手段：改變微生物遺傳特性(遺傳學(xué)方法）；控制發(fā)酵條件（生物化學(xué)方法）；改變細(xì)胞膜透性；（1）對(duì)于直線式代謝途徑：選育營(yíng)養(yǎng)缺陷性突變株只能積累中間代謝產(chǎn)物AaBbCcDdE1.1營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的應(yīng)用末端產(chǎn)物E對(duì)生長(zhǎng)乃是必需的，所以，應(yīng)在培養(yǎng)基中限量供給E，使之足以維持菌株生長(zhǎng)，但又不至于造成反饋調(diào)節(jié)（阻遏或抑制），這樣才能有利于菌株積累中間產(chǎn)物C。1.遺傳學(xué)方法(2

3、)分支代謝途徑：情況較復(fù)雜，可利用營(yíng)養(yǎng)缺陷性克服協(xié)同或累加反饋抑制積累末端產(chǎn)物，亦可利用雙重缺陷發(fā)酵生產(chǎn)中間產(chǎn)物ABCDEFG分支途徑——①賴氨酸發(fā)酵:谷氨酸棒桿菌的Hom–分支途徑——②肌苷酸發(fā)酵（IMP合成途徑的代謝調(diào)控）調(diào)控理論的實(shí)踐應(yīng)用1.2抗反饋控制突變株的應(yīng)用★抗反饋控制突變株——是指對(duì)反饋抑制不敏感或?qū)ψ瓒粲锌剐?，或兩者兼有之的菌株?！锟狗答伩刂仆蛔冎昕梢詮慕K產(chǎn)物結(jié)構(gòu)類似物抗性突變株和營(yíng)養(yǎng)缺陷性回復(fù)突變株中獲得?！铽@得方法及其原理：目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)類似物賴氨酸S-（2氨基乙基）-L半胱氨酸-(AEC)蘇氨酸?-氨基-?-羥基戊酸（AHV)

4、異亮氨酸乙硫氨酸精氨酸D-精氨酸苯丙氨酸對(duì)氟苯丙氨酸1.3選育組成型突變株和超產(chǎn)突變株如果調(diào)節(jié)基因發(fā)生突變，以至產(chǎn)生無(wú)效的阻遏物而不能和操縱基因結(jié)合，或操縱基因突變，從而造成結(jié)構(gòu)基因不受控制的轉(zhuǎn)錄，酶的生成將不再需要誘導(dǎo)劑或不再被末端產(chǎn)物或分解代謝物阻遏，這樣的突變株稱為組成型突變株。少數(shù)情況下，組成型突變株可產(chǎn)生大量的、比親本高的多的酶，這種突變株稱為超產(chǎn)突變株。DABCEF（二）生物化學(xué)方法1.添加前體繞過(guò)反饋控制點(diǎn)：亦能使某種代謝產(chǎn)物大量產(chǎn)生(-)(-)(-)2.添加誘導(dǎo)劑：從提高誘導(dǎo)酶合成量來(lái)說(shuō)，最好的誘導(dǎo)劑往往不是該酶的底物，而是底物的衍生物

5、，3.發(fā)酵與分離過(guò)程耦合：4.控制發(fā)酵的培養(yǎng)基成分：（三）控制細(xì)胞膜滲透性使胞內(nèi)的代謝產(chǎn)物迅速滲漏出去,解除末端產(chǎn)物的反饋抑制。1.用生理學(xué)手段——直接抑制膜的合成或使膜受缺損如:在Glu發(fā)酵中把生物素濃度控制在亞適量可大量分泌Glu；控制生物素的含量可改變細(xì)胞膜的成分，進(jìn)而改變膜透性；當(dāng)培養(yǎng)液中生物素含量較高時(shí)采用適量添加青霉素的方法；再如：產(chǎn)氨短桿菌的核苷酸發(fā)酵中控制因素是Mn2+；Mn2+的作用與生物素相似。2.利用膜缺損突變株——油酸缺陷型、甘油缺陷型如:用谷氨酸生產(chǎn)菌的油酸缺陷型，培養(yǎng)過(guò)程中，有限制地添加油酸，合成有缺損的膜，使細(xì)胞膜發(fā)生滲漏

6、而提高谷氨酸產(chǎn)量。甘油缺陷型菌株的細(xì)胞膜中磷脂含量比野生型菌株低，易造成谷氨酸大量滲漏。應(yīng)用甘油缺陷型菌株，就是在生物素或油酸過(guò)量的情況下，也可以獲得大量谷氨酸。