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1、第四章发酵机制第四章发酵机制无氧呼吸无氧呼吸，又称厌氧呼吸，是一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物（个别为有机氧化物）的生物氧化。这是一类在无氧条件下进行的产能效率较低的特殊呼吸。其特点是底物按常规途径脱氢后，经部分呼吸链递氢，最终由氧化态的无机物（个别是有机物延胡索酸）受氢。（1）硝酸盐呼吸 又称反硝化作用。硝酸盐在微生物生命活动中具有两种功能，其一是在有氧或无氧条件下所进行的同化性硝酸盐还原作用，亦即微生物利用硝酸盐作为其氮源营养物的作用；其二是在无氧条件下，微生物利用硝酸盐作为呼吸链的最终氢受体，这是一种异化性的硝酸盐还原作用共同特点是硝酸盐都要经过一种含钼的硝酸盐还原酶将其还原为亚硝
2、酸。硫酸盐呼吸 是一种由硫酸盐还原细菌（或称反硫化细菌）把经呼吸链传递的氢交给硫酸盐这类末端氢受体的一种厌氧呼吸。这是一种异化性的硫酸盐还原作用。通过这一过程，微生物就可在无氧条件下借呼吸链的电子传递磷酸化而获得能量。硫酸盐还原的最终产物是H2S，自然界中的大多数H2S是由这一反应产生的。与硝酸盐还原细菌不同的是，硫酸盐还原细菌都是一些严格依赖于无氧环境的专性厌氧细菌（4）碳酸盐呼吸 是一类以CO2或重碳酸盐作为无氧呼吸链的末端氢受体的无氧呼吸。根据其还原产物的不同，可分为两种类型，一类是产甲烷菌产生甲烷的碳酸盐呼吸，另一类为产乙酸细菌产生乙酸的碳酸盐呼吸。能量转移几个概念几个概念底物水平磷酸
3、化氧化磷酸化光合磷酸化第二节微生物的合成代谢一、糖类的生物合成二、脂肪酸的生物合成三、氨基酸和核苷酸的生物合成氨基酸的生物合成方式：氨基化作用；转氨基作用；糖代谢的中间产物为前体合成氨基酸。第三节分解代谢和合成代谢间的联系第三节分解代谢和合成代谢间的联系分解代谢的功能在于保证正常合成代谢的进行，而合成代谢又反过来为分解代谢创造了更好的条件，两者相互联系，促进了生物个体的生长繁殖和种族的繁荣发展。中间代谢产物的重要性中间代谢产物的重要性如果在生物体中只进行能量代谢，则有机能源的最终结局只是产生ATP、H2O和CO2，这时便没有任何中间代谢物可供累积，因此，合成代谢也不可能正常进行。相反，如果要进
4、行正常的合成代谢，又须抽走大量为分解代谢正常进行所必需的中间代谢物，结果也势必影响具有循环机制的分解代谢的正常运转。一、兼用代谢途径一、兼用代谢途径凡在分解代谢和合成代谢中具有双重功能的途径，就称兼用代谢途径。EMP、HMP和TCA循环是重要的兼用代谢途径。在兼用代谢途径中，合成途径并非分解途径的完全逆转。在分解与合成代谢途径中，在相应的代谢步骤中，往往还包含了完全不同的中间代谢物。在真核生物中，合成代谢和分解代谢一般在细胞的不同区域中分隔进行，原核生物因其细胞结构上的间隔程度低，故反应的控制主要在简单的酶分子水平上进行。二、代谢物回补顺序二、代谢物回补顺序 所谓回补顺序，又称补偿途径或添补途
5、径，就是指能补充兼用代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢物的反应。这样，当重要产能途径中的关键中间代谢物必须被大量用作生物合成的原料时，仍可保证能量代谢的正常进行。微生物的代谢调控与发酵生产微生物的代谢调控与发酵生产微生物有着一整套可塑性极强和极精微生物有着一整套可塑性极强和极精确的代谢调节系统，以保证上千种酶确的代谢调节系统，以保证上千种酶能正确无误、有条不紊地进行极其复能正确无误、有条不紊地进行极其复杂的新陈代谢反应。杂的新陈代谢反应。一、微生物代谢过程中的自我调节一、微生物代谢过程中的自我调节1、控制营养物质透过细胞膜进入细胞、控制营养物质透过细胞膜进入细胞 2、通过酶的定位控制酶与底物
6、的接触、通过酶的定位控制酶与底物的接触 3、控制代谢物流向、控制代谢物流向 其中以其中以调节代谢流调节代谢流的方式最为重要，它包括的方式最为重要，它包括两个方面，两个方面，一是一是“粗调粗调”，即调节酶的合，即调节酶的合成量，二是成量，二是“细调细调”，即调节现成酶分子，即调节现成酶分子的催化活力的催化活力，两者往往密切配合和协调，两者往往密切配合和协调，以达到最佳调节效果。以达到最佳调节效果。利用微生物代谢调控能力的利用微生物代谢调控能力的自然缺损自然缺损或通过人为方法或通过人为方法获得突破代谢调控获得突破代谢调控的的变异菌株，可为发酵工业提供生产有变异菌株，可为发酵工业提供生产有关代谢产物
7、的高产菌株。关代谢产物的高产菌株。一、酶活性的调节一、酶活性的调节酶活性的调节酶活性的调节是指在酶分子水平上的一种代谢调是指在酶分子水平上的一种代谢调节，它是通过改变现成的酶分子活性来调节新陈节，它是通过改变现成的酶分子活性来调节新陈代谢的速率，包括代谢的速率，包括酶活性的激活和抑制酶活性的激活和抑制两个方面。两个方面。（一）调节方式：（一）调节方式：1 1、酶活性的激活：酶活性的激活：在代谢途径中后面的反应可被较在代谢途径中后面的反应可被较前面的反应产物所促进的现象；常见于分解代谢途径。前面的反应产物所促进的现象；常见于分解代谢途径。2 2、酶活性的抑制：酶活性的抑制：包括：竞争性抑制和反馈
8、抑制。包括：竞争性抑制和反馈抑制。概念：反馈：指反应链中某些中间代谢产物或终产物概念：反馈：指反应链中某些中间代谢产物或终产物对该途径关键酶活性的影响。对该途径关键酶活性的影响。一、酶活性的调节一、酶活性的调节凡使反应速度加快的称凡使反应速度加快的称正反馈正反馈；凡使反应速度减慢的称凡使反应速度减慢的称负反馈负反馈（反馈抑制）；（反馈抑制）；反馈抑制反馈抑制主要表现在某代谢途径的末端产物过量主要表现在某代谢途径的末端产物过量时可反过来直接抑制时可反过来直接抑制 该途径中第一个酶的活性。主该途径中第一个酶的活性。主要表现在氨基酸、核苷酸合成途径中。要表现在氨基酸、核苷酸合成途径中。特点：作用直接
9、、效果快速、末端产物浓度降低时又特点：作用直接、效果快速、末端产物浓度降低时又可解除可解除，是可逆的。是可逆的。第一个酶（有活性）第一个酶（无活性）终产物 终产物（调节物）结合在调节中心酶活性的抑制主要是反馈抑制，它主要表现在某代谢途径的末端产物（即终产物）过量时，这个产物可反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性，促使整个反应过程减慢或停止，从而避免了末端产物的过多累积。反馈抑制的类型反馈抑制的类型1直线式代谢途径中的反馈抑制直线式代谢途径中的反馈抑制反馈抑制的类型反馈抑制的类型2、分支代谢途径中的反馈抑制：在分支代谢、分支代谢途径中的反馈抑制：在分支代谢途径中，反馈抑制的情况较为复杂，为了避免
10、途径中，反馈抑制的情况较为复杂，为了避免在在 一个分支上的产物过多时不致同时影响另一个分支上的产物过多时不致同时影响另一分支上产物的供一分支上产物的供 应，微生物发展出多种调应，微生物发展出多种调节方式。节方式。主要有：主要有：同功酶的调节，同功酶的调节，顺序反馈，协同反顺序反馈，协同反馈，积累反馈调节等。馈，积累反馈调节等。（1 1）同功酶调节同功酶调节 同功酶是指能催化相同的生化反应，但酶蛋白分子结构有差异的一类酶，它们虽同存于一个个体或同一组织中，但在生理、免疫和理化特性上却存在着差别。同功酶的主要功能在于其代谢调节。在一个分支代谢途径中，如果在分支点以前的一个较早的反应是由几个同功酶所
11、催化时，则分支代谢的几个最终产物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用。协同反馈抑制协同反馈抑制 （concerted feedback inhibition）定义：分支代谢途径中几个末端产物同时过量定义：分支代谢途径中几个末端产物同时过量时才能抑制时才能抑制 共同途径中的第一个酶的一种反共同途径中的第一个酶的一种反馈调节方式。馈调节方式。合作反馈抑制合作反馈抑制 （cooperative feedback inhibition）定义：系指两种末端产物同时存在时，可以起着比一种末端产物大得多的反馈抑制作用。积累反馈抑制积累反馈抑制 （cumulative feedback inhibition）每
12、一分支途径末端产物按一定百分比单独抑制每一分支途径末端产物按一定百分比单独抑制共同途径中前共同途径中前 面的酶，所以当几种末端产物面的酶，所以当几种末端产物共同存在时它们的抑制作用是共同存在时它们的抑制作用是 积累的，各末积累的，各末端产物之间既无协同效应，亦无拮抗作用。端产物之间既无协同效应，亦无拮抗作用。顺序反馈抑制顺序反馈抑制 （sequential feedback inhibition）一种终产物的积累一种终产物的积累,导致前一中间产物的积累，导致前一中间产物的积累，通过后者反馈通过后者反馈 抑制合成途径关键酶的活性，抑制合成途径关键酶的活性，使合成终止。使合成终止。酶活力调节的机制
13、酶活力调节的机制1.1.变构酶理论：变构酶理论：变构酶为一种变构蛋白，酶分子间构变构酶为一种变构蛋白，酶分子间构象的变化影响酶活。其上具有两个以上立体专一性不同象的变化影响酶活。其上具有两个以上立体专一性不同的接受部位，一个是活性中心，另一个是调节中心。的接受部位，一个是活性中心，另一个是调节中心。活性位点活性位点:与底物结合与底物结合变构位点变构位点:与抑制剂结合与抑制剂结合,构象变化构象变化,不能与底物结合不能与底物结合 与激活剂结合与激活剂结合,构象变化构象变化,促进与底物结合促进与底物结合 变构酶上有两个位点：变构酶上有两个位点：协同效应中，酶有多个调节位点，协同效应中，酶有多个调节位
14、点，只有每一位点与终产物结合才产生反馈。只有每一位点与终产物结合才产生反馈。同功酶（同功酶（isoenzyme)isoenzyme)理论：理论：某一产物过量仅抑制相应酶活，对其他产物没某一产物过量仅抑制相应酶活，对其他产物没影响。影响。酶的活性可以调控酶的活性可以调控在代谢途径中调节酶活性在代谢途径中调节酶活性几个酶或十几个酶前后配合，完成一系列几个酶或十几个酶前后配合，完成一系列代谢反应，形成一条代谢反应，形成一条代谢途径代谢途径。在一条代。在一条代谢途径中，常常是前一个酶促反应的产物，谢途径中，常常是前一个酶促反应的产物，便是下一个酶促反应的底物。便是下一个酶促反应的底物。q共价调节共价调
15、节 有有时时候候，酶酶蛋蛋白白分分子子可可以以和和一一个个基基团团形形成成共共价价结结合合，结结合合的的结结果果，使使酶酶蛋蛋白白分分子子结结构构发发生生改改变，使酶活性发生改变。例如，与变，使酶活性发生改变。例如，与磷酸根磷酸根的结合。的结合。这种调节酶活性的情况称为这种调节酶活性的情况称为酶的共价调节酶的共价调节。q竞争性抑制竞争性抑制 有的酶在遇到一些化学结构与底物有的酶在遇到一些化学结构与底物相似的分子时，这些分子与底物竞争相似的分子时，这些分子与底物竞争结合酶的活性中心，亦会表现出酶活结合酶的活性中心，亦会表现出酶活性的降低（抑制）。这种情况称为酶性的降低（抑制）。这种情况称为酶的的
16、竞争性抑制竞争性抑制。竞争性抑制剂竞争性抑制剂在结构上与在结构上与底物相似底物相似二、酶合成的调节二、酶合成的调节酶合成的调节是一种通过调节酶的合成量酶合成的调节是一种通过调节酶的合成量进而调节代谢速率的调节机制，这是一种进而调节代谢速率的调节机制，这是一种在基因水平上（在原核生物中主要在转录在基因水平上（在原核生物中主要在转录水平上）的代谢调节。水平上）的代谢调节。凡能促进酶生物合成的现象，称为凡能促进酶生物合成的现象，称为诱导诱导。能阻碍酶生物合成的现象，则称为能阻碍酶生物合成的现象，则称为阻遏阻遏。与上述调节酶活性的反馈抑制等相比，调与上述调节酶活性的反馈抑制等相比，调节酶的合成（即产酶
17、量）而实现代谢调节节酶的合成（即产酶量）而实现代谢调节的方式是一类的方式是一类较间接而缓慢的调节方式较间接而缓慢的调节方式。其其优点优点则是通过阻止酶的过量合成，有利则是通过阻止酶的过量合成，有利于节约生物合成的原料和能量。于节约生物合成的原料和能量。在正常代谢途径中，酶活性调节和酶合成在正常代谢途径中，酶活性调节和酶合成调节两者是同时存在且密切配合、协调进调节两者是同时存在且密切配合、协调进行的。行的。（一）酶合成调节的类型（一）酶合成调节的类型1诱导诱导根据酶的生成是否与环境中所存在的该酶根据酶的生成是否与环境中所存在的该酶底物或其有关物的关系，可把酶划分成底物或其有关物的关系，可把酶划分
18、成组组成酶和诱导酶成酶和诱导酶两类。两类。诱导酶诱导酶是细胞为适应外来底物或其结构类是细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的一类酶。似物而临时合成的一类酶。能促进诱导酶产生的物质称为诱导物，它能促进诱导酶产生的物质称为诱导物，它可以是该酶的底物，也可以是难以代谢的可以是该酶的底物，也可以是难以代谢的底物类似物或是底物的前体物质。底物类似物或是底物的前体物质。酶的诱导合成类型酶的诱导合成类型同时诱导同时诱导：即当诱导物加入后，微生物能：即当诱导物加入后，微生物能同时或几乎同时诱导几种酶的合成，它主同时或几乎同时诱导几种酶的合成，它主要存在于短的代谢途径中。例如，将乳糖要存在于短的代谢途径中
19、。例如，将乳糖加入到加入到E Ecolicoli培养基中后，即可同时诱导培养基中后，即可同时诱导出出-半乳糖苷透性酶、半乳糖苷透性酶、-半乳糖苷酶和半乳糖苷酶和半乳糖苷转乙酰酶的合成；半乳糖苷转乙酰酶的合成；顺序诱导顺序诱导：即先合成能分解底物的酶，再：即先合成能分解底物的酶，再依次合成分解各中间代谢物的酶，以达到依次合成分解各中间代谢物的酶，以达到对较复杂代谢途径的分段调节。对较复杂代谢途径的分段调节。2 2阻遏阻遏 在微生物的代谢过程中，当代谢途径中某末端产在微生物的代谢过程中，当代谢途径中某末端产物过量时，除可用前述的反馈抑制的方式来抑制物过量时，除可用前述的反馈抑制的方式来抑制该途径中
20、关键酶的活性以减少末端产物的生成外，该途径中关键酶的活性以减少末端产物的生成外，还可通过阻遏作用来阻碍代谢途径中包括还可通过阻遏作用来阻碍代谢途径中包括关关键酶键酶在内的一系列酶的生物合成，在内的一系列酶的生物合成，从而更彻底地控制从而更彻底地控制代谢和减少末端产物的合成。代谢和减少末端产物的合成。阻遏作用有利于生物体节省有限的养料和能量。阻遏作用有利于生物体节省有限的养料和能量。阻遏的类型主要有阻遏的类型主要有末端代谢产物阻遏末端代谢产物阻遏和和分解代谢分解代谢产物阻遏产物阻遏两种。两种。（1 1）末端产物阻遏）末端产物阻遏指由某代谢途径末端产物的过量累积而引指由某代谢途径末端产物的过量累积
21、而引起的阻遏。对直线式反应途径来说，末端起的阻遏。对直线式反应途径来说，末端产物阻遏的情况较为简单，即产物作用于产物阻遏的情况较为简单，即产物作用于代谢途径中的各种酶，使之合成受阻遏。代谢途径中的各种酶，使之合成受阻遏。对分支代谢途径来说，情况就较复杂。每对分支代谢途径来说，情况就较复杂。每种末端产物仅专一地阻遏合成它的那条分种末端产物仅专一地阻遏合成它的那条分支途径的酶。支途径的酶。代谢途径分支点以前的代谢途径分支点以前的“公共酶公共酶”仅受所仅受所有分支途径末端产物的阻遏，此即称有分支途径末端产物的阻遏，此即称多价多价阻遏作用。阻遏作用。末端产物阻遏在代谢调节中有着重要的作末端产物阻遏在代
22、谢调节中有着重要的作用，它可保证细胞内各种物质维持适当的用，它可保证细胞内各种物质维持适当的浓度。浓度。（2）分解代谢物阻遏）分解代谢物阻遏现象：现象：当细胞内同时存在两种可利用底物（碳源或当细胞内同时存在两种可利用底物（碳源或氮源）时，利用快的底物会阻遏与利用慢的氮源）时，利用快的底物会阻遏与利用慢的底物有关的酶合成。底物有关的酶合成。原因：原因：阻遏并不是由于快速利用底物直接作用的结果，而是阻遏并不是由于快速利用底物直接作用的结果，而是由这种底物分解过程中产生的中间代谢物引起的，由这种底物分解过程中产生的中间代谢物引起的，所以称为分解代谢物阻遏所以称为分解代谢物阻遏分解代谢产物阻遏分解代谢
23、产物阻遏葡萄糖效应葡萄糖效应 二次生长现象二次生长现象 大肠杆菌利用混合碳源生长时时，发现大肠杆菌利用混合碳源生长时时，发现葡萄糖会抑制其它糖的利用葡萄糖会抑制其它糖的利用 大肠杆菌在含乳糖和葡萄糖的培养基大肠杆菌在含乳糖和葡萄糖的培养基中，优先利用葡萄糖，并只有当葡萄中，优先利用葡萄糖，并只有当葡萄糖耗尽后才开始利用乳糖，这就形成糖耗尽后才开始利用乳糖，这就形成了在两个对数生长期中间的第二个生了在两个对数生长期中间的第二个生长停滞期长停滞期 1.1.单独加入葡萄糖时，菌体生长几乎没有延迟期；单独加入葡萄糖时，菌体生长几乎没有延迟期；单独加入乳糖时，菌体生长有明显的延迟期；单独加入乳糖时，菌体
24、生长有明显的延迟期；2.2.同时加入葡萄糖和乳糖时，菌体呈二次生长同时加入葡萄糖和乳糖时，菌体呈二次生长（二）酶合成调节的机制（二）酶合成调节的机制酶合成的诱导操纵子学说：酶合成的诱导操纵子学说：操纵子（操纵子（operon）：是基因表达和控制的）：是基因表达和控制的一个完整单元，其中包括一个完整单元，其中包括启动基因启动基因(promoter)、操纵基因操纵基因(operator)和和结构基结构基因因(Structural gene)3部分。部分。启动基因启动基因是一种能被依赖于是一种能被依赖于DNADNA的的RNARNA多聚酶所识别的碱基多聚酶所识别的碱基顺序，它既是顺序，它既是RNARN
25、A多聚酶的结合部位，也是转录的起始点；多聚酶的结合部位，也是转录的起始点；操纵基因操纵基因是位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，是位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，能与阻遏物（一种调节蛋白）相结合，以此来决定结构基能与阻遏物（一种调节蛋白）相结合，以此来决定结构基因的转录是否能进行；因的转录是否能进行；结构基因结构基因则是决定某一多肽的则是决定某一多肽的DNADNA模板，可根据其上的碱模板，可根据其上的碱基顺序转录出对应的基顺序转录出对应的mRNAmRNA，然后再可通过核糖体而转译出，然后再可通过核糖体而转译出相应的酶。一个操纵子的转录，就合成了一个相应的酶。一个操纵子的转录，就
26、合成了一个mRNAmRNA分子。分子。调节基因调节基因 用于编码组成型调节蛋白的基因。调节基因一用于编码组成型调节蛋白的基因。调节基因一般位于相应操纵子的附近。般位于相应操纵子的附近。效应物效应物 是一类低分子量的信号物质（如糖类及其衍生物、是一类低分子量的信号物质（如糖类及其衍生物、氨基酸和核苷酸等），氨基酸和核苷酸等），包括诱导物和辅阻遏物包括诱导物和辅阻遏物两种，它们两种，它们可与调节蛋白相结合以使后者发生变构作用，并进一步提可与调节蛋白相结合以使后者发生变构作用，并进一步提高或降低与操纵基因的结合能力。高或降低与操纵基因的结合能力。色氨酸操纵子模型操纵子分两类操纵子分两类:一类是一类是
27、诱导型操纵子诱导型操纵子，只有当存在诱导物，只有当存在诱导物（一种效应物）时，其转录频率才最高，（一种效应物）时，其转录频率才最高，并随之转译出大量诱导酶，出现诱导现象。并随之转译出大量诱导酶，出现诱导现象。另一类是另一类是阻遏型操纵子阻遏型操纵子，只有当缺乏辅阻，只有当缺乏辅阻遏物（一种效应物）时，其转录频率才最遏物（一种效应物）时，其转录频率才最高。由阻遏型操纵子所编码的酶的合成，高。由阻遏型操纵子所编码的酶的合成，只有通过去阻遏作用才能起动。只有通过去阻遏作用才能起动。腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶乳糖操纵子模型解释分解代谢物的阻遏机制乳糖操纵子模型解释分解代谢物的阻遏机制 乳糖操纵子的启动基
28、因内，除乳糖操纵子的启动基因内，除RNARNA聚合酶结合位点外，还聚合酶结合位点外，还有一个称为有一个称为CAP-cAMPCAP-cAMP复合物的结合位点复合物的结合位点 cAMP cAMP 是环腺苷酸，是环腺苷酸，CAPCAP是降解物基因活化蛋白（又称为是降解物基因活化蛋白（又称为cAMPcAMP受体蛋白，受体蛋白，CRPCRP），当），当CAPCAP与与cAMPcAMP结合后，就会被活化。结合后，就会被活化。CAP-cAMP CAP-cAMP复合物又会激活启动基因，并使复合物又会激活启动基因，并使RNA RNA 聚合酶与启聚合酶与启动基因结合。动基因结合。乳糖与葡萄糖同时存在时，因为分解葡
29、萄糖的酶类属于乳糖与葡萄糖同时存在时，因为分解葡萄糖的酶类属于组成酶，能迅速地将葡萄糖降解成某种中间产物（组成酶，能迅速地将葡萄糖降解成某种中间产物（X X），），X X既会阻止既会阻止ATPATP环化形成环化形成cAMPcAMP，同时又会促进，同时又会促进cAMPcAMP分解成分解成AMPAMP，从而降低了，从而降低了cAMPcAMP的浓度，继而阻遏了与乳糖降解有关的的浓度，继而阻遏了与乳糖降解有关的诱导酶合成。诱导酶合成。只有当葡萄糖耗尽后，只有当葡萄糖耗尽后，cAMPcAMP才能回升到正常浓度，操纵才能回升到正常浓度，操纵子重新开启，并开始利用乳糖作为碳源，形成菌体的二子重新开启，并开始
30、利用乳糖作为碳源，形成菌体的二次生长。次生长。当代谢产生末端代谢产物色氨酸后，色氨酸作为效应物与原阻遏物结合，使后者发生变构效应，并能与操纵基因结合，从而阻止了结构基因的表达酶阻遏的色氨酸操纵子模型三、调控理论的应用调控理论的应用食品发酵的目的：食品发酵的目的：大量积累人们所需要的微生物代谢大量积累人们所需要的微生物代谢产物。产物。代谢的人工控制：代谢的人工控制：人为地打破微生物的代谢控制体系，人为地打破微生物的代谢控制体系，使代谢朝着人们希望的方向进行。使代谢朝着人们希望的方向进行。人工控制代谢的手段：人工控制代谢的手段：改变微生物遗传特性改变微生物遗传特性(遗传学方法）；遗传学方法）；控制
31、发酵条件（生物化学方法）；控制发酵条件（生物化学方法）；改变细胞膜透性。改变细胞膜透性。(一)遗传学方法遗传学方法1 1、筛选抗反馈突变株、筛选抗反馈突变株 如如:对诱变后的菌种用终产物结构类似物，筛选对诱变后的菌种用终产物结构类似物，筛选对终产物积累不敏感的细胞株。对终产物积累不敏感的细胞株。产生原因：产生原因：1 1）酶结构发生改变；）酶结构发生改变；2 2）酶系统发生改变。）酶系统发生改变。因此细胞不受终产物反馈抑制，产生过量的产物。因此细胞不受终产物反馈抑制，产生过量的产物。(一一)遗传学方法遗传学方法2、营养缺陷型菌株的应用、营养缺陷型菌株的应用（1）对于直线式代谢途径：选育营养缺陷
32、性）对于直线式代谢途径：选育营养缺陷性 突变株只能积累中间代谢产物突变株只能积累中间代谢产物 A B C D Eabcd=末端产物末端产物E对生长乃是必需的，所以，应在培养基中限量供对生长乃是必需的，所以，应在培养基中限量供 给给E，使之足以维持菌株生长，但又不至于造成反馈调节使之足以维持菌株生长，但又不至于造成反馈调节（阻遏或抑制），这样才能有利于菌株积累中间产物（阻遏或抑制），这样才能有利于菌株积累中间产物C。分支代谢途径：分支代谢途径：情况较复杂，可利用营养缺陷性克服协同或累情况较复杂，可利用营养缺陷性克服协同或累加反馈抑制积累末端产物，亦可利加反馈抑制积累末端产物，亦可利 用双重缺用双
33、重缺陷发酵生产中间产物。陷发酵生产中间产物。分支途径分支途径赖氨酸生产赖氨酸生产(2)(2)应用抗反馈调节的突变株解除反馈调节应用抗反馈调节的突变株解除反馈调节抗反馈调节突变菌株，就是指一种对反馈抗反馈调节突变菌株，就是指一种对反馈抑制不敏感或对阻遏有抗性的组成型菌株，抑制不敏感或对阻遏有抗性的组成型菌株，或兼而有之的菌株。或兼而有之的菌株。在这类菌株中，因其反馈抑制或阻遏已解在这类菌株中，因其反馈抑制或阻遏已解除，或是反馈抑制和阻遏已同时解除，所除，或是反馈抑制和阻遏已同时解除，所以能分泌大量的末端代谢产物。以能分泌大量的末端代谢产物。（二）生物化学方法（二）生物化学方法1 1、添加前体绕过
34、反馈控制点：亦能使某种代谢产物大量产生。、添加前体绕过反馈控制点：亦能使某种代谢产物大量产生。2 2、添加诱导剂：从提高诱导酶合成量来说、添加诱导剂：从提高诱导酶合成量来说,最好的诱导剂往往最好的诱导剂往往不是该酶的底物，而是底物的衍生物，不是该酶的底物，而是底物的衍生物，3 3、发酵与分离过程耦合：、发酵与分离过程耦合：4 4、控制发酵的培养基成分：、控制发酵的培养基成分：（三）控制细胞膜渗透性（三）控制细胞膜渗透性使胞内的代谢产物迅速渗漏出去使胞内的代谢产物迅速渗漏出去,解除末端产物的反解除末端产物的反馈抑制。馈抑制。1 1、用生理学手段、用生理学手段 直接抑制膜的合成或使膜受缺直接抑制膜
35、的合成或使膜受缺损。损。如如:在在GluGlu发酵中，生物素引起膜透性下降。把生发酵中，生物素引起膜透性下降。把生物素浓度控物素浓度控 制在亚适量可大量分泌制在亚适量可大量分泌GluGlu。2 2、利用膜缺损突变株、利用膜缺损突变株 油酸缺陷型、甘油缺陷型。油酸缺陷型、甘油缺陷型。如如:用谷氨酸生产菌的油酸缺陷型，培养过程中，用谷氨酸生产菌的油酸缺陷型，培养过程中，有限制地添加油酸，合成有缺损的膜，使细胞膜发生有限制地添加油酸，合成有缺损的膜，使细胞膜发生渗漏而提高谷氨酸产量。渗漏而提高谷氨酸产量。9、静夜四无邻，荒居旧业贫。3月-233月-23Friday,March 17,202310、雨
36、中黄叶树，灯下白头人。15:39:4315:39:4315:393/17/2023 3:39:43 PM11、以我独沈久，愧君相见频。3月-2315:39:4315:39Mar-2317-Mar-2312、故人江海别，几度隔山川。15:39:4315:39:4315:39Friday,March 17,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。3月-233月-2315:39:4315:39:43March 17,202314、他乡生白发，旧国见青山。17 三月 20233:39:43 下午15:39:433月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。三月 233:39 下午3月-2315:39M
37、arch 17,202316、行动出成果，工作出财富。2023/3/17 15:39:4315:39:4317 March 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。3:39:43 下午3:39 下午15:39:433月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。3月-233月-23Friday,March 17,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。15:39:4315:39:4315:393/17/2023 3:39:43 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。3月-2315:39:4315:39Mar-2317-
38、Mar-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。15:39:4315:39:4315:39Friday,March 17,202313、不知香积寺，数里入云峰。3月-233月-2315:39:4315:39:43March 17,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。17 三月 20233:39:43 下午15:39:433月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。三月 233:39 下午3月-2315:39March 17,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/3/17 15:39:4315:39:4317 March 202317
39、、空山新雨后，天气晚来秋。3:39:43 下午3:39 下午15:39:433月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。3月-233月-23Friday,March 17,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。15:39:4315:39:4315:393/17/2023 3:39:43 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。3月-2315:39:4315:39Mar-2317-Mar-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。15:39:4315:39:4315:39Friday,March 17,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。3月-233月-2315:
40、39:4315:39:43March 17,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。17 三月 20233:39:43 下午15:39:433月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。三月 233:39 下午3月-2315:39March 17,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/3/17 15:39:4315:39:4317 March 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。3:39:43 下午3:39 下午15:39:433月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉