第五章 谷氨酸發(fā)酵機(jī)制.ppt

1、,第五章 谷氨酸發(fā)酵機(jī)制 重點(diǎn)：谷氨酸生物合成途徑及調(diào)節(jié)機(jī)制；EMP途徑和HMP途徑；TCA、DCA和CO2固定作用；氨的導(dǎo)入；細(xì)胞膜通透性控制；菌種選育模型與控制方法； 難點(diǎn)：細(xì)胞膜通透性控制；菌種選育模型與控制方法；,谷氨酸，學(xué)名：-氨基戊二酸；其單鈉鹽：谷氨酸鈉，商品名稱味精，是重要的調(diào)味品。 早期生產(chǎn)谷氨酸的方法有兩種，一是提取法：甜菜廠付產(chǎn)物糖蜜中含有焦谷氨酸，用強(qiáng)堿處理可得到谷氨酸；二是蛋白質(zhì)水解法：將面筋加酸水解，再分離提純。1957年發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸在日本協(xié)和發(fā)酵公司投產(chǎn)。 谷氨酸生產(chǎn)菌能夠在體外積累菌體最大生長(zhǎng)需要量300多倍的谷氨酸，研究發(fā)現(xiàn)：大量積累并非是當(dāng)初設(shè)想的由于特

2、異代謝途徑導(dǎo)致，而是： 代謝調(diào)節(jié)控制； 細(xì)胞膜通透性的特異調(diào)節(jié)； 發(fā)酵條件的適合；,第一節(jié) 谷氨酸的生物合成途徑及調(diào)節(jié)機(jī)制 一、EMP途徑、HMP途徑 谷氨酸生產(chǎn)菌存在著兩種代謝途徑：EMP、HMP ；EMP/HMP=10/90。 二、TCA、DCA和CO2固定作用 1.TCA環(huán)（三羧酸循環(huán)） 2.DCA環(huán)（乙醛酸循環(huán)） 3.CO2固定 PEP+CO2+GDP 草酰乙酸+GDP CO2 丙酮酸 蘋果酸 草酰乙酸 CO2 NAD+ NADH+H+,PEP羧化酶,蘋果酸酶,蘋果酸脫氫酶,三、氨的導(dǎo)入 -酮戊二酸還原氨基化谷氨酸 氨的導(dǎo)入有三種方式 谷氨酸合成酶途徑 第二節(jié) 細(xì)胞膜通透性控制 -酮戊二酸脫氫酶活性極低或缺失 細(xì)胞膜對(duì)谷氨酸的通透性高 P69 圖5-3,由天冬氨酸或丙酮酸通過氨基 轉(zhuǎn)移，將氨基轉(zhuǎn)給-酮戊二酸,谷氨酸脫氫酶活性很高， 不被低濃度的谷氨酸抑制,谷氨酸生產(chǎn)菌的 主要生化特點(diǎn),第三節(jié) 菌種選育模型與控制方法 控制磷脂的合成 使細(xì)胞膜受損（如表面活性劑） 青霉素?fù)p傷細(xì)胞壁，間接影響細(xì)胞膜 通過油酸的合成 控制磷脂含量 通過甘油合成 直接控制磷脂合成,提高細(xì)胞膜的 谷氨酸通透性,谷氨酸產(chǎn)生菌的選育可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： 1.選育生物素缺陷型 2.選育油酸缺陷型 3.選育甘油缺陷