安徽科技学院：《微生物工程》课程教学资源（PPT课件）第十二章 谷氨酸的发酵生产

第十二章 谷氨酸的发酵生产

第 十 二 章 谷氨酸的发酵生产

一、谷氨酸生产菌 1、主要菌株 矿棒状杆菌属 (Corynebacterium) 短杆菌属 (Brevibacterium) 矿小杆菌属 Microbacterium) g节杆菌属(Arthrobacter)

一、谷氨酸生产菌 1、主要菌株 棒状杆菌属 (Corynebacterium) 短杆菌属 (Brevibacterium) 小杆菌属 （Microbacterium） 节杆菌属 (Arthrobacter)

国内常用菌株： Φ北京棒杆菌：AS1.299,7338,S941,D110 ⊕钝齿棒杆菌：AS1.542,HU7251,B9 Φ天津短杆菌：T6-13,FM-8207,U-9,TG-3,.TG-866

国内常用菌株： 北京棒杆菌： AS1.299 、7338、 S-941、D110 钝齿棒杆菌 ：AS1.542、 HU7251、 B9 天津短杆菌： T6-13、 FM-8207、 U-9 、TG-3 、TG-866

2、谷氨酸生产菌的主要特征 @G,无芽孢、无鞭毛、不运动； 了都是需氧型； 令多为生物素缺陷型： ©异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱、乙醛酸循环弱， @α-酮戊二酸氧化能力缺失或微弱； ©柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、谷氨 酸脱氢酶活力强；

2、谷氨酸生产菌的主要特征 G+、无芽孢、无鞭毛、不运动； 都是需氧型； 多为生物素缺陷型； 异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱、乙醛酸循环弱； -酮戊二酸氧化能力缺失或微弱； 柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、谷氨 酸脱氢酶活力强；

二、谷氨酸发酵机制 1、生成谷氨酸的主要反应 >谷氨酸脱氢酶(GHD)催化的还原氨基化反应 GHD O-酮戊二酸+NH++NADPH2→谷氨酸+H,O+NADP >谷氨酸合成酶(GS)催化的反应 NADPH.NADP α一嗣戊二酸+谷氨酰胺 GS 一*2谷氨酸

二、谷氨酸发酵机制 1、生成谷氨酸的主要反应 ➢谷氨酸脱氢酶(GHD)催化的还原氨基化反应 GHD -酮戊二酸+ NH4+ + NADPH2 → 谷氨酸 + H2O + NADP ➢谷氨酸合成酶(GS)催化的反应

>转氨酶催化的转氨反应 COOH CH3 HC=O (CH)2 H一C-旺2 HO- CH2- HC- CH一NH2 COOH COOH 丙氨酸 磷酸吡哆醛 谷氨酸 COOH CH3 CH2-NH2 (CH2)2 HO- CH2-9 COOH COOH 丙酮酸 磷酸吡哆胺 a翻成二酸

➢转氨酶催化的转氨反应

2、谷氨酸生物合成途径 T酵解途径EMP) 己糖磷酸途径HMP 三羧酸循环(TCA) 令乙醛酸循环 矿二氧化碳固定反应

2、谷氨酸生物合成途径 酵解途径 (EMP) 己糖-磷酸途径 (HMP) 三羧酸循环 (TCA) 乙醛酸循环 二氧化碳固定反应

CH,-CO-COOH 丙酮酸 CoASH -NAD 磷酸烯醇 NADH+H 丙酮酸 CH-COSCoA 天冬氨酸一 乙酰、SCoA CoASH CH.COOH COOH NADH+H 0 CH-COOH NAD' CHz 柠檬酸合成酶 CH COOH 柠檬酸】 -H20 COOH CHCOOH COOH 草酰乙酸 一COOH CHOH CH, CH-COOH 顺乌头酸酶 顺乌头酸 COOH H,0 苹果酸 H,O- COOH CH CH,COOH CH CH -COOH COOH 延胡索酸 异柠檬酸脱氢酶 CH(OH)-COOH 异柠檬酸 NAD(P) FADH, COOH C02□ NAD(P)H CH. α酮戊二酸脱氢酶 +H FAD CH,COOH 复合体 COOH CoASH CH, 谷氨酸脱氢酶 琥珀酸 ADP CO -COOH COOH C0, a一酮戊二酸 C NAD GTP GDP+Pi CH, NADH+H 卧啉 CO-SCoA 谷氨酸 琥珀酰一SCoA

柠檬酸合成酶 顺乌头酸酶 异柠檬酸脱氢酶 -酮戊二酸脱氢酶 复合体 谷氨酸脱氢酶

相 一葡萄糖 8 烟 6-磷酸葡萄糖 -6-政酸葡荷糖酸 拥 3…磷酸甘油醛一C一5一磷酸核蜡 dWH 乳酸◆一丙阿酸 乙酰CoA coco. 由葡萄糖合成谷 氨酸的代谢途径 CO C 原酰乙酸 柠檬酸 乙酸CoA 苹果酸 C02固定 乙醛酸循环 反丁烯二酸 乙霍酸 C02 TCA循环的一条回补途径 琥珀酸α一酮戊二酸 柠檬酸裂解酶、苹果酸合酶 NH 透过细胞 谷氨酿 谷氨酸

由葡萄糖合成谷 氨酸的代谢途径 乙醛酸循环 TCA 循环的一条回补途径 柠檬酸裂解酶、苹果酸合酶 CO 2固定

EMP(为主)CO: ,乙酰CoA a-酶虎NH 葡萄花 2调眼心京2 →柠檄散，异柠银酿 二酸 NADP NADPH NADPHNADP coz HMP (约占26%) 苹果酸 氧化还原共轭的氨签化反应 由葡萄糖发酵谷氨酸的理想途径

由葡萄糖发酵谷氨酸的理想途径