齐鲁工业大学（山东轻工业学院）：《生物工艺学》课程教学资源（PPT课件）第四章 好氧发酵机制

第四章好常发瓣机制

第一节 有机酸发酵机制 柠檬酸的发酵机制

第一节 有机酸发酵机制 柠檬酸的发酵机制

磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乙酰辅酶A 柠檬酸 顺乌头酸 衣康酸 异柠檬酸 草酰琥珀酸 α－酮戊二酸 谷氨酸 琥珀酰辅酶A 琥珀酸 延胡索 酸 葡萄糖 苹果酸 草酰乙酸 乙醛酸 乙酰辅酶A 1 2 3 3 16 4 5 15 6 7 8 9 10 12 11 14 13 TCA循环与乙醛酸循环 柠檬酸 脱氢酶 ATP 降低 限速反应 异柠檬酸 脱氢酶 异柠檬酸 脱氢酶 延胡索 酸酶 ATP 抑制 抑制 AMP 激活 激活 关键酶 α-酮戊二 酸脱氢酶 异柠檬酸 脱氢酶

磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乙酰辅酶A 柠檬酸 顺乌头酸 衣康酸 异柠檬酸 草酰琥珀酸 α－酮戊二酸 谷氨酸 琥珀酰辅酶A 琥珀酸 延胡索 酸 葡萄糖 苹果酸 草酰乙酸 乙醛酸 乙酰辅酶A 1 2 3 3 16 4 5 15 6 7 8 9 10 12 11 14 13 TCA循环与乙醛酸循环 柠檬酸 脱氢酶 ATP 降低 限速反应 异柠檬酸 脱氢酶 异柠檬酸 脱氢酶 延胡索 酸酶 ATP 抑制 抑制 AMP 激活 激活 关键酶 α-酮戊二 酸脱氢酶 异柠檬酸 脱氢酶

磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乙酰辅酶A 柠檬酸 顺乌头酸 衣康酸 异柠檬酸 草酰琥珀酸 α－酮戊二酸 谷氨酸 琥珀酰辅酶A 琥珀酸 延胡索酸 葡萄糖 苹果酸 草酰乙酸 乙醛酸 乙酰辅酶A 1 2 3 3 16 4 5 15 6 7 8 9 10 12 11 14 13 TCA循环与乙醛酸循环 苹果酸 脱氢酶 CO2 参与嘌呤和嘧啶的合成 脂肪酸 天冬氨酸 参与蛋白 质合成 参与蛋白 质合成 丙酮酸 脱氢酶

磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乙酰辅酶A 柠檬酸 顺乌头酸 衣康酸 异柠檬酸 草酰琥珀酸 α－酮戊二酸 谷氨酸 琥珀酰辅酶A 琥珀酸 延胡索酸 葡萄糖 苹果酸 草酰乙酸 乙醛酸 乙酰辅酶A 1 2 3 3 16 4 5 15 6 7 8 9 10 12 11 14 13 TCA循环与乙醛酸循环 苹果酸 脱氢酶 CO2 参与嘌呤和嘧啶的合成 脂肪酸 天冬氨酸 参与蛋白 质合成 参与蛋白 质合成 丙酮酸 脱氢酶

葡萄糖 苹果酸 草酰乙酸 柠檬酸 顺乌头酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乙酰CoA CO2 柠檬酸的生物合成途径 实现柠檬酸积 累： 一、设法阻断代谢 途径，实现柠檬酸 的积累 二、代谢途径被阻 断部位之后的产物， 必须有适当的补充 机制 CO2 ATP ADP CO2 ADP ATP 磷酸烯醇 式丙酮酸 羧化酶 丙酮 酸羧 化酶 顺乌头 酸酶 抑 制 剂 阻断

葡萄糖 苹果酸 草酰乙酸 柠檬酸 顺乌头酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乙酰CoA CO2 柠檬酸的生物合成途径 实现柠檬酸积 累： 一、设法阻断代谢 途径，实现柠檬酸 的积累 二、代谢途径被阻 断部位之后的产物， 必须有适当的补充 机制 CO2 ATP ADP CO2 ADP ATP 磷酸烯醇 式丙酮酸 羧化酶 丙酮 酸羧 化酶 顺乌头 酸酶 抑 制 剂 阻断

柠檬酸积累的代谢调节 糖酵解及丙酮酸代谢的调节 黑曲霉在缺锰的培养基中培养时，可提高 NH4 +浓度，高浓度NH4 +可有效解除ATP、 柠檬酸对磷酸果糖激酶的抑制。 三羧酸循环的调节 及时补加草酰乙酸

柠檬酸积累的代谢调节 糖酵解及丙酮酸代谢的调节 黑曲霉在缺锰的培养基中培养时，可提高 NH4 +浓度，高浓度NH4 +可有效解除ATP、 柠檬酸对磷酸果糖激酶的抑制。 三羧酸循环的调节 及时补加草酰乙酸

葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 ATP ⑴ ADP 果糖-6-磷酸 ATP ADP Mg2+ ⑵ 果糖-1，6-二磷酸 ⑶ 甘油醛- 3-磷酸 二羟丙酮 磷酸 ⑷ ⑸ ⑹ 2Pi 1，3-二磷酸甘油酸 2ADP 2ATP ⑺ 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 2H2O ⑼ 磷酸烯醇式丙酮酸 2ATP 2ADP ⑽ 烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乳酸 ⑾ 2CO2 乙醛 +2H+ ⑿ 2NAD+ 2(NADH+H+) +2H+ 乙醇 ⒁ 糖酵解和酒精发酵的全过程 磷酸果 糖激酶 AMP 无机磷 NH4+ 活化 抑制 解除 柠檬酸

葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 ATP ⑴ ADP 果糖-6-磷酸 ATP ADP Mg2+ ⑵ 果糖-1，6-二磷酸 ⑶ 甘油醛- 3-磷酸 二羟丙酮 磷酸 ⑷ ⑸ ⑹ 2Pi 1，3-二磷酸甘油酸 2ADP 2ATP ⑺ 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 2H2O ⑼ 磷酸烯醇式丙酮酸 2ATP 2ADP ⑽ 烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乳酸 ⑾ 2CO2 乙醛 +2H+ ⑿ 2NAD+ 2(NADH+H+) +2H+ 乙醇 ⒁ 糖酵解和酒精发酵的全过程 磷酸果 糖激酶 AMP 无机磷 NH4+ 活化 抑制 解除 柠檬酸

磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乙酰辅酶A 柠檬酸 顺乌头酸 衣康酸 异柠檬酸 草酰琥珀酸 α－酮戊二酸 谷氨酸 琥珀酰辅酶A 琥珀酸 延胡索酸 葡萄糖 苹果酸 草酰乙酸 乙醛酸 乙酰辅酶A 1 2 3 3 16 4 5 15 6 7 8 9 10 12 11 14 13 TCA循环与乙醛酸循环 CO2 乌头酸 脱羧酶

磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乙酰辅酶A 柠檬酸 顺乌头酸 衣康酸 异柠檬酸 草酰琥珀酸 α－酮戊二酸 谷氨酸 琥珀酰辅酶A 琥珀酸 延胡索酸 葡萄糖 苹果酸 草酰乙酸 乙醛酸 乙酰辅酶A 1 2 3 3 16 4 5 15 6 7 8 9 10 12 11 14 13 TCA循环与乙醛酸循环 CO2 乌头酸 脱羧酶

衣交菱酸的发脖机制

衣康酸及其酯类是制造合成树脂、合成 纤维、塑料、柠檬酸、离子交换树脂、 表面活性剂和高分子鳌合剂等的良好添 加剂和单体原料。 作为交联剂和乳化剂，添加1%～5%时， 生产的苯乙烯-丁二烯共聚物是质轻、易 塑、绝缘、防水、抗蚀性均好的塑料和 涂料

衣康酸及其酯类是制造合成树脂、合成 纤维、塑料、柠檬酸、离子交换树脂、 表面活性剂和高分子鳌合剂等的良好添 加剂和单体原料。 作为交联剂和乳化剂，添加1%～5%时， 生产的苯乙烯-丁二烯共聚物是质轻、易 塑、绝缘、防水、抗蚀性均好的塑料和 涂料