四川轻化工大学（四川理工学院）：《微生物工程工艺原理》课程教学课件（PPT讲稿）氨基酸发酵机制

第五章 氨基酸发酵机制

第五章 氨基酸发酵机制

第一节 氨基酸生物合成的调节机制 （一）反馈抑制与优先合成 A B C D E 反馈抑制 反馈阻遏 氨基酸生物合成调节机制的基本模式

第一节 氨基酸生物合成的调节机制 （一）反馈抑制与优先合成 A B C D E 反馈抑制 反馈阻遏 氨基酸生物合成调节机制的基本模式

A B C D E F G 优先合成 反馈抑制 在合成途径分枝点处的优先合成

A B C D E F G 优先合成 反馈抑制 在合成途径分枝点处的优先合成

• （二）其他特殊的控制机制 • 1.多终产物控制 • 催化分支合成途径共同部分的初始酶，在仅 一种氨基酸终产物过剩时，完全不受或微弱或 部分地反馈抑制（或阻遏），只是在多数终产 物共存下才强烈地控制。有以下几种情况：

• （二）其他特殊的控制机制 • 1.多终产物控制 • 催化分支合成途径共同部分的初始酶，在仅 一种氨基酸终产物过剩时，完全不受或微弱或 部分地反馈抑制（或阻遏），只是在多数终产 物共存下才强烈地控制。有以下几种情况：

• ①协同（或多价）反馈抑制： • ②合作（或增效）反馈抑制： • ③同功酶控制： • ④积累反馈抑制：

• ①协同（或多价）反馈抑制： • ②合作（或增效）反馈抑制： • ③同功酶控制： • ④积累反馈抑制：

2.顺序控制： A B C D E F G A B C D

2.顺序控制： A B C D E F G A B C D

3.平衡合成： 4.代谢互锁：从生物合成途径看，是受一种 完全无关的氨基酸的控制。它只是在很高浓 度下（与生理学浓度相比）才能体现抑制作 用，而且是部分性的抑制（阻遏）作用。 B C D E F G ×

3.平衡合成： 4.代谢互锁：从生物合成途径看，是受一种 完全无关的氨基酸的控制。它只是在很高浓 度下（与生理学浓度相比）才能体现抑制作 用，而且是部分性的抑制（阻遏）作用。 B C D E F G ×

第二节谷氨酸的发酵机制 一、谷氨酸的生物合成途径及调节机制 1、EMP途径、HMP途径 谷氨酸生产菌存在着两种代谢途径：EMP、HMP ； EMP/HMP=10/90。 2、TCA、DCA和CO2固定作用 1）.TCA环（三羧酸循环） 2）.DCA环（乙醛酸循环） 3）.CO2固定 PEP+CO2+GDP 草酰乙酸+GDP CO2 丙酮酸 苹果酸 草酰乙酸 CO2 NAD+ NADH+H+ PEP羧化酶 苹果酸酶 苹果酸脱氢酶

第二节谷氨酸的发酵机制 一、谷氨酸的生物合成途径及调节机制 1、EMP途径、HMP途径 谷氨酸生产菌存在着两种代谢途径：EMP、HMP ； EMP/HMP=10/90。 2、TCA、DCA和CO2固定作用 1）.TCA环（三羧酸循环） 2）.DCA环（乙醛酸循环） 3）.CO2固定 PEP+CO2+GDP 草酰乙酸+GDP CO2 丙酮酸 苹果酸 草酰乙酸 CO2 NAD+ NADH+H+ PEP羧化酶 苹果酸酶 苹果酸脱氢酶

3、氨的导入 ①α-酮戊二酸还原氨基化→谷氨酸 氨的导入有三种方式 ③谷氨酸合成酶途径 二、 细胞膜通透性控制 ①α-酮戊二酸脱氢酶活性极低或缺失 ③细胞膜对谷氨酸的通透性高 ②由天冬氨酸或丙酮酸通过氨基 转移，将氨基转给α-酮戊二酸 ②谷氨酸脱氢酶活性很高， 不被低浓度的谷氨酸抑制 谷氨酸生产菌的 主要生化特点

3、氨的导入 ①α-酮戊二酸还原氨基化→谷氨酸 氨的导入有三种方式 ③谷氨酸合成酶途径 二、 细胞膜通透性控制 ①α-酮戊二酸脱氢酶活性极低或缺失 ③细胞膜对谷氨酸的通透性高 ②由天冬氨酸或丙酮酸通过氨基 转移，将氨基转给α-酮戊二酸 ②谷氨酸脱氢酶活性很高， 不被低浓度的谷氨酸抑制 谷氨酸生产菌的 主要生化特点

第三节 赖氨酸生物合成途径及代谢调节机制 一、赖氨酸生物合成途径 二、细菌中赖氨酸生物合成的调节机制 黄色短杆菌赖氨酸生物合成机制要简单 些（诱变育种容易一些，实际应用较多）

第三节 赖氨酸生物合成途径及代谢调节机制 一、赖氨酸生物合成途径 二、细菌中赖氨酸生物合成的调节机制 黄色短杆菌赖氨酸生物合成机制要简单 些（诱变育种容易一些，实际应用较多）