简述谷氨酸高产菌株代谢控制育种的基本思想。分析报告.pptx

3. 简述谷氨酸高产菌株代谢控制育种的基本思想。;一、切断支路代谢;代谢控制育种的有效措施; 由于营养缺陷突变株合成途径中某一步骤发生缺陷，致使终产物不能积累，因此，也就遗传性地解除了终产物的反馈调节，使得中间产物或另一分支途径的未端产物得以积累。另外，它还可以起到节省碳源的作用。; 渗漏缺陷突变株能够少量地合成某一种代谢最终产物，能在基本培养基上进行少量的生长。因其不能合成过量的最终产物，所以不会造成反馈抑制而影响中间代谢产物的积累。;结构类似物：在化学和空间结构上和代谢的中间物（终产物）相似，因而在代谢调节方面可以代替代谢中间物（终产物）的功能，但细胞不能以其作为自身的营养物质。; 这种结合是可逆的，当终产物浓度降低时，终产物与酶的结合随即解离，从而恢复了酶蛋白的构象，酶重新与底物结合发生催化作用。;图3-2 酶活性抑制调节;如果是调节基因发生突变，阻遏物就不能再与代谢拮抗物结合。这种突变型是一个抗反馈阻遏突变型。 其正常代谢的最终产物不与结构发生改变的阻遏蛋白相结合，所以在细胞中尽管已经有大量最终产物，仍能不断地合成有关的酶。 ;酶合成的调控;磷酸烯醇式丙酮酸;3. 选育营养缺陷回复突变株; 通过选育某些营养缺陷型或结构类似物抗性突变株及克隆某些关键酶的方法，增加目的产物前体物的合成，有利于目的产物大量积累。;⑴ 切断目的产物外的其他控制共用酶终产物的分支途径;如图3-4所示： ●天冬氨酸处为分支点，有2条途径，分别通向赖氨酸和丙氨酸。 ●选育了解除赖氨酸反馈调节突变株的基础上增加丙氨酸营养缺陷标记，使代谢流向更多通向赖氨酸，提高赖氨酸产量。 ;⑵ 解除目的产物前体合成的反馈调节;如图3-5所示： ●选育异亮氨酸产生菌时为积累异亮氨酸，应解除对异亮氨酸合成的反馈抑制，还应解除异亮氨酸前体苏氨酸的反馈控制。 ●苏氨酸和异亮氨酸的关键酶高丝氨酸脱氢酶（HD）受苏氨酸反馈抑制。 ● 选育抗低浓度（α—氨基）—β—羟戊酸（AHV）突变株，异亮氨酸产量明显提高。; 改变细胞膜渗透性，将终产物不断排出胞外，使终产物不至积累到引起反馈抑制的浓度，可预防反馈抑制。;葡萄糖;谷氨酸生物合成的调节机制;磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活力强，使草酰乙酸全部由CO2固定反应提供。;图3-6 异柠檬酸脱氢酶和谷氨酸脱氢酶的偶联共轭反应