如何利用合成途径(代谢流)的调控提高微生物发酵产物的产量?
如何利用合成途径(代谢流)的调控提高微生物发酵产物的产量?
参考答案和解析
⑴糖酵解及丙酮酸代谢的调节 1.磷酸果糖激酶(PFK)是第一调节点:在正常情况下,柠檬酸、ATP对磷酸果糖激酶(PFK)有抑制作用,而AMP、无机磷、铵离子对该酶则有激活作用,NH 4+ 能解除柠檬酸、ATP对磷酸果糖激酶的抑制作用。 研究表明:NH4+与柠檬酸生产速度有密切关系,正是细胞内NH 4+ 浓度升高,使PFK对细胞内积累的大量柠檬酸不敏感。 2.丙酮酸激酶是EMP途径的第2个调节点。 3.丙酮酸重要分叉点:丙酮酸羧化酶不被乙酰CoA抑制,该酶的调节性差,从而保证了草酰乙酸的提供。 ⑵三羧酸循环的调节 1. TCA循环的起始酶:柠檬酸合成酶是一种调节酶。但在黑曲霉中,柠檬酸合成酶没有调节作用,这是黑曲霉TCA循环的第一个特点。 2.顺乌头酸水合酶、NAD和NADP-异柠檬酸脱氢酶活性在pH2.0情况下,三种酶均不呈现活性。发酵中柠檬酸正是在该酸度下积累。 3.第二个特点:黑曲霉菌体内α-酮戊二酸脱氢酶缺失或活力很低(TCA环被阻断)。α-酮戊二酸脱氢酶受葡萄糖和NH 4+ 的抑制,在柠檬酸生成期,菌体内不存在α-酮戊二酸脱氢酶或活力很低。此酶是TCA循环中唯一不可逆反应步骤。这时苹果酸、富马酸、琥珀酸由草酰乙酸生成,这种现象称为TCA循环的马蹄形表达形式。 4.氧和pH值对柠檬酸发酵的影响很大。
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