• (一)、生物合成途径的代谢调控； • 1、终产物阻遏（end product repression) • 终产物阻遏该途径所有酶的合成。 • 2、反馈（feedback)或变构抑制(allosteric inhibition)： • 终产物对该合成途径第一酶合成的抑制 A B C D E1 E2 E3 Gene1 Gene2 Gene3 终产物反馈抑制 mRNA合成被阻遏 DNA mRNA 总结
• (一)、生物合成途径的代谢调控； • 1、终产物阻遏（end product repression) • 终产物阻遏该途径所有酶的合成。 • 2、反馈（feedback)或变构抑制(allosteric inhibition)： • 终产物对该合成途径第一酶合成的抑制 A B C D E1 E2 E3 Gene1 Gene2 Gene3 终产物反馈抑制 mRNA合成被阻遏 DNA mRNA 总结
• 1、酶的诱导（enzyme induction): • 底物或其结构类似物活化与降解有关的酶。 • 乳糖操纵子学说。 • 2、分解代谢产物阻遏（catabolite repression) ： • 葡萄糖阻遏大量其他诱导酶的合成。 (二)、分解途径的代谢调控：
• 1、酶的诱导（enzyme induction): • 底物或其结构类似物活化与降解有关的酶。 • 乳糖操纵子学说。 • 2、分解代谢产物阻遏（catabolite repression) ： • 葡萄糖阻遏大量其他诱导酶的合成。 (二)、分解途径的代谢调控：
三、代谢的人工控制及其在发酵 工业中的应用 工业发酵的目的：大量积累人们所需要的微生物代谢产物。 代谢的人工控制：人为地打破微生物的代谢控制体系，使 代谢朝着人们希望的方向进行。 人工控制代谢的手段： 改变微生物遗传特性(遗传学方法）； 控制发酵条件（生物化学方法）； 改变细胞膜透性；
三、代谢的人工控制及其在发酵 工业中的应用 工业发酵的目的：大量积累人们所需要的微生物代谢产物。 代谢的人工控制：人为地打破微生物的代谢控制体系，使 代谢朝着人们希望的方向进行。 人工控制代谢的手段： 改变微生物遗传特性(遗传学方法）； 控制发酵条件（生物化学方法）； 改变细胞膜透性；
• （1）对于直线式代谢途径：选育营养缺 陷性突变株只能积累中间代谢产物 • • A a B b C c D d E • 1.1营养缺陷型菌株的应用 末端产物E对生长乃是必需的，所以，应在培养基中限量供给E， 使之足以维持菌株生长，但又不至于造成反馈调节（阻遏或抑制）， 这样才能有利于菌株积累中间产物C 。 1.遗传学方法
• （1）对于直线式代谢途径：选育营养缺 陷性突变株只能积累中间代谢产物 • • A a B b C c D d E • 1.1营养缺陷型菌株的应用 末端产物E对生长乃是必需的，所以，应在培养基中限量供给E， 使之足以维持菌株生长，但又不至于造成反馈调节（阻遏或抑制）， 这样才能有利于菌株积累中间产物C 。 1.遗传学方法
(2) 分支代谢途径：情况较复杂，可利 用营养缺陷性克服协同或累加反馈抑制 积累末端产物，亦可利用双重缺陷发酵 生产中间产物 A B C D E F G
(2) 分支代谢途径：情况较复杂，可利 用营养缺陷性克服协同或累加反馈抑制 积累末端产物，亦可利用双重缺陷发酵 生产中间产物 A B C D E F G
分支途径——① 赖氨酸发酵:谷氨酸棒杆菌的Hom–
分支途径——① 赖氨酸发酵:谷氨酸棒杆菌的Hom–
分支途径——②肌苷酸发酵 （IMP合成途径的代谢调控） 调控理论的实践应用
分支途径——②肌苷酸发酵 （IMP合成途径的代谢调控） 调控理论的实践应用
1.2 抗反馈控制突变株的应用 ★抗反馈控制突变株——是指对反馈抑制不敏感或 对阻遏有抗性，或两者兼有之的菌株。 ★抗反馈控制突变株可以从终产物结构类似物抗性 突变株和营养缺陷性回复突变株中获得。 ★获得方法及其原理：
1.2 抗反馈控制突变株的应用 ★抗反馈控制突变株——是指对反馈抑制不敏感或 对阻遏有抗性，或两者兼有之的菌株。 ★抗反馈控制突变株可以从终产物结构类似物抗性 突变株和营养缺陷性回复突变株中获得。 ★获得方法及其原理：
目标产物 结构类似物 赖氨酸 S-（2氨基乙基）-L半胱 氨酸-(AEC) 苏氨酸 -氨基--羟基戊酸 （AHV) 异亮氨酸 乙硫氨酸 精氨酸 D-精氨酸 苯丙氨酸 对氟苯丙氨酸
目标产物 结构类似物 赖氨酸 S-（2氨基乙基）-L半胱 氨酸-(AEC) 苏氨酸 -氨基--羟基戊酸 （AHV) 异亮氨酸 乙硫氨酸 精氨酸 D-精氨酸 苯丙氨酸 对氟苯丙氨酸
1.3选育组成型突变株和超产突变株 如果调节基因发生突变，以至产生无效的阻遏物而 不能和操纵基因结合，或操纵基因突变，从而造成 结构基因不受控制的转录，酶 的生成将不再需要 诱导剂或不再被末端产物或分解代谢物阻遏，这样 的突变株称为 组成型突变株。少数情况下，组成 型突变株可产生大量的、比亲本高的多的酶，这种 突变株称为超产突变株
1.3选育组成型突变株和超产突变株 如果调节基因发生突变，以至产生无效的阻遏物而 不能和操纵基因结合，或操纵基因突变，从而造成 结构基因不受控制的转录，酶 的生成将不再需要 诱导剂或不再被末端产物或分解代谢物阻遏，这样 的突变株称为 组成型突变株。少数情况下，组成 型突变株可产生大量的、比亲本高的多的酶，这种 突变株称为超产突变株