进行培养以得到大量菌体,适当时间后提高温度,就能获得谷氨酸的过量生产。经多次诱变 后得到的高产菌株,往往是孢子形成能力减弱或丧失,这给保种传代都带来困难。筛选在低 温下能形成芽孢的温度敏感突变株,就能解决此困难。 10,调节生长速率 在酶的诱导合成研究中发现,一些物质具有诱导效应及难被利用;与其只能维持较低的 生长速率有关。而起阻遏作用的物质则部是易被迅速利用和能维持高的生长速率。估计这是 因为诱导、阻遏的发生都与产能代谢有关而造成的。因此,改变培养条件如温度、供氧量等 以控制生长速率,也能获得一定效果。 里氏木霉纤维素酶的大量合成是在菌体大量形成时,如控制它的比生长速率近于零,则 能在一较长时间内持续合成纤维素酶并获得高产。 11, 加入酶的竞争性抑制剂 生物化学上把底物和抑制剂与酶相结合时呈现的互相排斥现象称为竞争性抑制,即酶与 抑制剂结合后就不能与底物相结合,反之亦然。 葡萄糖经不完全氧化(酵解)生成丙酮酸,脱羧生成乙酰辅酶 A,进入三羧酸循环。乙酰 辅酶 A 与草酰乙酸经柠檬酸合成酶催化,把乙酰基由乙酰辅酶 A 转移至草酰乙酸而成为柠 檬酸。柠檬酸又因乌头酸酶的存在而和它的异构体顺乌头酸、异柠檬酸呈平衡。单氟乙酸在 微生物细胞内可转变为单氟柠檬酸,此酸与乌头酸酶有竞争性抑制,因此,向培养基中加入 单氟乙酸可导致柠檬酸的积累,减少异柠檬酸的生成。由此,筛选不能利用柠檬酸或对单氟 乙酸敏感的突变袜,都达到了提高柠檬酸产量和减少异柠檬酸生成的结果。这些突变株 的乌头酸酶的活力都比较低。 二、提高次级代谢产物产量的方法 次级代谢产物是指细胞生长不必需的、无明显生理功能的微生物代谢产物。其结构往往 比较复杂,虽对产生菌的生长不是必需的,但在自然环境中对产生菌的存活还是有益的。从 分子结构上看,次级代谢产物可分为糖苷类、多肽类、酰基类、核苷类及混杂类。它们均来 自初级代谢产物,为其直接衍生物,或者经分子结构上的修饰,或进一步装配、聚合而成。 其合成过程远较初级代谢产物复杂。 初级代谢产物的形成一般只需简单的营养条件,在化学成分确定的培养基中即可生成。 而次级代谢产物则需要复杂的营养条件,往往需要供给营养成分复杂的天然物质时才能形 成。在各种条件下,初级代谢产物都能形成,而次级产物则往往仅在一特定培养条件下才能 形成,尤其过量生产。在分批培养条件下,次级代谢产物一般都是在菌体生长的峰值出现后 才大量合成。在发酵过程中如何使次级代谢产物进入分化期,即次级代谢产物形成的诱导或 引发,是发酵工艺研究中的热门之一。生理学上的研究表明,在菌体生长峰值过后,培养基 中可利用的 C、N、P、S 等主要元素已基本耗完,与这些原料的利用有关的酶活力趋于下降, 与次级代谢产物形成有关的酶类逐渐出现。但是,菌体生长与产物合成两个时期的划分及相 应的这些生理特性的变化还取决于培养条件。’ 目前,次级代谢产物的生产都还是沿用分批发酵方法,抗生素类的产物在此条件下又多 为在菌体生长速率下降后才积累,但又难以长期持续合成。因此,通过控制培养条件以尽量 维持次级代谢产物的合成期,亦是获得过量生产的重要途径。常用的提高次级代谢产物产量 的方法有以下几种: 1,补加前体类似物 在合成途径已基本清楚的条件下,向发酵培养基中补加前体是增加次级产物的有效方 法。如青霉素 G 的生产中,苯乙酰—CoA 是限速性因子,补加苯乙酸或其衍生物都能增加 青霉素 G 的产量。青霉素分子是 6-APA 环形成后,再形成不同侧链。加入不同的前体就可进行培养以得到大量菌体,适当时间后提高温度,就能获得谷氨酸的过量生产。经多次诱变 后得到的高产菌株,往往是孢子形成能力减弱或丧失,这给保种传代都带来困难。筛选在低 温下能形成芽孢的温度敏感突变株,就能解决此困难。 10,调节生长速率 在酶的诱导合成研究中发现,一些物质具有诱导效应及难被利用;与其只能维持较低的 生长速率有关。而起阻遏作用的物质则部是易被迅速利用和能维持高的生长速率。估计这是 因为诱导、阻遏的发生都与产能代谢有关而造成的。因此,改变培养条件如温度、供氧量等 以控制生长速率,也能获得一定效果。 里氏木霉纤维素酶的大量合成是在菌体大量形成时,如控制它的比生长速率近于零,则 能在一较长时间内持续合成纤维素酶并获得高产。 11, 加入酶的竞争性抑制剂 生物化学上把底物和抑制剂与酶相结合时呈现的互相排斥现象称为竞争性抑制,即酶与 抑制剂结合后就不能与底物相结合,反之亦然。 葡萄糖经不完全氧化(酵解)生成丙酮酸,脱羧生成乙酰辅酶 A,进入三羧酸循环。乙酰 辅酶 A 与草酰乙酸经柠檬酸合成酶催化,把乙酰基由乙酰辅酶 A 转移至草酰乙酸而成为柠 檬酸。柠檬酸又因乌头酸酶的存在而和它的异构体顺乌头酸、异柠檬酸呈平衡。单氟乙酸在 微生物细胞内可转变为单氟柠檬酸,此酸与乌头酸酶有竞争性抑制,因此,向培养基中加入 单氟乙酸可导致柠檬酸的积累,减少异柠檬酸的生成。由此,筛选不能利用柠檬酸或对单氟 乙酸敏感的突变袜,都达到了提高柠檬酸产量和减少异柠檬酸生成的结果。这些突变株 的乌头酸酶的活力都比较低。 二、提高次级代谢产物产量的方法 次级代谢产物是指细胞生长不必需的、无明显生理功能的微生物代谢产物。其结构往往 比较复杂,虽对产生菌的生长不是必需的,但在自然环境中对产生菌的存活还是有益的。从 分子结构上看,次级代谢产物可分为糖苷类、多肽类、酰基类、核苷类及混杂类。它们均来 自初级代谢产物,为其直接衍生物,或者经分子结构上的修饰,或进一步装配、聚合而成。 其合成过程远较初级代谢产物复杂。 初级代谢产物的形成一般只需简单的营养条件,在化学成分确定的培养基中即可生成。 而次级代谢产物则需要复杂的营养条件,往往需要供给营养成分复杂的天然物质时才能形 成。在各种条件下,初级代谢产物都能形成,而次级产物则往往仅在一特定培养条件下才能 形成,尤其过量生产。在分批培养条件下,次级代谢产物一般都是在菌体生长的峰值出现后 才大量合成。在发酵过程中如何使次级代谢产物进入分化期,即次级代谢产物形成的诱导或 引发,是发酵工艺研究中的热门之一。生理学上的研究表明,在菌体生长峰值过后,培养基 中可利用的 C、N、P、S 等主要元素已基本耗完,与这些原料的利用有关的酶活力趋于下降, 与次级代谢产物形成有关的酶类逐渐出现。但是,菌体生长与产物合成两个时期的划分及相 应的这些生理特性的变化还取决于培养条件。’ 目前,次级代谢产物的生产都还是沿用分批发酵方法,抗生素类的产物在此条件下又多 为在菌体生长速率下降后才积累,但又难以长期持续合成。因此,通过控制培养条件以尽量 维持次级代谢产物的合成期,亦是获得过量生产的重要途径。常用的提高次级代谢产物产量 的方法有以下几种: 1,补加前体类似物 在合成途径已基本清楚的条件下,向发酵培养基中补加前体是增加次级产物的有效方 法。如青霉素 G 的生产中,苯乙酰—CoA 是限速性因子,补加苯乙酸或其衍生物都能增加 青霉素 G 的产量。青霉素分子是 6-APA 环形成后,再形成不同侧链。加入不同的前体就可