陷—SAEC抗性突变株却不能达到大量积累L-苏氨酸的目的。研究发现α-氨基β-羟基戊酸 这种苏氨酸的类似物可以使得谷氨酸棒杆菌或黄色短杆菌对L-苏氨酸的反馈抑制不敏感, 同时,参与L-苏氨酸合成的高丝氨酸脱氢酶和高丝氨酸激酶受到蛋氨酸的阻遏。根据以上 机理选育得到的α-氨基-β-羟基戊酸抗性的蛋氨酸营养缺陷型菌株就具有较高的L-苏氨酸 生产能力 许多事实都证明了营养缺陷型和调节突变型结合的突变株可以大大提高菌株积累氨基 酸的能力,这种方法已经广泛地用于氨基酸高产菌种选育。表72.2列出了通过选育调节突 变型和营养缺陷-调节突变型突变株,菌株的氨基酸积累水平。 例7.2.2芳香族氨基酸生产菌种的选育生产菌种的选育 赤藓糖-4-磷酸 磷酸烯醇式丙酮酸 DAPH合成醒 DAPH 分枝酸 分枝酸变位醯 邻氨基苯甲酸合成醃 预苯酸邻氨基苯甲酸 预苯酸脱水酗 苯丙氨酸酪氨酸 色氨酸 图725在黄色短杆菌中芳香族氨基酸生物合成途径和调节机理 --反馈抑制 抑制解除 在黄色短杆菌中,L-苯丙氨酸的生物合成途经和调节机理如图7.2.5所示。在该分支代 谢途经中的第一个酶是3-脱氧-α-阿拉伯庚糖酮酸-7-磷酸(DAHP)合成酶,该酶受到L 酪氨酸和L苯丙氨酸的负反馈抑制:邻氨基苯甲酸合成酶则受到色氨酸的强烈抑制;而分 枝酸变位酶不受任何调节控制。酪氨酸预苯氨酸转氨酶也不受酪氨酸的调节,预苯氨酸脱水 酶则受到L-苯丙氨酸的反馈抑制。 针对上述芳香族氨基酸生物合成的调节机理,显然,如果要获得L苯丙氨酸生产菌,就 必须解除L苯丙氨酸对DAHP合成酶和预苯氨酸脱水酶的抑制。为此选育了对L苯丙氨酸 的类似物m-氟苯丙氨酸(MP)抗性的突变株,但该突变株积累L苯丙氨酸的能力只有2g/L 由于酪氨酸也对DAPH合成酶有抑制作用,选育了酪氨酸营养缺陷型菌株,L苯丙氨酸的 产量也只有1.8g几L。但是如果将上述两种方法结合起来,选育得到的胳氨酸营养缺陷一p 氟苯丙氨酸和5-氟代色氨酸双重抗性的突变株,L-苯丙氨酸的产量可以达到25g/L 与L苯丙氨酸同属芳香族氨基酸的色氨酸和酪氨酸也都是以分枝酸作为前体合成的, 在色氨酸的分支代谢途径中,色氨酸对该途径所有四种酶都有反馈抑制,因此如果要积累 L-色氨酸,就要解除终端产物的反馈抑制,选育出L苯丙氨酸类似物(5-氟色氨酸)炕性突变 株的L-色氨酸产量比出发菌株提高了7.5倍,达到24g;进一步筛选得到的谷氨酰胺类似 物(重氮丝氨酸)抗性突变株提高了分支代谢途径第一个酶一邻氨基苯甲酸合成酶的活性,将 产量提高到了10.3g/L;由于p氨基苯甲酸是合成芳香族氨基酸的前体,该中间产物是从叶 酸生物合成途径中的二氢蝶酸得到,因此如果能够强化二氢蝶酸的合成,减少它用于其它生 物合成途径的消耗,也将提高色氨酸的产量。为此筛选得到了磺胺呱抗性突变株,使L色10 陷—SAEC 抗性突变株却不能达到大量积累 L-苏氨酸的目的。研究发现α-氨基-β-羟基戊酸 这种苏氨酸的类似物可以使得谷氨酸棒杆菌或黄色短杆菌对 L-苏氨酸的反馈抑制不敏感， 同时，参与 L-苏氨酸合成的高丝氨酸脱氢酶和高丝氨酸激酶受到蛋氨酸的阻遏。根据以上 机理选育得到的α-氨基-β-羟基戊酸抗性的蛋氨酸营养缺陷型菌株就具有较高的 L-苏氨酸 生产能力。 许多事实都证明了营养缺陷型和调节突变型结合的突变株可以大大提高菌株积累氨基 酸的能力，这种方法已经广泛地用于氨基酸高产菌种选育。表 7.2.2 列出了通过选育调节突 变型和营养缺陷-调节突变型突变株, 菌株的氨基酸积累水平。 例 7. 2. 2 芳香族氨基酸生产菌种的选育生产菌种的选育 赤藓糖-4-磷酸 磷酸烯醇式丙酮酸 DAPH 合成酶 DAPH 分枝酸 分枝酸变位酶 邻氨基苯甲酸合成酶 预苯酸 邻氨基苯甲酸 预苯酸脱水酶 苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸 图 7.2.5 在黄色短杆菌中芳香族氨基酸生物合成途径和调节机理 反馈抑制； 抑制解除 在黄色短杆菌中，L-苯丙氨酸的生物合成途经和调节机理如图 7.2.5 所示。在该分支代 谢途经中的第一个酶是 3-脱氧-α-阿拉伯庚糖酮酸-7-磷酸（DAHP）合成酶，该酶受到 L- 酪氨酸和 L-苯丙氨酸的负反馈抑制；邻氨基苯甲酸合成酶则受到色氨酸的强烈抑制；而分 枝酸变位酶不受任何调节控制。酪氨酸预苯氨酸转氨酶也不受酪氨酸的调节，预苯氨酸脱水 酶则受到 L-苯丙氨酸的反馈抑制。 针对上述芳香族氨基酸生物合成的调节机理，显然, 如果要获得 L-苯丙氨酸生产菌, 就 必须解除 L-苯丙氨酸对 DAHP 合成酶和预苯氨酸脱水酶的抑制。为此选育了对 L-苯丙氨酸 的类似物 m-氟苯丙氨酸（MFP）抗性的突变株，但该突变株积累 L-苯丙氨酸的能力只有 2g/L。 由于酪氨酸也对 DAPH 合成酶有抑制作用，选育了酪氨酸营养缺陷型菌株，L-苯丙氨酸的 产量也只有 1.8g/L。但是如果将上述两种方法结合起来，选育得到的胳氨酸营养缺陷—p- 氟苯丙氨酸和 5-氟代色氨酸双重抗性的突变株，L-苯丙氨酸的产量可以达到 25 g/L。 与 L-苯丙氨酸同属芳香族氨基酸的色氨酸和酪氨酸也都是以分枝酸作为前体合成的, 在色氨酸的分支代谢途径中, 色氨酸对该途径所有四种酶都有反馈抑制, 因此如果要积累 L-色氨酸, 就要解除终端产物的反馈抑制, 选育出 L-苯丙氨酸类似物(5-氟色氨酸)抗性突变 株的 L-色氨酸产量比出发菌株提高了 7.5 倍, 达到 2.4g/L; 进一步筛选得到的谷氨酰胺类似 物(重氮丝氨酸)抗性突变株提高了分支代谢途径第一个酶⎯邻氨基苯甲酸合成酶的活性, 将 产量提高到了 10.3g/L; 由于 p-氨基苯甲酸是合成芳香族氨基酸的前体, 该中间产物是从叶 酸生物合成途径中的二氢蝶酸得到, 因此如果能够强化二氢蝶酸的合成, 减少它用于其它生 物合成途径的消耗, 也将提高色氨酸的产量。为此, 筛选得到了磺胺呱抗性突变株, 使 L-色