张星元:发酵原理电子讲义附录1-2 在工业发酵生产中,培养器中的微生物细胞的代谢是分步进 行的。胞外营养物质(一般要经胞外酶降解后)从培养介质跨膜 进入细胞,(一般要)经过“注入途径”、“中心途径”和“发 散途径”等三段连续的代谢途径的代谢,才能在胞内生成目的产 物,最后,目的产物跨过细胞质膜排出细胞,回到培养介质。因 此典型的理想载流途径应该由以上五段承担不同代谢分工的依次 衔接的代谢途径组成。这就是载流途径的“五段式”。在这条载 流途径上流动的代谢主流对应地也有五段,这就是代谢主流的 五段式”(图1)。 4.15设计育种和发酵工艺控制的五字策略 在“代谢主流”和代谢的“五段式”等概念的基础上,从 不同的角度出发,提出能作为一个整体用于设计育种以及发酵工 艺控制的“进、通、节、堵、出”的“五字策略”:①进,促进 细胞对碳源等营养物质的吸收;②通,使来自上游和各个注入分 支的碳架物质能畅通地流向目的产物;③节,阻塞与目的产物的 形成无关或关系不大的代谢支流,使碳架物质相对集中地流向目 的产物;④堵,消除或削弱目的产物进一步代谢的途径;⑤出 促进目的产物向胞外空间分泌。 4.16代谢网络的节点及其刚性5 微生物代谢网络中的途径的交叉点(代谢流的集散处)叫做 节点,微生物自动抵制节点处代谢物流量分配比率的改变的特性 叫做节点的刚性。节点的刚性建筑在微生物代谢的自动调节机制 上。因此在应用“五字策略”制订育种方案时应该设法绕过强刚 图6设计育种和发酵工艺控制的五字策略张星元：发酵原理电子讲义 附录 1-2 无锡轻工大学 生物工程学院 http://www.wxuli.edu.cn http://biotech.wxuli.edu.cn 9 9 在工业发酵生产中，培养器中的微生物细胞的代谢是分步进 行的。胞外营养物质（一般要经胞外酶降解后）从培养介质跨膜 进入细胞，（一般要）经过“注入途径”、“中心途径”和“发 散途径”等三段连续的代谢途径的代谢，才能在胞内生成目的产 物，最后，目的产物跨过细胞质膜排出细胞，回到培养介质。因 此典型的理想载流途径应该由以上五段承担不同代谢分工的依次 衔接的代谢途径组成。这就是载流途径的“五段式”。在这条载 流途径上流动的代谢主流对应地也有五段，这就是代谢主流的 “五段式”（图 1）。 4．15 设计育种和发酵工艺控制的五字策略[1] 在“代谢主流” 和代谢的“五段式”等概念的基础上，从 不同的角度出发，提出能作为一个整体用于设计育种以及发酵工 艺控制的“进、通、节、堵、出”的“五字策略”：①进，促进 细胞对碳源等营养物质的吸收；②通，使来自上游和各个注入分 支的碳架物质能畅通地流向目的产物；③节，阻塞与目的产物的 形成无关或关系不大的代谢支流，使碳架物质相对集中地流向目 的产物；④堵，消除或削弱目的产物进一步代谢的途径；⑤出， 促进目的产物向胞外空间分泌。 4．16 代谢网络的节点及其刚性 [5] 微生物代谢网络中的途径的交叉点（代谢流的集散处）叫做 节点，微生物自动抵制节点处代谢物流量分配比率的改变的特性 叫做节点的刚性。节点的刚性建筑在微生物代谢的自动调节机制 上。因此在应用“五字策略”制订育种方案时应该设法绕过强刚 图 6 设计育种和发酵工艺控制的五字策略 N P P 进 通 节 堵 出