几乎所有的氨基酸发酵都是以葡萄糖作为碳源生产的,但是也有例外。菊池和中尾根据 青霉素能够促进谷氨酸积累的机理,发现谷氨酸的分泌与细胞壁中磷脂质的分泌有密切关 系。图7.24显示了在葡萄糖或正烷烃为碳源时的磷脂质合成和谷氨酸合成的代谢途径和控 制机理。可以看到磷脂质的合成是由甘油和乙酰辅酶A所合成的脂肪酸两者共同负责的, 如果图中所示的途径(2)被切断,磷脂质的合成就只与脂肪酸有关,而脂肪酸可以通过正 构烷烃的生物氧化获得。他们将溶烷棒状杄菌用MNNG进行诱变处理,得到一株甘油缺陷 型菌株GL-21,发现该突变株缺少甘油井-磷酸:NADP氧化还原酶,因此不难想象催化将 二羟丙酮磷酸转化为甘油三磷酸的反应,从而阻止了甘油的生物合成。该菌株在培养时只要 限制甘油的供给量,就能抑制磷脂质的合成,使谷氨酸大量积累,谷氨酸产量达到了72g/L。 正烷烃 葡萄糖 4磷脂质 脂肪酸(1)( 乙酰辅酶A-葡萄糖 硫胺素 谷蓂酸 谷氨酸 图724细胞内磷脂质合成控制和谷氨酸生产 7.2.2.2选育生产氨基酸的代谢调节突变菌株 营养缺陷型突变菌株的选育方法不能用于生产非分支代谢途径中末端产物氨基酸的高 产菌种,只有选育代谢调节突变株的的方法才能达到这个目的。代谢调节突变株中微生物的 某些生物合成的调节机制已经缺失,这样使产物氨基酸的积累得到了强化。选育的方法是分 离对氨基酸类似物具有抗性的突变株,或从营养缺陷型菌株进一步得到某种调节酶缺失的回 复突变株 般情况下,与天然氨基酸结构类似的化合物对于特定微生物的生长具有抑制作用。为 了突出这类化合物与氨基酸在立体化学结构上具有类似性的特点,氨基酸类似物又被称为 同形物”。同形物对微生物生长的抑制作用可以通过加入相应的天然氨基酸而得到克服。 如果在氨基酸的合成途经中加入同形物,就会成为相应酶的共阻遏剂或共反馈抑制剂,与此 同时同形物又能抑制将氨基酸结合到蛋白质的反应。因此如果突变株对氨基酸的同形物具有 抗性,就表明相应的调节酶已经丧失了对反馈抑制和反馈阻遏的敏感性 以生产L-赖氨酸的菌种选育为例。图72.3已经显示了L-赖氨酸和L苏氨酸对天冬氨 酸激酶的协同反馈调节。硫代赖氨酸(SAEC)是赖氨酸的同形物,当培养基中加入SAEC 时,细菌的生长受到抑制。若培养基中同时存在L苏氨酸,抑制作用加强:但若加入L赖 氨酸,则使抑制减弱。因此如果能够选育岀具有SAEC抗性的调节突变株,天冬氨酸激酶 将对协同反馈调节不敏感,使突变菌株能够在SAEC和L-苏氨酸共同存在的培养基中生长, 而且会大量积累L-赖氨酸。有人曾经选育出一株具有SAEC抗性的黄色短杆菌,它的L-赖 氨酸产量比野生菌种提高了150倍,达到31.33g/L。7 几乎所有的氨基酸发酵都是以葡萄糖作为碳源生产的，但是也有例外。菊池和中尾根据 青霉素能够促进谷氨酸积累的机理，发现谷氨酸的分泌与细胞壁中磷脂质的分泌有密切关 系。图 7.2.4 显示了在葡萄糖或正烷烃为碳源时的磷脂质合成和谷氨酸合成的代谢途径和控 制机理。可以看到磷脂质的合成是由甘油和乙酰辅酶 A 所合成的脂肪酸两者共同负责的， 如果图中所示的途径（2）被切断，磷脂质的合成就只与脂肪酸有关，而脂肪酸可以通过正 构烷烃的生物氧化获得。他们将溶烷棒状杆菌用 MNNG 进行诱变处理，得到一株甘油缺陷 型菌株 GL-21，发现该突变株缺少甘油井-磷酸：NADP 氧化还原酶，因此不难想象催化将 二羟丙酮磷酸转化为甘油三磷酸的反应，从而阻止了甘油的生物合成。该菌株在培养时只要 限制甘油的供给量，就能抑制磷脂质的合成，使谷氨酸大量积累，谷氨酸产量达到了 72g/L。 图 7.2.4 细胞内磷脂质合成控制和谷氨酸生产 7. 2. 2. 2 选育生产氨基酸的代谢调节突变菌株 营养缺陷型突变菌株的选育方法不能用于生产非分支代谢途径中末端产物氨基酸的高 产菌种，只有选育代谢调节突变株的的方法才能达到这个目的。代谢调节突变株中微生物的 某些生物合成的调节机制已经缺失，这样使产物氨基酸的积累得到了强化。选育的方法是分 离对氨基酸类似物具有抗性的突变株，或从营养缺陷型菌株进一步得到某种调节酶缺失的回 复突变株。 一般情况下, 与天然氨基酸结构类似的化合物对于特定微生物的生长具有抑制作用。为 了突出这类化合物与氨基酸在立体化学结构上具有类似性的特点，氨基酸类似物又被称为 “同形物”。同形物对微生物生长的抑制作用可以通过加入相应的天然氨基酸而得到克服。 如果在氨基酸的合成途经中加入同形物，就会成为相应酶的共阻遏剂或共反馈抑制剂，与此 同时同形物又能抑制将氨基酸结合到蛋白质的反应。因此如果突变株对氨基酸的同形物具有 抗性，就表明相应的调节酶已经丧失了对反馈抑制和反馈阻遏的敏感性。 以生产 L-赖氨酸的菌种选育为例。图 7.2.3 已经显示了 L-赖氨酸和 L-苏氨酸对天冬氨 酸激酶的协同反馈调节。硫代赖氨酸（SAEC）是赖氨酸的同形物，当培养基中加入 SAEC 时，细菌的生长受到抑制。若培养基中同时存在 L-苏氨酸，抑制作用加强；但若加入 L-赖 氨酸，则使抑制减弱。因此如果能够选育出具有 SAEC 抗性的调节突变株，天冬氨酸激酶 将对协同反馈调节不敏感，使突变菌株能够在 SAEC 和 L-苏氨酸共同存在的培养基中生长， 而且会大量积累 L-赖氨酸。有人曾经选育出一株具有 SAEC 抗性的黄色短杆菌，它的 L-赖 氨酸产量比野生菌种提高了 150 倍，达到 31.33g/L