(一)柠檬酸积累的调节 1、糖酵解及丙酮酸代谢的调节 (1)磷酸果糖激酶(PFK酶)调节黑曲霉柠檬酸产生菌的PFK酶是酵解途径中 第一个调节酶,也是决定EMP途径代谢流量的最重要的关键酶。此酶受正常的生理浓 度范围的柠檬酸和ATP的抑制,为AMP、Pi、NH所激活,NH还能有效地解除柠 檬酸和ATP对PFK酶的抑制,如表23-15所示。 NH*在细胞内的生理浓度水平下,PK酶对柠檬酸不敏感(见表2316)。考察柠 檬酸发酵时,PFK酶的这些效应物在细胞内的浓度表明,铵离子浓度与柠檬酸生产速 率有密切关系,并且显示在锰缺乏和充足条件下的显著差别,可以认为,锰的效应是通 过铵离子浓度升高而减弱了柠檬酸对PFK酶的抑制。 夜23-16 锰离子充足和锰离子缺乏下具曲零PK活力 柠檬酸/(mmoJ/L) 铵离子/(mmd/L) 活力/u 15 1.1 锰足 3 1,0 (3)丙酮酸羧化酶的调节丙酮酸是真菌糖代谢的一个重要分叉点,丙酮酸既可以 由丙酮酸脱氢酶催化脱羧生成乙酰CoA,也可以由丙酮酸羧化酶催化经CO2固定反应 生成草酰乙酸,CO2固定反应的强度对柠檬酸积累非常重要。保持丙酮酸这两个反应的 平衡是获得柠檬酸高产率的一个重要条件。如上所述黑曲霉柠檬酸产生菌中存在磷酸烯 醇式丙酮酸羧化酶和丙酮酸羧化酶,以丙酮酸羧化酶为主,此酶已被提纯,其酶学性质 已清楚,其活性不受代谢产物的调节。 2、三羧酸循环的调节 (1)柠檬酸合成酶的调节 柠檬酸合成酶是T℃A环中的第一个酶,但黑曲霉中柠檬酸合成酶没有调节 作用。 (2)顺乌头酸水合酶、异柠檬酸脱氢酶的调节 顺乌头酸水合酶、NAD、NAD异柠檬酸脱氢酶在柠檬酸产生与不产生时,这 种酶均存在,而当铜离子0.3mg,铁离子2mgL和pH2.0情况下,这3种酶均不出 现活力,发酵中柠檬酸正是在这个pH条件下积累的 顺乌头酸水合酶是催化柠檬酸心顺乌头酸◇异柠檬酸正逆反应的酶,研究表明 黑曲霉中有一种单纯的位于线粒体上的顺乌头酸水合酶,它在催化时能建立下面的平 衡:柠檬酸:顺乌头酸:异柠檬酸=90:3:7。并发现在柠檬酸发酵中,无论培养基 中是否存在铁离子,顺乌头酸水合酶催化的反应总是趋向柠檬酸一侧,保证柠檬酸得 到充分积累。一旦柠檬酸积累到一定水平.细胞内的PH下降,就能抑制顺乌头酸水 合酶和异柠檬酸 脱氢酶的活性,就抑制了柠檬酸自身的进一步分解。 黑曲霉中的异柠檬酸脱氢酶有三种:一种NAD异柠檬酸脱氢酶.活力很低。两 种NAD异柠檬酸脱氢酶,其一在细胞质中,不受柠檬酸抑制,其二在线粒体中.与 TCA循环有关,它受生理浓度的柠檬酸抑制,所以当柠檬酸积累到一定水平时,就抑 制此酶的活力,从而更加促进柠檬酸的积累。NAD异柠檬酸脱氢酶的抑制作用在碱性 pH和3 Ommon/L锰离子时被解除,这就是国外菌种柠檬酸积累受锰离子毒害的缘故（一） 柠檬酸积累的调节 1、 糖酵解及丙酮酸代谢的调节 已清楚，其活性不受代谢产物的调节。 2、 三羧酸循环的调节 （1）柠檬酸合成酶的调节 柠檬酸合成酶是 TCA 环中的第一个酶，但黑曲霉中柠檬酸合成酶没有调节 作用。 （2）顺乌头酸水合酶、异柠檬酸脱氢酶的调节 顺乌头酸水合酶、NAD、NAD-异柠檬酸脱氢酶在柠檬酸产生与不产生时，这 3 种酶均存在，而当铜离子 0.3mg/L，铁离子 2mg/L 和 pH2.0 情况下，这 3 种酶均不出 现活力，发酵中柠檬酸正是在这个 pH 条件下积累的。 顺乌头酸水合酶是催化柠檬酸<>顺乌头酸<>异柠檬酸正逆反应的酶，研究表明， 黑曲霉中有一种单纯的位于线粒体上的顺乌头酸水合酶，它在催化时能建立下面的平 衡：柠檬酸：顺乌头酸：异柠檬酸＝90：3：7。并发现在柠檬酸发酵中，无论培养基 中是否存在铁离子，顺乌头酸水合酶催化的反应总是趋向柠檬酸一侧，保证柠檬酸得 到充分积累。一旦柠檬酸积累到一定水平．细胞内的 PH 下降，就能抑制顺乌头酸水 合酶和异柠檬酸 脱氢酶的活性，就抑制了柠檬酸自身的进一步分解。 黑曲霉中的异柠檬酸脱氢酶有三种：一种 NAD 异柠檬酸脱氢酶．活力很低。两 种 NAD 异柠檬酸脱氢酶，其一在细胞质中，不受柠檬酸抑制，其二在线粒体中．与 TCA 循环有关，它受生理浓度的柠檬酸抑制，所以当柠檬酸积累到一定水平时，就抑 制此酶的活力，从而更加促进柠檬酸的积累。NAD 异柠檬酸脱氢酶的抑制作用在碱性 pH 和 30mmol／L 锰离子时被解除，这就是国外菌种柠檬酸积累受锰离子毒害的缘故