物合成的代谢流转向苏氨酸。苏氨酸比赖氨酸优先合成,苏氨酸的过剩会反馈抑制高丝 氨酸脱羧酶的活性,使得生物合成转向赖氨酸。 (二)赖氨酸产生菌的育种策略 长期自然选择的结果,使得生存下来的微生物具有严格的代谢调控机制,其胞内的每 步反应速度,以及通过各种途径的代谢流基本平衡,从而能以最经济、有效的方式合成氨基 酸、核酸、脂肪酸、维生素等基础物质,这些物质在体内几乎不积累。发酵工程要求微生物 大量地合成特定的代谢产物,这一目的只有当微生物的部分代谢调控机制遭到破坏时才能达 到。用人工诱变的方法有目的地改变微生物固有的调节机制,使合成产物的途径畅通无阻, 最大限度地积累特定产物,这种发酵称为代谢控制发酵。 结合黄色短杆菌的赖氨酸合成途径和代谢调控机制,相应的育种策略可归纳为 (1)切断代谢支路:选育和应用营养缺陷型菌株,切断丙氨酸、苏氨酸和蛋氨酸的分支 途径是积累赖氨酸的有效手段。 (2)解除反馈抑制:选育抗结构类似物的突变株,可以得到对天门冬氨酸激酶反馈抑制 脱敏的菌株,代谢调节被遗传性地解除,这是赖氨酸发酵育种的重要手段。特别是选育营养 缺陷型兼具结枃类似物抗性的突变株,极有希望获得髙产菌株。表4-2-6列举了赖氨酸发酵 育种中曾用过的结构类似物,其中以AEC效果佳、应用广 表4-2-6赖氨酸发酵育种中曾使用过的一些结构类似物 类别 结构类似物名称 使用缩写 赖氨酸结构类似物 S-(2-氨基乙基)-L-半光氨酸 AEC γ-甲基赖氨酸 苯酯基赖氨酸 CBL Q-氯乙内酰氨 CCL a-氟乙内酰氨 F Q-氨基月桂基内酯氨 ALL L-赖氨酸氧肟酸 苏氨酸结构类似物 α-氨基-β-羟基戊酸 AHV 邻甲基苏氨酸 OMI 苏氨酸氧肟酸 ThHx 亮氨酸结构类似物 α-噻唑丙氨酸 a-TA 亮氨酸氧肟酸 LeuHx α-噻唑亮氨酸 a-TL β-羟基亮氨酸 hL 天门冬氨酸结构类似物 天门冬氨酸氧肟酸 AspH 磺氨二甲嘧啶 磺氨胍 SG (3)增加前体物的生物合成:关键酶AK所催化的底物是天门冬氨酸,AK的反应速度与 底物天门冬氨酸浓度之间的关系呈S型,随着天门冬氨酸浓度的增加,AK与天门冬氨酸的 亲和协同性增大。根据变构酶的S型动力学特性,为了提高赖氨酸的产量,应设法增加前 体物质天门冬氨酸的浓度,以抵消变构抑制剂的影响。应此可以考虑选育丙氨酸缺陷型,抗 天门冬氨酸结构类似物的突变株9 物合成的代谢流转向苏氨酸。苏氨酸比赖氨酸优先合成，苏氨酸的过剩会反馈抑制高丝 氨酸脱羧酶的活性，使得生物合成转向赖氨酸。 (二)赖氨酸产生菌的育种策略 长期自然选择的结果，使得生存下来的微生物具有严格的代谢调控机制，其胞内的每一 步反应速度，以及通过各种途径的代谢流基本平衡，从而能以最经济、有效的方式合成氨基 酸、核酸、脂肪酸、维生素等基础物质，这些物质在体内几乎不积累。发酵工程要求微生物 大量地合成特定的代谢产物，这一目的只有当微生物的部分代谢调控机制遭到破坏时才能达 到。用人工诱变的方法有目的地改变微生物固有的调节机制，使合成产物的途径畅通无阻， 最大限度地积累特定产物，这种发酵称为代谢控制发酵。 结合黄色短杆菌的赖氨酸合成途径和代谢调控机制，相应的育种策略可归纳为： (1)切断代谢支路：选育和应用营养缺陷型菌株，切断丙氨酸、苏氨酸和蛋氨酸的分支 途径是积累赖氨酸的有效手段。 (2)解除反馈抑制：选育抗结构类似物的突变株，可以得到对天门冬氨酸激酶反馈抑制 脱敏的菌株，代谢调节被遗传性地解除，这是赖氨酸发酵育种的重要手段。特别是选育营养 缺陷型兼具结构类似物抗性的突变株，极有希望获得高产菌株。表 4-2-6 列举了赖氨酸发酵 育种中曾用过的结构类似物，其中以 AEC 效果佳、应用广。 表 4-2-6 赖氨酸发酵育种中曾使用过的一些结构类似物 类别 结构类似物名称 使用缩写 赖氨酸结构类似物 S-(2-氨基乙基)-L-半光氨酸 AEC -甲基赖氨酸 ML 苯酯基赖氨酸 CBL -氯乙内酰氨 CCL -氟乙内酰氨 FCL -氨基月桂基内酯氨 ALL L-赖氨酸氧肟酸 LysHx 苏氨酸结构类似物 -氨基--羟基戊酸 AHV 邻甲基苏氨酸 OMT 苏氨酸氧肟酸 ThHx 亮氨酸结构类似物 -噻唑丙氨酸 -TA 亮氨酸氧肟酸 LeuHx -噻唑亮氨酸 -TL -羟基亮氨酸 -HL 天门冬氨酸结构类似物 天门冬氨酸氧肟酸 AspHx 磺氨二甲嘧啶 磺氨胍 SG (3)增加前体物的生物合成：关键酶 AK 所催化的底物是天门冬氨酸，AK 的反应速度与 底物天门冬氨酸浓度之间的关系呈 S 型，随着天门冬氨酸浓度的增加，AK 与天门冬氨酸的 亲和协同性增大。根据变构酶的 S 型动力学特性，为了提高赖氨酸的产量，应设法增加前 体物质天门冬氨酸的浓度，以抵消变构抑制剂的影响。应此可以考虑选育丙氨酸缺陷型，抗 天门冬氨酸结构类似物的突变株