氨酸产量提高到了19gL 在酪氨酸生产菌的诱变育种时,其它调节途径都与苯丙氨酸相同,唯一要强调的是必 须切断从预苯酸到苯丙氨酸的代谢途径,因此需要选育苯丙氨酸抗性和酪氨酸类似物抗性 的突变株。这样筛选得到的菌种的酪氨酸产量可达到176g/L 例7.24L赖氨酸生产菌种选育的另一种方法 以葡萄糖为碳源,利用 Brevibacterium lactofermentum生产L赖氨酸的代谢途经如图 7.2.6所示。从图中可以看到如果在更广泛的范围分析赖氨酸的生物合成途径,CO2的固定 化对提高碳源利用率和赖氨酸产量十分有利。 葡萄糖一 嶙磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸→丙氨酸,亮氨酸等 生物素O“12乙酰辅酶A 天冬氨酸·草酰乙 苏氨酸一天冬氨酸半醛 三羧酸循环 丙酮酸 亮氨酸 赖氨酸 图726在 B lactofermentum中从葡萄糖到赖氨酸的生物合成途经和调节机理 阻遏, 反馈抑制,O“‘活化1。PEP羧化酶 2。丙酮酸羧化酶,3。丙酮酸激酶,4。丙酮酸脱氢醃 硏究表明,该菌株的特点是羧化酶缺陷型突变株不能在葡萄糖作为唯一碳源的培养基 中生长,但若培养基中加入200μgL的生物素,突变株就能够生长,说明该菌株同时含有 丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸(PE)羧化酶,分别催化以下两个反应: 丙酮酸+ATP+HCO3 草酰乙酸+ADP+P 磷酸烯醇式丙酮酸+HCO3 草酰乙酸+P 这两个反应都具有固定CO2的作用,第一个反应需要生物素参与,而第二个反应则不需要 为了提高L赖氨酸的产量,除了前面考虑的支路代谢中的抑制机理外,还很有必要促进天 冬氨酸及其前体草酰乙酸的产生。 从图中可以看到,从PEP到草酰乙酸的代谢途经受到L-天冬氨酸的反馈抑制,这与L 赖氨酸的合成需要大量的L天冬氨酸作为前体是矛盾的。因此从PEP到草酰乙酸的代谢途 经不可取,而应该强化从丙酮酸到草酰乙酸的反应。另外,丙酮酸激酶对乙酰辅酶A和L 天冬氨酸都不敏感,但能够被生物素诱导和激活,高浓度的生物素有利于将丙酮酸转化为草 酰乙酸,进而促进赖氨酸的生物合成。由于丙酮酸是L-丙氨酸、L亮氨酸等的共同前体, 需要切断这些支路代谢途经 根据图726的代谢机理和上述分析, Tosaka和 Takinam从野生型B. lactofermentum 出发,经过一系列的诱变育种,最终得到菌种的L-赖氨酸生产能力达到48g/L。具体的选育 步骤如图7.27所示 Brevibcterium lactofermentum 赖氨酸产量,g/ 1111 氨酸产量提高到了 19g/L。 在酪氨酸生产菌的诱变育种时, 其它调节途径都与苯丙氨酸相同, 唯一要强调的是必 须切断从预苯酸到苯丙氨酸的代谢途径, 因此需要选育苯丙氨酸抗性和酪氨酸类似物抗性 的突变株。这样筛选得到的菌种的酪氨酸产量可达到 17.6 g/L。 例 7.2.4 L-赖氨酸生产菌种选育的另一种方法 以葡萄糖为碳源，利用 Brevibacterium lactofermentum 生产 L-赖氨酸的代谢途经如图 7.2.6 所示。从图中可以看到, 如果在更广泛的范围分析赖氨酸的生物合成途径, CO2 的固定 化对提高碳源利用率和赖氨酸产量十分有利。 2 葡萄糖 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 丙氨酸，亮氨酸等 CO2 CO2 4 CO2 1 生物素○ 2 乙酰辅酶 A 天冬氨酸 草酰乙酸 苏氨酸 天冬氨酸半醛 三羧酸循环 丙酮酸 亮氨酸 赖氨酸 图 7.2.6 在 B. lactofermentum 中从葡萄糖到赖氨酸的生物合成途经和调节机理 阻遏， 反馈抑制，○ 活化 1。PEP 羧化酶， 2。 丙酮酸羧化酶，3。丙酮酸激酶，4。丙酮酸脱氢酶 研究表明，该菌株的特点是羧化酶缺陷型突变株不能在葡萄糖作为唯一碳源的培养基 中生长，但若培养基中加入 200μg/L 的生物素，突变株就能够生长，说明该菌株同时含有 丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）羧化酶，分别催化以下两个反应： 丙酮酸 + ATP + HCO3 － 草酰乙酸 + ADP + P 磷酸烯醇式丙酮酸 + HCO3 － 草酰乙酸 + P 这两个反应都具有固定 CO2 的作用，第一个反应需要生物素参与，而第二个反应则不需要。 为了提高 L-赖氨酸的产量，除了前面考虑的支路代谢中的抑制机理外，还很有必要促进天 冬氨酸及其前体草酰乙酸的产生。 从图中可以看到，从 PEP 到草酰乙酸的代谢途经受到 L-天冬氨酸的反馈抑制，这与 L- 赖氨酸的合成需要大量的 L-天冬氨酸作为前体是矛盾的。因此从 PEP 到草酰乙酸的代谢途 经不可取，而应该强化从丙酮酸到草酰乙酸的反应。另外, 丙酮酸激酶对乙酰辅酶 A 和 L- 天冬氨酸都不敏感，但能够被生物素诱导和激活，高浓度的生物素有利于将丙酮酸转化为草 酰乙酸，进而促进赖氨酸的生物合成。由于丙酮酸是 L-丙氨酸、L-亮氨酸等的共同前体， 需要切断这些支路代谢途经。 根据图 7.2.6 的代谢机理和上述分析，Tosaka 和 Takinami 从野生型 B. lactofermentum 出发，经过一系列的诱变育种，最终得到菌种的 L-赖氨酸生产能力达到 48g/L。具体的选育 步骤如图 7.2.7 所示。 Brevibcterium lactofermentum 赖氨酸产量, g/L