發(fā)布時間:2012-09-11 14:46:34
為了提高賴氨酸產(chǎn)率，應設法增加前體物ASP（天門冬氨酸）的濃度，以抵消變構抑制劑的影響。其方法有：
1．選育丙氨酸缺陷型（Ala-）：
丙酮酸和ASP是賴氨酸與Ala生物合成的共同前體，丙氨酸是由丙酮酸與L-氨基酸、賴氨酸發(fā)酵消泡劑通過轉氨酶作用而生成，亦可在ɑ-酮戊二酸和亮氨酸存在時，為天門冬氨酸-β-脫氫酶所催化，直接從ASP脫烴形成。實踐證明，賴氨酸的生產(chǎn)能力與丙酮酸-L-氨基酸轉氨酶的水平成反比例。所以，選育喪失丙酮酸-L-氨基酸轉氨酶的丙氨酸缺陷型，增強發(fā)酵消泡劑賴氨酸與生物合成ASP的代謝流，能提高賴氨酸產(chǎn)量。例如，乳糖發(fā)酵短桿菌的抗AEC菌株產(chǎn)30 g/L賴氨酸，進而選育成兼具丙氨酸缺陷的AJ3799，賴氨酸產(chǎn)量提高到39g/L。又如，丙氨酸缺陷標記的突變株AJ3796的賴氨酸積累量為47g/L。比不具Ala-的AJ3794株高22g/L。AJ3796對糖轉化率為47%。
2．選育抗ASP結構類似物的突變株：
為了遺傳性地解除ASP對其本身合成的反饋調(diào)節(jié)，可選育抗ASP類似物突變株。例如，谷氨酸棒桿菌No.3633 可產(chǎn)35g/L賴氨酸，其親株僅25g/L；另一株抗磺胺二甲嘧啶突變株，賴氨酸生成量為33g/L，而其親株僅為25g/L。
3．利用平衡合成：
ASP的生物合成與乙酰CoA的生成取平衡合成，利用這種特性，設法增加乙酰CoA的積累，便可逆轉ASP對其自身合成的反饋調(diào)節(jié)。例如，添加醋酸與賴氨酸發(fā)酵消泡劑促進乙酰CoA的生成，并誘導合成乙醛酸循環(huán)酶，有可能提高產(chǎn)酸和轉化率。利用，谷氨酸棒桿菌AJ3462，使糖與醋酸混合發(fā)酵，可產(chǎn)70g/L賴氨酸。
4．增大谷氨酸的反饋抑制：
設法增大谷氨酸對谷氨酸脫氫酶(GD)的反饋控制，能增強生物合成ASP的代謝流。與谷氨酸發(fā)酵相比，生物素豐富(30-50μg/L)，缺陷氨基酸亞與賴氨酸發(fā)酵消泡劑適量是提高產(chǎn)賴氨酸的關鍵。為了提高賴氨酸產(chǎn)量，必須提供過量生物素與發(fā)酵消泡劑賴氨酸，以確保谷氨酸不向胞外漏出從而產(chǎn)生足夠的反饋控制，使代謝流轉向合成ASP。
5．強化磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PC)：
在賴氨酸發(fā)酵中，CO2固定反應起重要作用。 ASP的前體草酰乙酸，如100%的通過磷酸烯醇丙酮酸(PEP)固定CO2反應供給，理論轉化率為69%；若經(jīng)TCA環(huán)合成，其理論轉化率僅40%。故應設法強化PC，如通過篩選PC活力高于TCA環(huán)酶活的菌株，或限量分次流加碳源等方法增大PC活力提高轉化率。
本文參考《發(fā)酵微生物學》一書。
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