發(fā)布時(shí)間:2012-09-18 12:04:14
一、解除代謝互鎖
賴氨酸與亮氨酸生物合成之間存在代謝互鎖，即PS（二氫吡啶二羧酸合成酶）為亮氨酸所阻遏，應(yīng)設(shè)法解除。其方法是：
1．選育亮氨酸缺陷型：例如，以抗AEC的賴氨酸消泡劑生產(chǎn)菌為親株，誘變育得抗AEC兼具亮氨酸缺陷型的突變株，在限量亮氨酸的條件下，由于解除了亮氨酸對(duì)PS的反饋?zhàn)瓒簦?strong>賴氨酸消泡劑使賴氨酸的產(chǎn)量由原來33g/L提高到40g/L。此外，因?yàn)闊燉０穮⑴c亮氨酸合成，故選育煙酰胺缺陷型NAA-，限量煙酰胺也能解除代謝互鎖，提高產(chǎn)酸量。
2．選育抗亮氨酸類似物突變株：選育抗亮氨酸類似物突變株等，可以從中選出解除代謝互鎖的突變株。例如，采用乳糖發(fā)酵短桿菌丙氨酸缺陷型兼AEC相TA雙重抗性菌株AJ3790，進(jìn)行賴氨酸發(fā)酵消泡劑，結(jié)果生成110g/L賴氨酸，對(duì)醋酸產(chǎn)率為24%，達(dá)到文獻(xiàn)上最高紀(jì)錄。
3．選育對(duì)苯醌或喹啉衍生物敏感性的突變株：選育苯醌或喹啉衍生物敏感性突變株，是一種尋找亮氨酸合成酶系微弱的菌株的育種方法。醌類和喹啉衍生物都是生物合成亮氨酸酶系的抑制劑，能抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)并可為添加亮氨酸所解除。
二、防止回復(fù)突變
賴氨酸消泡劑發(fā)酵的高產(chǎn)菌株常具有多種遺傳標(biāo)記，若因回復(fù)突變而喪失積累賴氨酸所必需的遺傳標(biāo)記，回復(fù)突變成原養(yǎng)型或原敏感型就會(huì)降低乃至失去積累賴氨酸的能力。防止辦法有：
1．選育遺傳性穩(wěn)定的菌株：在經(jīng)誘變處理后，易出現(xiàn)回變株的培養(yǎng)基中反復(fù)傳代，選取不發(fā)生回變的菌株。
2．定向賦予生產(chǎn)菌的遺傳標(biāo)記：如hom-增加thr-或met-，Leu-增加NAA-，育成雙缺菌株，增加抗回變特性，使生產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。就抗性而言，盡量再育成多重抗性突變株。
生產(chǎn)上要特別注意防止種子培養(yǎng)階段出現(xiàn)回變菌，種子營(yíng)養(yǎng)要豐富，尤其是提供足夠的缺陷營(yíng)養(yǎng)物并添加適量抗性類似物；定期純化，檢查遺傳標(biāo)記；利用某些抗菌素對(duì)生產(chǎn)菌最小生長(zhǎng)的抑制濃度比其回變株高的特性，添加紅霉素抑制回復(fù)突變等。
三、選育溫度敏感性突變株(tem-)
選育溫度敏感性突變株也是賴氨酸消泡劑發(fā)酵育種的有效措施。如突變位置發(fā)生在為亮氨酸合成酶系編碼的基因中，高溫時(shí)就是一種亮氨酸缺陷型。戶坂修等著眼于解除代謝互鎖，選育在30℃生長(zhǎng)良好，34℃卻不能生長(zhǎng)的溫度敏感性菌突變株，育得AJ11093和AJ11099兩株賴氨酸高產(chǎn)菌，賴氨酸消泡劑發(fā)酵開始時(shí)，在29-33℃培養(yǎng)，于發(fā)酵24-48 h期間，將發(fā)酵溫度提高到34℃以上，抑制多余的增殖并解除對(duì)PS的阻遏，結(jié)果積累了45g／L,39 g/L賴氨酸，對(duì)糖轉(zhuǎn)化率為45%和39%。
本文參考《發(fā)酵微生物學(xué)》一書。
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