发酵工程

代谢工程育种知识框架：微生物代谢调控机制（初级代谢产物：氨基酸 核苷类 以及酶或辅酶、次级代谢产物：抗生素 激素 生物碱 毒素及维生素等）、微生物发酵中的代谢调控、发酵机制等等

代谢工程育种

• 微生物代谢调控机制
  • 微生物代谢
    • 初级代谢
      • 初级代谢产物：氨基酸 核苷类 以及酶或辅酶
    • 次级代谢
      • 次级代谢产物：抗生素 激素 生物碱 毒素及维生素等
  • 微生物初级代谢调节
    • 酶活性的调节
      • 酶活性的激活
        • 前体激活
        • 代谢中间产物的反馈激活
      • 酶活性的抑制
        • 大多是反馈抑制
    • 酶合成的调节
      • 诱导
      • 阻遏
        • 终产物阻遏
        • 分解代谢产物阻遏
    • 能量负荷的调节
• 微生物发酵中的代谢调控
  • 改变细胞膜的通透性
  • 改变微生物的遗传特性
    • 营养缺陷型的应用
      • 对于直线式代谢途径：选育营养缺陷性突变株只能积累中间代谢产物
      • 分支代谢途径：可利用营养缺陷性克服协同或累加反馈抑制积累末端产物，亦可利用双重缺陷发酵生产中间产物
    • 抗反馈控制突变株的应用
      • 定义：是指对反馈抑制不敏感或对阻遏有抗性，或两者兼有之的菌株
      • 可以从终产物结构类似物抗性突变株和营养缺陷性回复突变株中获得
• 发酵机制
  • 厌氧发酵----乙醇 乳酸发酵
    • 酵母菌发酵
      • 酵母菌的乙醇发酵（I型发酵）
        • 只在pH3.5～4.5以及厌氧条件下发生
      • 酵母菌的II型发酵
        • 当培养基中加入适量NaHSO3，转变为甘油发酵
      • 酵母菌的III型发酵
        • 当发酵液处在弱碱性（pH7.6）条件下改为甘油发酵
    • 同型乳酸发酵
    • 异型乳酸发酵
  • 好氧发酵----柠檬酸发酵（黑曲霉）
    • 柠檬酸发酵机理
      • 与三羧酸循环有密切关系
    • 柠檬酸溢出代谢
      • 高水平的柠檬酸合成能力
      • 较低的降解柠檬酸的能力
      • 柠檬酸过量合成阶段，培养基的Ph值影响跨膜运输
    • 环境条件
      • 磷酸盐浓度低
      • 氮源用NH4+盐
      • pH值低（小于3.0）
      • 溶氧量高
      • Mn2+、Fe2+、Zn2+含量低
  • 氨基酸发酵
    • 谷氨酸发酵机制
    • 赖氨酸和苏氨酸发酵机制