代谢工程育种

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

• 1.发酵产物中的初级代谢产物和次级代谢产物
  • 初级代谢产物，如氨基酸、核苷类，以及酶或辅酶。
  • 次级代谢产物，如抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等。
• 2.酶活性的调节模式
  • 指一定数量的酶，通过其分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率
    • 酶活性的激活前体激活和代谢中间产物的反馈激活
    • 酶活性的抑制：大多是反馈抑制
• 3.酶合成的调节模式
  • （ 1）终产物阻遏
  • （2）分解代谢产物阻遏
• 4.乙醇的3种发酵机制
  • 1、酵母菌的乙醇发酵（Ⅰ型发酵）该乙醇发酵过程只在pH3.5~4.5以及厌氧的条件下发生。
  • 酵母菌的Ⅱ型发酵，当培养基中加入适量NaHSO3，酵母的乙醇发酵会转变为甘油发酵。结果：形成大量甘油和少量乙醇。
  • 酵母菌的Ⅲ型发酵，当发酵液处在弱碱性（pH7.6）条件下，酵母的乙醇发酵也会改为甘油发酵。 这种发酵方式不产生能量，只在非生长情况下进行。
• 8.苏氨酸发酵机制
  • 1.切断支路代谢
    • 选育蛋氨酸缺陷型(Met-)、赖氨酸缺陷型(Lys-)、异亮氨酸缺陷型(Ile-)的突变株，使天冬氨酸族氨基酸专一性地转向苏氨酸
  • 2.苏氨酸对关键酶高丝氨酸脱氢酶的反馈调节
    • 选育抗苏氨酸结构类似物[如ThrHx、AHV(α-氨基-β-羟基戊酸)]突变株，从遗传上解除正常代谢控制
  • 3.赖氨酸和苏氨酸对天冬氨酸激酶协同反馈抑制
    • 选育抗赖氨酸结构类似物[如LysHx、AEC(S-(β-氨基乙基)-L-半胱氨酸)]突变株从遗传上解除正常代谢控制
• 7.赖氨酸发酵机制
• 6.谷氨酸发酵机制
  • 发酵途径包括：EMP 、HMP、TCA、乙醛酸循环、CO2固定反应
  • 影响细胞膜的通透性的因素
    • 1.生物素，油酸，表面活性剂
    • 2.青霉素
  • 青霉素控制细胞壁形成的原因
    • 青霉素是糖肽末端结构(D—Ala—D—Ala)的类似物，与转肽酶的活性中心结合，使转肽酶受到了不可逆的抑制，糖肽合成不能完成，结果形成不完整的细胞壁，使细胞膜处于无保护状态，易于破损，增大谷氨酸的通透性。
• 5.柠檬酸发酵机制
  • 糖经糖酵解途径(EMP途径)，形成丙酮酸，丙酮酸羧化形成C4化合物，丙酮酸脱羧形成C2化合物，两者缩合形成柠檬酸。