谷氨酸发酵.ppt

第二章谷氨酸发酵机制
1 谷氨酸的生物合成途径
生成谷氨酸的主要酶反应
(1)谷氨酸脱氢酶(GHD)所催化的还原氨基化反应


+ NADPH + H+ + NH4+ + H2O + NADP+
α-***戊二酸谷氨酸
谷氨酸脱氢酶
COOH
CHNH2
CH2
CH2
COOH
COOH
CHNH2
CH2
CH2
COOH
第二章谷氨酸发酵机制
1 谷氨酸的生物合成途径
生成谷氨酸的主要酶反应
(2)转氨酶(AT)催化的转氨反应


+ +
α-***戊二酸谷氨酸α-***酸
转氨酶
COOH
CHNH2
CH2
CH2
COOH
COOH
CHNH2
CH2
CH2
COOH
COOH
CHNH2
R
COOH
CHNH2
R
第二章谷氨酸发酵机制
1 谷氨酸的生物合成途径
生成谷氨酸的主要酶反应
(3)谷氨酸合成酶(GS)催化的反应


+ + NADPH + H+ 2 + NADP+
α-***戊二酸谷氨酰***谷氨酸
谷氨酸合成酶
COOH
CHNH2
CH2
CH2
COOH
COOH
CHNH2
CH2
CH2
COOH
COOH
CHNH2
CH2
CH2
COOH
第二章谷氨酸发酵机制
谷氨酸生物合成的理想途径
由葡萄糖发酵生成谷氨酸的理想途径
第二章谷氨酸发酵机制
谷氨酸发酵的代谢途径如下图所示
第二章谷氨酸发酵机制
α-***戊二酸氧化能力微弱,即α-***戊二酸脱氢酶活力微弱。
α-***戊二酸的氧化能力微弱,三羧酸循环到达α-***戊二酸时,即受到阻挡,把糖代谢流阻止在α-***戊二酸的堰上,对导向谷氨酸形成具有重要意义。
(2) 谷氨酸脱氢酶活性强
由于谷氨酸产生菌的谷氨酸脱氢酶比其它微生物强大得多,所以由三羧酸循环得到的柠檬酸的氧化中间物就不再往下氧化,而以谷氨酸的形式积累起来。
(3) 细胞膜对谷氨酸的通透性高
谷氨酸的分泌可降低细胞内产物的浓度,消除了谷氨酸转化成其它代谢物的可能,降低了对谷氨酸脱氢酶的抑制,并使谷氨酸的生成途径畅通。
生物素亚适量可造成细胞膜的高通透性;还可添加表面活性剂、高级饱和脂肪酸或青霉素等提高膜的通透性。
控制谷氨酸合成的重要措施
第二章谷氨酸发酵机制
菌体生长期
由于三羧酸循环的缺陷——α-***戊二酸氧化能力微弱,即α-***戊二酸脱氢酶活力微弱,为了获得能量和产生生物合成反应所需的中间产物,需走乙醛酸循环途径。
乙醛酸循环产生的苹果酸仍可返回三羧酸循环。
(2) 谷氨酸生成期
封闭乙醛酸循环。
(3) 如果CO2固定反应完全不起作用,***酸完全氧化成乙酰CoA,,则
3C6H12O6 2C5H9O4N
此时,%.
实际生产中,因发酵条件控制、菌体形成、微量副产物等,消耗一部分糖,%%之间。
乙醛酸循环的作用
第二章谷氨酸发酵机制
黄色短杆菌中谷氨酸的代谢调节机制如下图所示
第二章谷氨酸发酵机制
谷氨酸生产菌的育种思路
第二章谷氨酸发酵机制






谷氨酸生产菌的具体育种思路