谷氨酸工艺学.docx

第一章
1、什么是氨基酸？氨基酸是含有氨基和竣基的一类有机化合物的通称。生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。是含有一个碱性氨基和一个酸性竣基的有机化
合物。
氨基酸种类与分类蛋白质氨基酸非蛋白质氨基
（6）pH:-
DE
15、
DE
100%
100%
第三章谷氨酸发酵机制
1、生成谷氨酸的主要酶促反应
(1)谷氨酸脱氢酶(GHD)所催化的还原氨基化反应。主导性反应
GHD—一
a•***戊二酸十NHJ+NADPH+H"谷氨酸+HQ+NADP+
转氨酶(AT)(崔化的转氨反应
GPT则以肝脏中活力最大测定
GOT活力则有助于对心脏病变的诊断
谷氨酸合成酶(Gs)催化的反应
2、三种生成谷氨酸的酶促反应的共同点：以a-***戊二酸为前体
3、由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢途径5个：TCA循环、EMP途径、HMP途径、乙醛酸循、***酸
梭化支路(CO2固定)，至少16步酶促反应。
4、谷氨酸生物合成的理想途径
EMP(为主)CO?
酰CoAi
葡萄糖
一柠檬酸一异柠檬酸厂二口-***戊二酸71r谷氨酸
产酰乙酸HADPK岛hNADPH+H+NADP+
IjIriUritill
*一_二
HMP(约占26%)苹果酸氧化还原共舸的氨基化反应
G%。6+NHj+L50z-GHQN+CO2+3H?0
谷氨酸对葡萄糖的质量理论转化率为：%
实际转化率：处于二者之间，%〜%
(1)葡萄糖首先经EMP及HMP两个途径生成***酸。以EMP为主，HMP约占26%。
(2)生成的***酸：一部分在***酸脱氢酶系的作用下氧化脱竣生成乙酰CoA,
另一部分经CO2固定反应生成草酰乙酸或苹果酸。
(3)草酰乙酸与乙酰CoA在柠檬酸合成酶催化作用下，缩合成柠檬酸，进入三竣酸循环，柠檬酸在顺乌头酸酶的作用下生成异柠檬酸，异柠檬酸再在异柠檬酸脱氢酶的作用下生成a-***戊二酸，a-***戊二
酸是谷氨酸合成的直接前体。
a-***戊二酸在谷氨酸脱氢酶作用下经还原氨基化反应生成谷氨酸
5、控制谷氨酸合成的重要措施
a-***戊二酸氧化能力微弱，即a-***戊二酸脱氢酶活力微弱
(2)谷氨酸脱氢酶活性强
(3)细胞膜对谷氨酸的通透性高
6、谷氨酸高产菌种特点：
谷氨酸产生菌应丧失或仅有微弱的a-***戊二酸脱氢酶活力，使“***戊二酸不能继续氧化
谷氨酸脱氢酶活力很强，同时NADPH+H+再氧化能力弱，使到琥珀酸的反应受阻，在过量NH4+存
在时，经氧化还原共轲的氨基化反应而生成谷氨酸
生成的谷氨酸不形成蛋白质而分泌到菌体外
谷氨酸产生菌大多为生物素缺陷型，谷氨酸发酵时通常控制生物素亚适量，引起代谢失调，使谷氨酸
得以积累
7、谷氨酸生物合成的调节机制
优先合成由于a-***戊二酸脱氢酶活性微弱，谷氨酸脱氢酶的活力很强，优先合成谷氨酸
反馈调节反馈阻遏转录水平的调节，产生效应慢，
反馈抑制酶活性水平调节，产生效应快。
(1)磷酸烯醇式***酸竣化酶的调节
(2)柠檬酸合成酶的调节
(3)异柠檬酸脱氢酶的调节
(4)a-***戊二酸脱氢酶的调节
(5)谷氨酸脱氢酶的调节
糖代谢调节糖分解代谢包括酵解与三竣酸循环；(提供能量)
合成代谢包括糖的异生、糖原与结构多糖的合成等，中间代谢还有磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。(消耗能量)糖代谢的调节主要受能荷控制
能荷：细胞所处的能量状态用ATRADP和AMP之间的关系来表示，称为能荷(energycharge)。能荷计算公式为：
[ATP]+y[ADP]能荷=[ATP]+[ADP]丽
ATP全部转化为AMP时，能荷值为0
AMP全部转化为ATP时，〜
能荷高抑制糖代谢的酶
氮代谢调节：控制谷氨酸发酵的关键之一就是降低蛋白质的合成能力，使合成的谷氨酸不去转化
成其它氨基酸和参与蛋白质的合成
8、生物素的调节
生物素：生物素(Biotin)为B族维生素之一，又称维生素H、维生素B7、辅酶R(Coenzyme
R)等。是竣化酶的辅基，引起固碳作用及竣基转移反应，参与糖和脂肪的代谢。
生物素对糖代谢的调节3个
(1)生物素对糖代谢速率的影响
主要是影响糖酵解的速率，而不是影响EMP与HMP途径的比率。生物素充足，加快了
糖代谢，提高了NADH的数量，使***酸生成乳酸，乳酸得到积累
(2)生物素对CO2固定的影响
生物素是***酸竣化酶的辅酶，参与CO2固定反应。生物素过量时CO2固定反