丙氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺和组氨酸发酵.docx

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第十五章丙氨酸、脯氨酸、谷氨酰***和组氨酸发酵
第一节丙氨酸发酵
丙氨酸(Alanine,Ala)，亦称a-氨基丙酸(a-aminopropionicacid)，具有甜味，常用作调味料。霉菌、酵母、细菌、放线菌等微生物都能够r-））苯丙氨酸缺陷（Phe-））酪氨酸缺陷（Tyr-））核酸碱基缺陷等；还有磺***胍抗性（SGr）、青霉素抗性（Penr）、利福平抗性（Rifr）、DL-3,4-脱氢脯氨酸抗性（DHPr、等。非谷氨酸产生菌链式寇氏杆菌（Kurthiacatenaforma）（L-Ser-），是典型的来自非谷氨酸产生菌的脯氨酸产生菌，而且原始菌株也有相当高的脯氨酸产率。
表15-1L-脯氨酸产生菌
菌株
遗传标记
底物
L-Pro(g・L-1)
黄色短杆菌2247-NM0-5
Ile-
葡萄糖
12
-YS-48
His-
葡萄糖
25

Ser-
葡萄糖、天冬氨酸
29
谷氨酸棒杆菌R412
核酸碱基缺陷
废糖蜜
30
黄色短杆困AJ11226
Ile-、DHPr
葡萄糖


Ile-、SGr、DHPr
葡萄糖
45

Orn-
葡萄糖
25〜27
谷氨酸棒杆菌
SGr、DHPr
葡萄糖
30〜33
嗜乙酰乙酸棒杆菌ZQ-3
SGr、Sucg、DHPr
葡萄糖
53〜55
粘质赛氏棒杆菌SPl87
DHPr，TACr、AZCr
蔗糖
56
嗜乙酰乙酸棒杆菌TA-20
Glug
葡萄糖、谷氨酸

大肠杆菌PYl350导入株
AZCr、Kmr
蔗糖
75
注：Ile异亮氨酸，His组氨酸，Pro脯氨酸，Ser丝氨酸，Orn鸟氨酸，Glu谷氨酸，SG磺***孤，Suc琥珀酸，DHPDL-3,4-脱氢脯氨酸，AZC铃兰氨酸，TAC噻唑烷-4-羧酸，Km卡那霉素，一营养缺陷，g生长，r抗性
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用L-谷氨酸产生菌突变株发酵生产L-脯氨酸，培养基都是在L-谷氨酸发酵的基本培养基中，添加高浓度的（NH4）2SO4、充分生长所需要的生物素及所需氨基酸或营养物质（按限制生长的浓度）。
Nakamori等将黄色短杆菌2247的异亮氨酸缺陷菌株，用亚硝基胍（NTG）处理后，,在以10%葡萄糖为碳源的培养基中，培养72h,可生成L-脯氨酸45g/L。〜。
方佩静等在选育产L-脯氨酸的变异株中，。在适宜条件下，该突变株可产L-脯氨酸25〜27g/L。
，经诱变后获得磺***胍和DL-3,4-脱氢脯氨酸双重抗性变异株。该菌株产酸率随着生物素的增加而增加，当生物素浓度达300yg/L时，产酸最高。最佳发酵培养基为葡萄糖18%，***化铵6%,生物素300gg/L。该菌在5000L发酵罐中连续发酵6罐，产L-脯氨酸30〜33g/L，对糖转化率为20%，%o
张伟国等以嗜乙酰乙酸棒杆菌ATCCl3870为出发菌株，经硫酸二乙酯（DES）和NTG逐级诱变处理，药物平板定向筛选，获得l株L-脯氨酸产生菌ZQ-3（SGr、Sucg、DHPr），在含16%葡萄糖的发酵培养基中，可产L-脯氨酸53〜55g/Lo
Sugiura等由粘质赛氏杆菌选育具有DHP和TAC双重抗性变异株SPl26，可产L-脯氨酸20g/L。继续以SPl26为出发菌株，用NTG（250卩g/mL,30°C）处理15min,获得铃兰氨酸抗性变异株SPl87,在含15%蔗糖的培养基中产酸40g/L，当糖浓度增至20%时，产酸高达56g/L。
中西等以嗜乙酰乙酸棒杆菌ATCC13870为出发菌株，用NTG进行诱变处理，在含有2%谷氨酸钠的培养基上进行筛选，获得一株在添加L-谷氨酸后高产L-脯氨酸菌株TA-20。该菌株以葡萄糖为碳源时，在添加6%L-%硫酸铵的发酵培养基中，发酵42h，可积累L-，。
在L-脯氨酸发酵产生菌育种工作中，引入基因工程操作，主要是使从脯氨酸前体物谷氨酸到脯氨酸合成的酶系，或者说是使参与谷氨酸供给的酶增强，从而提高脯氨酸产量。伊藤等对乳糖发酵短杆菌缺失磷酸烯醇式***酸羧化酶（PEPC）的谷氨酸缺陷突变株，进行基因操作。即以谷氨酸缺陷型的回复作为指标，把参与TCA循环草酰乙酸供给的PEPC基因克隆，得到重组质粒pAJ200,又使pAJ200自然发生缺失，获得了稳定的