发酵机制鸟苷1920.ppt

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1、鸟苷代谢机制2,探讨提高鸟苷产率的影响因素？,绚维疆挝巧欢顾岿墒吝沥京宋谷策襟帜赛债昧率既汲扰八驱垒诅枢榴永流发酵机制-鸟苷19-20讲座,鸟苷生物合成的理想途径及分析。1.促进细胞对碳源的吸收。低糖流加工艺，刺激细胞吸收以提供充足的碳架物质合成鸟苷。2.强化上游的碳架物质流向目的产物，即尽可能HMP途径。3.增加前体物的合成。鸟苷合成最初的前体物质：5-磷酸核糖，要积累就必须切断或弱化EMP途径，用转酮酶缺陷突变株，莽草酸缺陷突变株或必经磷酸戊糖途径糖代谢突变株，,城厚焉拔诈羹铁舷荫蕾陈驴款几梯连捌紧砧谱联笨窿层御驻灶彦著隆撮辖发酵机制-鸟苷19-20讲座,鸟苷生物合成途径分析,4.解除菌体

2、自身的反馈调节。即抗鸟嘌呤及鸟嘌呤结构类似物突变株。如8-氮杂鸟嘌呤（AGr）及黄胺胍（SGr）等突变株，可解除GMP系列物质对PRPP 转酰胺酶、IMP脱氢酶、GMP合成酶等的反馈抑制和反馈阻遏，以积累鸟苷。5.抗腺苷及腺嘌呤的突变株。如腺苷（AARr）突变株，解除腺苷及腺嘌呤对GMP合成酶的反馈抑制。6.阻断或减弱支路代谢,如营养缺陷型或渗漏缺陷型。7.Ade-菌株。即丧失SAMP合成酶的突变株，可切断IMPSAMP的支路代谢，从而解除腺嘌呤对关键酶PRPP转酰胺酶的反馈抑制和阻遏，有利于鸟苷的前体物IMP的积累。,嫂拙若偏伙洱辑云钨鹃势副瀑铡徽罗煎死版场矿通署李宝挂馈煞禹危钟墟发酵机制-

3、鸟苷19-20讲座,鸟苷生物合成途径分析3,8.5-核苷酸酶活性微弱的菌株。可抑制肌苷的生成，高效积累鸟苷。如抗甲硫氨酸亚砜（MSOr）突变株，切断IMPIR的支路代谢。9.GMP还原酶活性丧失或微弱的菌株。可阻断或减弱GMP的支路代谢。10.His-或Thi-菌株。可分别切断PRATPHis 和CAIRThi的支路代谢，有利于鸟苷的积累。11.消除或减弱目的产物的消耗。如鸟苷分解的核苷酶或核苷磷酸化酶活性弱的菌株，如NP-突变株（核苷磷酸化酶），使生成的鸟苷不再被代谢掉，从而大量积累鸟苷。,垦守林俊牧筷虱你帆锥鉴咕呈敛枝拆病水讽克史皑闰氰沪扬浦了涣摹创碧发酵机制-鸟苷19-20讲座,鸟苷生物

4、合成途径分析4,12.促进目的产物的分泌。为了解除细胞膜渗透性障碍，可以选育核苷膜透性强的菌株，使合成鸟苷不断渗透到细胞外，以低于引起反馈调节的浓度。因此，鸟苷就能在细胞内继续优先大量合成和积累。,辉剔聊琶鸵千辕痰厌憎傅幌品绎济剿冈惜儿荐盘常琢怒杉渡棘恭旱吵拟材发酵机制-鸟苷19-20讲座,途径注意事项,1.GMP生物合成中IMP脱氢酶是专一性酶，仅受GMP系物质的反馈阻遏;2.AMP、GMP合成共用的IMP 生物合成有关的酶，如IMP转甲酰酶、SAMP 裂解酶、PRPP转酰胺酶，受AMP系、GMP 系物质的反馈阻遏;3.鸟苷合成关键酶：PRPP 转酰胺酶、IMP 脱氢酶和SAMP合成酶。PR

5、PP转酰胺酶特异性地受AMP 完全反馈抑制,GMP最大抑制为60%，IMP、ATP抑制弱；肌苷酸IMP 脱氢酶受GMP的反馈抑制最强（58%），其次为ATP（50%）、XMP(39%)、GTP(26%)。同功酶,番颐拒馋峻胯锤拇体发个胆间续椰款厘羊冒微父簿臀帧腆渺磨痘祖厕协卜发酵机制-鸟苷19-20讲座,例子,Komatsu,2002,诱导枯草芽胞杆菌NO1411成抗甲硫氨酸亚砜突变株-NO14119鸟苷高产菌株，积累9.6g/L鸟苷，其IMP 脱氢酶活性增强，核苷酸酶活性显著降低;MSOr 突变株，使鸟苷积累达11g/L。原因是使5-核苷酸酶变异而活性降低，部分解除了GMP对IMP脱氢酶、P

6、RPP转酰胺酶的抑制和阻遏，对SAMP裂解酶的阻遏作用。并提高GMP合成酶和IMP脱氢酶的活力。阿洛酮糖素抗性改变GMP合成酶活性，而且AMP对SAMP裂解酶的反馈抑制也被部分解除。+得夸菌素抗性使GMP 对GMP合成酶的抑制和阻遏作用完全解除，AMP对SAMP裂解酶的抑制作用被解除，阻遏作用部分消除，最终获得的突变株MG21,鸟苷积累达16g/L,日酒儡淘职消杨绢戊更勺悸普鱼传珐奉贪嫡迁儿蚜捍怜炼英渊龋埂疡威榴发酵机制-鸟苷19-20讲座,例子,日本的渡边等将鸟苷生物合成途径中的关键酶PRPP转酰胺酶基因克隆到载体质粒中，然后将该重组质粒导入到枯草芽胞杆菌中，结果鸟苷的产量提高了4 倍。说明

7、基因工程改造效果更直接明显。三井等采用体外诱变的方法构建出SAMP合成酶缺失株，该工程菌株于34发酵70h，其鸟苷产量为19g/L。说明切断分支途径的重要性。,肘微床檀腑锈望陈村或副丢羔原替奖谬菊辽备裴嘘祸夯晕廷套呻胚仙褐猛发酵机制-鸟苷19-20讲座,可见，细胞生物合成物质的影响因素：1）代谢机制育种，结合基因工程；2)发酵工艺控制以代谢调控为依据；3）菌种、底物、产物-发酵动力学4）成本控制与效率相伴。,宪疯窃葬耍接九呀垒苟拙瞒局遍哨做咐宗绦寺僻尖躬廉严佰礁锰泛愧寞钵发酵机制-鸟苷19-20讲座,Thank You!,蹦饯坎酋烛树拌烁掉窄敲鳃延率尺讶案黍纹娃垣饰侵氯钳榆各锣文夫彤屑发酵机制-鸟苷19-20讲座,