第六章 天冬氨酸族氨基酸发酵机制
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D
A→B→C
F G
A → B → C → D
3.平衡合成
E
D
B→C
F G 4.代谢互锁
第二节
赖氨酸生产菌的育种途径
出发菌株的选择：要求代谢比较简单的细菌（如 黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳酸发酵短杆菌等）
1.优先合成的转换：渗漏缺陷型的选育。 2.切断支路代谢：营养缺陷型的选育。 3.抗结构类似物突变株的选育（代谢调节突变）。 4.代谢互锁
方法：
①选育丙氨酸缺陷型； ②选育抗天冬氨酸结构类似物突变株； ③选育适宜的活性比突变株；
6.改变细胞膜的透过性 7.选育温度敏感突变株 8.应用细胞工程和遗传工程育种 9.防止高产菌株回复突变
第六章
天冬氨酸族氨基酸发酵机制
重点：天冬氨酸族氨基酸生物合成途径及代谢调
节机制；天冬氨酸族氨基酸生物合成的代谢调节机制； 酵母和霉菌的赖氨酸生物合成途径和调节机制；赖氨 酸生产菌的育种途径；
难点：天冬氨酸族氨基酸生物合成的代谢调节机
制；
氨基酸本身的合成在不同生物体中，有较大的差 异，然而许多氨基酸的合成途径在不同生物体中也有共 同之处。
解除代谢互锁的方法：
①选育亮氨酸缺陷型菌株，或者以抗AEC的赖氨酸的生产菌为出发菌株，经诱 变得到抗AEC兼抗亮氨酸缺陷型菌株。 ②选育抗亮氨酸结构类似物的突变株，从遗传上解除亮氨酸对DDP合成酶的阻 遏。 ③选育对苯醌或喹啉衍生物敏感菌株，这是一种寻找亮氨酸渗漏缺陷型菌株的 有效方法。
5.增加前体物的生物合成和阻塞产物的生成：
DDP合成酶 二氨基庚二酸→赖氨酸
二、天冬氨酸族生物合成的代谢调节机制
在细菌中，虽然天冬氨酸族氨基酸生物合成途径是 相同的，但是其代谢调节机制是多种多样的。 1.大肠杆菌K12
①天冬氨酸激酶 ②天冬氨酸-β-半醛脱氢酶 ③DDP合成酶（赖氨酸分支的第一个酶） ④高丝氨酸合成酶（HD）（通向苏氨酸、蛋氨酸分支的第一个酶）
G
㈡其他特殊的控制机制 1.终产物控制
催化分支合成途径共同部分的初始酶，在仅一种 氨基酸终产物过剩时，完全不受或微弱或部分地反馈抑 制（或阻遏），只是在多数终产物共存下才强烈地控制。 有以下几种情况：
①协同（或多价）反馈抑制 ②合作（或增效）反馈抑制 ③同功酶控制 ④积累反馈抑制
2.顺序控制：
E
2.黄色短杆菌
其赖氨酸生物合成调节机制比大肠杆菌简单，其 天冬氨酸激酶只有一种，该酶具有两个变构部位，可以 与终产物结合，当两种终产物同时过量时，该酶活性受 到抑制。P74图6-3
3.乳糖发酵短杆菌赖氨酸合成调节 P75，图6-5 三、酵母和霉菌的赖氨酸生物合成途径和调节机 制
就赖氨酸合成途径来讲，不同种类的微生物途径不 同，可以归纳为两条途径：
另外，组氨酸的合成为单独的一条途径。
第一节
生物合成途径（天冬氨酸族）及代 谢调控机制
一、生物合成途径
天冬氨酸族氨基酸合成可以以草酰乙酸或天冬氨酸 为原料，合成苏氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸。
天冬酰氨
甲硫氨酸
琥珀酰高丝氨酸 合成酶
草酰乙酸→天冬氨酸→天冬氨酸磷酸→天冬氨酸-β-半醛→高丝氨酸→苏氨酸 →异亮氨酸
按照起始物可将氨基酸的合成分成几个家族：
㈠谷氨酸族（α-酮戊二酸族）
包括：谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、赖氨酸和脯氨酸；
㈡丙酮酸族
包括：丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸；
㈢天冬氨酸族（早酰乙酸族）
包括：天冬氨酸、天冬酰胺、苏氨酸和异亮氨酸；
㈣磷酸甘油酸族
包括：甘氨酸、丝氨酸和半胱氨酸；
㈤芳香族
包括：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸；
1.为经过二氨基庚二酸的生物合成途径，如细菌、DPA； 2.是AAA，酵母菌、霉菌经过α-氨基己二酸AAA途径合成赖 氨酸。P76图6-6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
补充：“氨基酸生物合成的调节机制”
㈠反馈抑制与优先合成
氨基酸生物合成的基本调节机制有反馈抑制与在 合成途径分支点处的优先合成。 反馈抑制：A→B→C→D E D 优先合成：A→B→C F
A→B→C
F G
A → B → C → D
3.平衡合成
E
D
B→C
F G 4.代谢互锁
第二节
赖氨酸生产菌的育种途径
出发菌株的选择：要求代谢比较简单的细菌（如 黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳酸发酵短杆菌等）
1.优先合成的转换：渗漏缺陷型的选育。 2.切断支路代谢：营养缺陷型的选育。 3.抗结构类似物突变株的选育（代谢调节突变）。 4.代谢互锁
方法：
①选育丙氨酸缺陷型； ②选育抗天冬氨酸结构类似物突变株； ③选育适宜的活性比突变株；
6.改变细胞膜的透过性 7.选育温度敏感突变株 8.应用细胞工程和遗传工程育种 9.防止高产菌株回复突变
第六章
天冬氨酸族氨基酸发酵机制
重点：天冬氨酸族氨基酸生物合成途径及代谢调
节机制；天冬氨酸族氨基酸生物合成的代谢调节机制； 酵母和霉菌的赖氨酸生物合成途径和调节机制；赖氨 酸生产菌的育种途径；
难点：天冬氨酸族氨基酸生物合成的代谢调节机
制；
氨基酸本身的合成在不同生物体中，有较大的差 异，然而许多氨基酸的合成途径在不同生物体中也有共 同之处。
解除代谢互锁的方法：
①选育亮氨酸缺陷型菌株，或者以抗AEC的赖氨酸的生产菌为出发菌株，经诱 变得到抗AEC兼抗亮氨酸缺陷型菌株。 ②选育抗亮氨酸结构类似物的突变株，从遗传上解除亮氨酸对DDP合成酶的阻 遏。 ③选育对苯醌或喹啉衍生物敏感菌株，这是一种寻找亮氨酸渗漏缺陷型菌株的 有效方法。
5.增加前体物的生物合成和阻塞产物的生成：
DDP合成酶 二氨基庚二酸→赖氨酸
二、天冬氨酸族生物合成的代谢调节机制
在细菌中，虽然天冬氨酸族氨基酸生物合成途径是 相同的，但是其代谢调节机制是多种多样的。 1.大肠杆菌K12
①天冬氨酸激酶 ②天冬氨酸-β-半醛脱氢酶 ③DDP合成酶（赖氨酸分支的第一个酶） ④高丝氨酸合成酶（HD）（通向苏氨酸、蛋氨酸分支的第一个酶）
G
㈡其他特殊的控制机制 1.终产物控制
催化分支合成途径共同部分的初始酶，在仅一种 氨基酸终产物过剩时，完全不受或微弱或部分地反馈抑 制（或阻遏），只是在多数终产物共存下才强烈地控制。 有以下几种情况：
①协同（或多价）反馈抑制 ②合作（或增效）反馈抑制 ③同功酶控制 ④积累反馈抑制
2.顺序控制：
E
2.黄色短杆菌
其赖氨酸生物合成调节机制比大肠杆菌简单，其 天冬氨酸激酶只有一种，该酶具有两个变构部位，可以 与终产物结合，当两种终产物同时过量时，该酶活性受 到抑制。P74图6-3
3.乳糖发酵短杆菌赖氨酸合成调节 P75，图6-5 三、酵母和霉菌的赖氨酸生物合成途径和调节机 制
就赖氨酸合成途径来讲，不同种类的微生物途径不 同，可以归纳为两条途径：
另外，组氨酸的合成为单独的一条途径。
第一节
生物合成途径（天冬氨酸族）及代 谢调控机制
一、生物合成途径
天冬氨酸族氨基酸合成可以以草酰乙酸或天冬氨酸 为原料，合成苏氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸。
天冬酰氨
甲硫氨酸
琥珀酰高丝氨酸 合成酶
草酰乙酸→天冬氨酸→天冬氨酸磷酸→天冬氨酸-β-半醛→高丝氨酸→苏氨酸 →异亮氨酸
按照起始物可将氨基酸的合成分成几个家族：
㈠谷氨酸族（α-酮戊二酸族）
包括：谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、赖氨酸和脯氨酸；
㈡丙酮酸族
包括：丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸；
㈢天冬氨酸族（早酰乙酸族）
包括：天冬氨酸、天冬酰胺、苏氨酸和异亮氨酸；
㈣磷酸甘油酸族
包括：甘氨酸、丝氨酸和半胱氨酸；
㈤芳香族
包括：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸；
1.为经过二氨基庚二酸的生物合成途径，如细菌、DPA； 2.是AAA，酵母菌、霉菌经过α-氨基己二酸AAA途径合成赖 氨酸。P76图6-6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
补充：“氨基酸生物合成的调节机制”
㈠反馈抑制与优先合成
氨基酸生物合成的基本调节机制有反馈抑制与在 合成途径分支点处的优先合成。 反馈抑制：A→B→C→D E D 优先合成：A→B→C F