产生L_异亮氨酸的黄色短杆菌的代谢途径分析

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L-异亮氨酸及其衍生物代谢工程研究进展

DOI:10.13995/ki.11-1802/ts.025599引用格式:芦楠,李宇虹,陈宁,等.L -异亮氨酸及其衍生物代谢工程研究进展[J].食品与发酵工业,2021,47(9):307-313.LUNan,LI Yuhong,CHEN Ning,et al.Advances on metabolic engineering of L -isoleucine and its derivatives[J].Food and Fer-mentation Industries,2021,47(9):307-313.L -异亮氨酸及其衍生物代谢工程研究进展芦楠,李宇虹,陈宁,张成林∗(天津科技大学生物工程学院,天津,300457)摘㊀要㊀L -异亮氨酸属于分支链氨基酸,是一种生糖兼生酮氨基酸,为人体8种必需氨基酸之一,广泛应用于医药㊁化妆品㊁食品等诸多领域㊂工业化生产L-异亮氨酸主要采用谷氨酸棒杆菌和大肠杆菌发酵法合成㊂该文分析比较了谷氨酸棒杆菌和大肠杆菌L-异亮氨酸的生物合成途径及代谢调控机制;尽管二者代谢途径相同,但关键酶多样性及其调控方式存在差异;在此基础上,从解除关键酶反馈抑制作用㊁切断或弱化支路代谢途径㊁修饰转运系统以及增强辅助因子的供应4个层面综述了L-异亮氨酸及衍生物代谢工程改造策略,旨在为其生产菌株的选育提供参考㊂关键词㊀L -异亮氨酸;生物合成;代谢改造;谷氨酸棒杆菌第一作者:硕士研究生(张成林副教授为通讯作者,E-mail:zcl@)㊀㊀基金项目:国家自然科学基金项目(31300069,31770053);中国博士后科学基金项目(2017M611170,2018T110662)收稿日期:2020-09-07,改回日期:2020-10-09㊀㊀L -异亮氨酸(L -isoleucine)又称异白氨酸 ,因具有分支的甲基基团,故与L -缬氨酸和L -亮氨酸通称为分支链氨基酸 [1]㊂L -异亮氨酸属于高附加值氨基酸,具有修复肌肉的功能,常被制成氨基酸输液或口服液,用于治疗肝硬化㊁肥胖症㊁昏迷等病症[2-4]㊂近年来,L -异亮氨酸作为抗血糖药物4-羟基异亮氨酸的合成前体受到广泛关注[5-6]㊂L -异亮氨酸的生产方法主要包括化学合成法㊁毛发提取法和发酵法[7-9],目前发酵法是其工业化生产的主要方法,生产菌株通常为谷氨酸棒杆菌,大肠杆菌亦有研究报道[10]㊂本文从L -异亮氨酸的生物合成途径及其代谢调控机制㊁L -异亮氨酸及其衍生物的代谢工程改造策略进展进行了综述,旨在为其代谢工程研究提供参考㊂1㊀L -异亮氨酸的生物合成途径及其代谢调控机制1.1㊀L -异亮氨酸的生物合成途径由于L -异亮氨酸㊁L -苏氨酸㊁L -甲硫氨酸㊁L -赖氨酸等氨基酸均来源于L -天冬氨酸,故合称为天冬氨酸族氨基酸[2]㊂L -异亮氨酸的生物合成途径涵盖了中心代谢和分支代谢途径:葡萄糖进入细胞后经糖酵解途径(Embden-Meyerhof-Parnas pathway,EMP)和磷酸戊糖途径(hexose monophophate pathway,HMP)生成磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸,在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶或(和)丙酮酸羧化酶的作用下发生羧化反应,生成草酰乙酸;后者在转氨酶的作用下生成L -天冬氨酸;L -天冬氨酸经10步催化反应生成L -异亮氨酸,其中涉及5个限速酶(天冬氨酸激酶㊁高丝氨酸脱氢酶㊁高丝氨酸激酶㊁苏氨酸脱氢酶和乙酰羟基酸合成酶);合成的L -异亮氨酸经运输载体输出至胞外,具体合成和运输途径如图1所示㊂由图1可知,合成1mol L -异亮氨酸的需要1mol L -天冬氨酸㊁1moL 丙酮酸㊁2mol 腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)和4mol 还原力还原型辅酶Ⅱ(nicotinamide ade-nine dinucleotide phosphate,NADPH)㊂1.2㊀L -异亮氨酸代谢调控尽管谷氨酸棒杆菌和大肠杆菌的L -异亮氨酸合成途径相同,但其相关酶及其编码基因具有多样性(表1)㊂如前所述,草酰乙酸是合成L -异亮氨酸的前体物质,但谷氨酸棒杆菌和大肠杆菌的草酰乙酸来源有所差异:大肠杆菌中草酰乙酸主要来源于三羧酸循环及乙醛酸循环,但亦可通过磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的回补反应获得;而在谷氨酸棒杆菌中草酰乙酸主要通过丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的回补反应获得,其中丙酮酸羧化酶为主要羧化酶[11]㊂值得注意的是,丙酮酸羧化酶以生物素为辅酶㊂因此,在L -异亮氨酸发酵过程中常需要添加玉米浆㊁酵母粉等富含生物素的有机图1㊀L -异亮氨酸的生物合成途径及代谢调控机制Fig.1㊀Biosynthesis pathway and metabolic regulation metabolism of L -isoleucine注:Glucose,葡萄糖;Glucose-6-P,葡萄糖-6-磷酸;PEP,磷酸烯醇式丙酮酸;Pyr,丙酮酸;OAA,草酰乙酸;Asp,天冬氨酸;Asp-P,天冬氨酸磷酸;ASA,天冬氨酸-β-半醛;Hom,高丝氨酸;Hom-P,高丝氨酸磷酸;Thr,苏氨酸;α-KB,α-酮基丁酸;AHB,α-乙酰基-α-羟基丁酸;DMV,α-β-二羟基-β-甲基戊酸;KMV,α-酮基-β-甲基戊酸;AL,α-乙酰乳酸;DIV,α-β-二羟基异戊酸;KIV,α-酮基异戊酸;Ile,异亮氨酸;Val,缬氨酸;Leu,亮氨酸;Lys,赖氨酸;Met,甲硫氨酸;PHBV,3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯;ppc ,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶编码基因;pyc ,丙酮酸羧化酶编码基因;lysC ,天冬氨酸激酶编码基因;asd ,天冬氨酸半醛脱氢酶编码基因;hom ,高丝氨酸脱氢酶编码基因;thrB ,高丝氨酸激酶编码基因;thrC ,苏氨酸合成酶编码基因;ilvA ,苏氨酸脱氢酶编码基因;ilvBN ,乙酰羟基酸合成酶编码基因;ilvC ,二羟酸还原异构酶编码基因;ilvD ,二羟酸脱水酶编码基因;ilvE ,支链氨基酸转氨酶编码基因;leuA ,α-异丙基苹果酸合成酶编码基因;leuB ,β-异丙基苹果酸脱氢酶编码基因;leuCD ;α-异丙基苹果酸异构酶编码基因;ATP,腺嘌呤核苷三磷酸;ADP,腺嘌呤核苷二磷酸;NADPH,还原型辅酶Ⅱ;NADP +,烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸;propionyl-coA,丙酰辅酶A;phaABC ,PHBV 合成途径中的基因簇(下同)表1㊀大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌中L -异亮氨酸分支合成途径相关酶Table 1㊀Enzymes involved in L -isoleucine biosynthesis in Escherichia coli and Corynebacterium glutamate酶编码基因大肠杆菌谷氨酸棒杆菌功能天冬氨酸激酶thrA ㊁metL ㊁lysClysC 天冬氨酸ң天冬氨酸磷酸天冬氨酸半醛脱氢酶asd asd 天冬氨酸磷酸ң天冬氨酸-β-半醛高丝氨酸脱氢酶thrA ㊁metL hom 天冬氨酸-β-半醛ң高丝氨酸高丝氨酸激酶thrB thrB 高丝氨酸ң高丝氨酸磷酸苏氨酸合成酶thrC thrC 高丝氨酸磷酸ң苏氨酸苏氨酸脱氢酶tdcB ㊁ilvA ilvA 苏氨酸ңα-酮基丁酸乙酰羟基酸合成酶ilvBN ㊁ilvGM ㊁ilvIHilvBN 2丙酮酸ңα-乙酰乳酸(ilvBN ∗Eco )α-酮基丁酸+丙酮酸ңα-乙酰基-α-羟基丁酸(ilvBN Cgl ㊁ilvIH )二羟酸还原异构酶ilvC ilvC α-乙酰基-α-羟基丁酸ңα-β-二羟基-β-甲基戊酸二羟酸脱水酶ilvD ilvD α-β-二羟基-β-甲基戊酸ңα-酮基-β-甲基戊酸支链氨基酸转氨酶ilvEilvEα-酮基-β-甲基戊酸ңL -异亮氨酸㊀㊀注:∗,ilvBN Eco 和ilvBN Cgl 分别为来源于大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌的ilvBN氮源以保证丙酮酸羧化酶的高效催化活性,同时降低L -丙氨酸㊁乳酸等以丙酮酸为前体的副产物[12]㊂除L -异亮氨酸外,L -天冬氨酸还可用于合成L -赖氨酸等多种氨基酸,这些氨基酸无疑与L -异亮氨酸的合成竞争代谢流㊂天冬氨酸激酶(aspartate kinase,AK)是L -异亮氨酸分支合成途径中的第一个关键酶酶,该酶催化的反应需要ATP㊂在大肠杆菌中,存在该酶的3种同工酶,分别为AK I㊁AK II 和AK III(分别由thrA ㊁metL 和lysC 基因编码);其中AK I 和AK II 为双功能酶,同时具有天冬氨酸激酶和高丝氨酸脱氢酶活性,且AK I起主要作用㊂此外,在大肠杆菌中thrA与高丝氨酸激酶编码基因thrB及苏氨酸合成酶编码基因thrC共同组成thrABC操纵子,该操纵子上游含有弱化子编码基因thrL㊂当环境中或胞内L-苏氨酸或(和)L-异亮氨酸的浓度过高时,ThrL对thrABC操纵子有弱化作用[13]㊂AK I和AK III受到L-苏氨酸和L-赖氨酸的协同反馈抑制,而AK II受L-甲硫氨酸的反馈阻遏[10]㊂然而,在谷氨酸棒杆菌中,仅含有1个天冬氨酸激酶(由lysC基因编码),该酶受到L-赖氨酸和L-苏氨酸的协同反馈抑制[9]㊂高丝氨酸脱氢酶是L-异亮氨酸分支合成途径第2个关键酶,该酶需要还原力NADPH㊂大肠杆菌中含有由thrA和metL编码的高丝氨酸脱氢酶㊂而在谷氨酸棒杆菌中,仅含1个高丝氨酸脱氢酶编码基因hom,与高丝氨酸激酶编码基因thrB构成hom-thrB基因簇㊂该基因簇受到L-苏氨酸的反馈抑制作用和L-甲硫氨酸的反馈阻遏[14]㊂有报道称,thrB(A20G)可解除L-苏氨酸反馈抑制作用[15]㊂苏氨酸脱氢酶和乙酰羟基酸合酶(aceto-hydroxyacid synthase,AHAS)是L-异亮氨酸合成途径中最关键的2个酶㊂其中苏氨酸脱氢酶催化L-苏氨酸合成α-酮基丁酸,往往受到L-异亮氨酸的反馈抑制[16]㊂大肠杆菌含有ilvA㊁tdcB编码的2个同工酶,而谷氨酸棒杆菌中仅含1个有由ilvA编码的苏氨酸脱氢酶㊂由图1所示,L-异亮氨酸和L-缬氨酸合成均需AHAS㊁二羟酸还原异构酶㊁二羟酸脱水酶和支链氨基酸转氨酶㊂AHAS受L-异亮氨酸的反馈抑制作用㊂在大肠杆菌内共含有AHAS的3个同工酶(AHAS I㊁AHAS II和AHAS III,分别由ilvBN,ilvGM和ilvIH所编码)㊂其中AHAS I对丙酮酸的特异性较α-酮基丁酸强,因此更有利于L-缬氨酸和L-亮氨酸的合成㊂而编码AHAS II的ilvGM基因存在移码突变,故该酶不表达㊂AHAS III对α-酮基丁酸的特异性高于丙酮酸,故研究者认为该酶更有利于L-异亮氨酸的合成[10]㊂而在谷氨酸棒杆菌中仅含有1种ilvBN编码的乙酰羟酸合酶[4],ilvBN与二羟酸还原异构酶编码基因ilvC组成ilvBNC操纵子㊂α-酮基丁酸对该操纵子有诱导作用,故当α-酮基丁酸积累时ilvBNC操纵子启动转录[17]㊂此外,ilvBNC操纵子上游还含有弱化子,该弱化子能够感受L-异亮氨酸㊁L-缬氨酸和L-亮氨酸浓度,当其积累时,弱化子对ilvBNC操纵子的转录起到弱化作用[18],其弱化调控机制如图2所示㊂图2㊀谷氨酸棒杆菌ilvBNC基因的表达调控机制Fig.2㊀Regulation mechanism for ilvBNCexpression in C.glutamicum在大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌中仅含1种ilvC编码的二羟酸还原异构酶,该酶需要还原力NADPH㊂此外,在大肠杆菌中二羟酸脱水酶编码基因ilvD和支链氨基酸转氨酶编码基因ilvE以及ilvGM和ilvA 组成操纵子ilvGMEDA;而在谷氨酸棒杆菌中ilvD和ilvE独立存在㊂L-异亮氨酸的摄入和输出均需要运输载体㊂在大肠杆菌中,其输出载体为ygaZH编码的YgaZH,其摄入载体分别为livJ和brnQ编码的LivJ和BrnQ[2]㊂而谷氨酸棒状杆菌中L-异亮氨酸的摄入和输出载体分别为brnQ和brnFE编码的BrnQ和BrnFE㊂除L-异亮氨酸外,BrnFE还可识别并输出L-缬氨酸和L-亮氨酸[19]㊂brnFE的转录受亮氨酸应答调控蛋白(leu-cine responsive regulatory protein,Lrp)和上述3种氨基酸的调控,当其中1种氨基酸积累时,该氨基酸可介导Lrp激活brnFE的转录㊂2㊀L-异亮氨酸合成途径的代谢工程改造依据L-异亮氨酸的生物合成途径及其代谢调控机制,其代谢工程改造策略主要包括:(1)解除代谢物对关键酶的反馈作用;(2)切断或弱化支路代谢途径;(3)修饰转运系统;(4)增强辅助因子的供应(表2)㊂2.1㊀解除代谢物对关键酶的反馈作用天冬氨酸激酶㊁高丝氨酸脱氢酶㊁高丝氨酸激酶㊁苏氨酸脱氢酶及乙酰羟基酸合成酶是L-异亮氨酸合成途径的关键酶,受相应代谢物的反馈抑制或(和)反馈阻遏㊂故欲过量积累L-异亮氨酸,首先应解除代谢物对关键酶的反馈作用,以疏通其合成代谢流㊂表2㊀L-异亮氨酸代谢途径改造策略汇总Table2㊀Summary of L-isoleucine metabolic pathway modification strategies底盘细胞方法发酵规模(周期)L-异亮氨酸产量/(g㊃L-1)转化率/%生产强度/[g㊃(L㊃h)-1]参考文献C.glutamicum 过表达lysC A279T㊁hom G378S-thrB㊁ilvBN P176S/D426E/L575W㊁ilvA F383V摇瓶(72h) 3.5-0.049[9]过表达ilvA V323A和hom G378E3L罐(78h)14.313.70.183[20]敲除Δala基因㊁过表达thrABC操纵子3L罐(72h)15.4-0.214[21]过表达ilvBN I47Y㊁ppnK P57/P117S㊁lrp及brnFE5L罐(72h)32.118.10.446[24]过表达全局调控因子Lrp及输出载体BrnEF3L罐(72h)26.912.20.374[28]敲除ΔbrnQ㊁过表达brnFE5L罐(60h)29.024.00.483[29]过表达核糖体延伸因子FusA和循环因子Frr编码基因3L罐(72h)28.513.90.360[30]过表达gnd㊁fbp㊁pgl基因3L罐(96h)29.013.80.302[32]E.coli过表达thrABC㊁ilvA㊁ilvIH㊁ygaZH㊁ilvCED及lrp 6.6L罐(60h)9.514.00.158[10]过表达thrABC㊁lysC㊁ilvGMEDA基因摇瓶(24h)12.0-0.500[42]㊀㊀注:-,未见报道㊀㊀天冬氨酸激酶受L-赖氨酸和L-苏氨酸的反馈抑制,1mmol L-苏氨酸可抑制酶活力41%㊁1mmol L-赖氨酸可抑制酶活力45%,当二者同时存在时可抑制酶活力82%[9]㊂lysC突变体(lysC A279T)可解除该反馈抑制作用,过表达突变体可使L-苏氨酸的产量增加80%[9]㊂此外,亦有文献报道通过减弱L-赖氨酸的积累部分解除其对天冬氨酸激酶的反馈抑制作用[20]㊂高丝氨酸脱氢酶受L-苏氨酸反馈抑制,目前已报道多个解除该反馈抑制作用的高丝氨酸脱氢酶突变体㊂如hom G378S和hom G378E均可不同程度地解除反馈抑制作用,过表达hom G378S和hom G378E使L-苏氨酸产量由0.09g/L和0g/L分别提高至3.62g/L和4.6g/L[9,20]㊂WANG等[21]利用L-异亮氨酸生产菌C.glutamicum YILW过表达来源于大肠杆菌解除反馈抑制作用的thrABC操纵子后,L-异亮氨酸产量达到13.8g/L,提高5.3%㊂GUILLOUET等[22]通过过表达解除反馈抑制的高丝氨酸激酶和苏氨酸脱氢酶使得L-异亮氨酸产量达到2.2g/L,提高5倍㊂苏氨酸脱氢酶受L-异亮氨酸的反馈抑制,目前已报道的多个突变体ilvA V140M㊁ilvA F383A㊁ilvA V140M/F383A 均可不同程度地解除其反馈抑制,过表达这些突变体可使L-异亮氨酸产量(0.55㊁0.63和0.73g/L)分别提高17%㊁34%㊁55.3%[16]㊂过表达ilvA V323A突变体使L-异亮氨酸提高到1.18g/L[20]㊂此外,异源表达苏氨酸脱氢酶也可解除L-异亮氨酸的反馈抑制作用㊂GUILLOUET等[23]在谷氨酸棒杆菌中过表达来源于大肠杆菌tdcB基因,当反应体系中L-异亮氨酸浓度达到26.2g/L时仍保留60%的初始酶活,L-异亮氨酸产量达到2.5g/L,较出发菌株提高50倍㊂乙酰羟基酸合成酶受L-异亮氨酸反馈抑制作用,已发现的突变体ilvBN I47Y和ilvBN P176S/D426E/L575W均可不同程度地解除其反馈抑制作用㊂过表达ilvBN I47Y和il-vBN P176S/D426E/L575W可使L-异亮氨酸产量分别达到22.7和4.17g/L,提高10%和67.5%[24-25]㊂2.2㊀切断或弱化支路代谢途径天冬氨酸族氨基酸生物合成途径中,代谢流在经天冬氨酸-β-半醛和L-高丝氨酸后分别流向L-赖氨酸和L-甲硫氨酸等分支途径㊂切断或弱化L-赖氨酸和L-甲硫氨酸等分支途径,可有效提高L-异亮氨酸产量和转化率并降低副产物的积累㊂敲除L-丙氨酸合成基因alaT可降低L-丙氨酸的积累并促使丙酮酸流向草酰乙酸㊂WANG等[21]敲除该基因使得L-异亮氨酸产量达到15.4g/L,提高17.6%,L-丙氨酸浓度有所降低[24]㊂ZHANG等[24]敲除该基因L-异亮氨酸产量达到18.8g/L,提高1.6%㊂DONG等[26]敲除二氢二醇脱氢酶编码基因ddh后使得L-赖氨酸积累量降低30%,L-异亮氨酸产量达3.81g/L,提高8%㊂2.3㊀修饰转运系统当胞内L-异亮氨酸积累达到一定浓度后,由输出载体运输至胞外㊂L-异亮氨酸合成的最后一步转氨反应为可逆反应,因此将积累的L-异亮氨酸及时输出可促进该转氨反应,并可解除其对关键酶的反馈抑制作用[27]㊂此外,摄入载体BrnQ可将胞外的L-异亮氨酸运输至胞内,不利于其高效积累[19]㊂YIN等[28]通过在谷氨酸棒杆菌中过表达转录调控因子Lrp和输出载体BrnFE编码基因使得L-异亮氨酸产量达到26.9g/L,增加63%㊂XIE等[29]过表达brnFE使得L-异亮氨酸产量达到25.9g/L,提高24.9%,在此基础上敲除摄入载体编码基因brnQ使得L-异亮氨酸产量达到29.0g/L,提高28%㊂然而,ZHANG等[24]敲除brnQ基因后L-异亮氨酸产量达到20g/L,提高6%㊂PARK等[10]在大肠杆菌内中过表达输出载体编码基因ygaZH,使得L-异亮氨酸产量达到1.11g/L,较出发菌株(0.322g/L)提高2.45倍㊂另外,研究表明核糖体延伸因子(由fusA编码)和循环因子(由frr编码)可促进转运蛋白合成㊂单独过表达或共表达这2种因子后,L-异亮氨酸产量分别达到10.4(过表达fusA)㊁10.1(过表达frr)和10.9 g/L(过表达fusA-frr),较出发菌株提高了40.5%㊁36.4%㊁47.2%[30]㊂2.4㊀增强辅助因子的供应合成1mol L-异亮氨酸需要4mol NADPH,该途径中hom㊁asd㊁ilvC和ilvE等基因编码的酶均需要NADPH作为辅酶㊂增加NADPH的供应常用策略是增强NADPH相关合成酶的表达水平,如葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(由zwf编码)和NAD激酶(由ppnk编码)等㊂SHI等[31]分别单独过表达及共表达zwf和ppnk,发现均能提高胞内NADPH的浓度和L-异亮氨酸产量,而二者共表达效果最佳,使得L-异亮氨酸产量达到4.10g/L,提高85.9%㊂ZHANG等[24]通过过表达ppnk使得L-异亮氨酸产量达到21.6g/L,提高4.9%㊂MA等[32]通过过表达HMP途径关键酶编码基因gnd㊁pgl和fbp增强该途径代谢流以增加NAD-PH的供应,经发酵L-异亮氨酸产量达到28.97g/L,提高24.9%㊂3㊀L-异亮氨酸衍生物的生物合成常见L-异亮氨酸衍生物包括4-羟基异亮氨酸(4-hydroxyisoleucine,4-HIL)和3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate,PHBV),目前均已实现其生物合成㊂3.1㊀4-HIL的生物合成4-HIL具有葡萄糖浓度依赖的促进胰岛素分泌的活性,对I型和II型糖尿病动物均具有治疗效果[33]㊂此外,4-HIL还具有增强肌细胞对血糖吸收㊁促进脂肪代谢㊁降血脂以及保护肝功能等作用[34]㊂4-HIL生物合成是以L-异亮氨酸㊁α-酮戊二酸和O2为底物,由异亮氨酸羟化酶(isoleucine dioxygenase, IDO,由ido基因编码)催化生成[35]㊂KIVERO等[36]将ido转化至大肠杆菌并在发酵过程中添加L-异亮氨酸,实现前体物添加法合成4-HIL,优化条件下产量为163.0mmol/L㊂SHI等[37-38]利用谷氨酸棒杆菌过表达ido,在优化条件下经144h发酵,最高产量达到95.7mmol/L㊂ZHANG等[39]在L-异亮氨酸生产株C.glutamicum YI内构建4-HIL合成途径,通过增强羧化途径和三羧酸循环代谢流,并弱化乙醛酸循环以及丙酮酸和谷氨酸合成代谢流,显著提高了4-HIL的产量㊂同时,采用基于L-异亮氨酸浓度的α-酮戊二酸脱氢酶活性动态调控策略调节三羧酸循环代谢流量,实现了α-酮戊二酸和L-异亮氨酸代谢的动态平衡以及4-HIL的高效合成㊂经64h发酵后4-HIL产量㊁单位菌体产量㊁转化率及发酵强度分别达到34.21 g/L㊁1.87g/g DCW㊁15%和0.53g/(L㊃h)㊂3.2㊀PHBV的生物合成PHBV由3-羟基戊酸辅酶A和3-羟基丁酸辅酶A缩合而成,具有短时间内可降解性,被公认为绿色塑料㊂其中3-羟基戊酸辅酶A前体物丙酰辅酶A 主要来源于L-异亮氨酸合成前体α-酮基丁酸[40]㊂MA等[41]通过在L-异亮氨酸生产菌C.glutamicum WM001中表达关键酶编码基因phaA㊁phaB和phaC 构建了PHBV合成途径㊂获得的重组菌株WM001/ pDXW-8-phaCAB实现L-异亮氨酸和PHBV联产,产量分别为15和29.8g/L㊂4㊀展望L-异亮氨酸作为8种必需氨基酸之一,在医药㊁化妆品㊁食品等领域应用广泛,其衍生物种类和应用也在不断拓展㊂尽管L-异亮氨酸已实现大规模生产,但与L-色氨酸等必需氨基酸相比成本较高,限制了其在饲料等领域的应用㊂究其原因主要是菌种产量和转化率低㊁发酵周期长㊁菌株遗传稳定性差㊁发酵过程控制精细程度不高等问题㊂针对上述问题,今后的工作应聚焦于以下方面:(1)采用适应性进化或常压室温等离子体诱变结合高通量筛选等技术,选育稳定性和环境耐受性强等性状优良的底盘细胞;(2)基于多组学手段分析L-异亮氨酸代谢流量,根据系统生物学及合成生物学理论和技术,筛选解除反馈抑制且活性无损失或低损失的关键酶突变体,挖掘和运用底物或(中间)产物偶联的基因回路动态调节关键节点,实现高效产酸和生长的平衡;(3)基于代谢流定量分析,结合生产菌株代谢特性,进一步挖掘影响L-异亮氨酸合成的限制因子,优化L-异亮氨酸发酵条件和过程控制,同时深入了解L-异亮氨酸发酵参数和生理状态的联系,实现发酵过程的智能控制,提高发酵的稳定性㊂参考文献[1]㊀陈宁.氨基酸工艺学[M].第二版.北京:中国轻工业出版社,2020.CHEN N.Amino acid technology[M].Second 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缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的降解通路

缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸是人体内重要的蛋氨酸家族氨基酸，它们在人体内起着重要的代谢和生理功能。

而这些氨基酸的降解通路对人体健康有着重要的影响。

本文将对缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的降解通路进行详细的介绍，以便更好地了解人体氨基酸代谢的机制。

一、缬氨酸的降解通路缬氨酸是一种重要的氨基酸，它主要在人体内起着脂肪代谢的重要作用。

缬氨酸的降解通路主要分为以下几个步骤：1. 缬氨酸脱羧：缬氨酸首先被缬氨酸脱羧酶催化脱羧反应，生成戊二酰辅酶A和二氧化碳。

2. 戊二酰辅酶A的代谢：戊二酰辅酶A进入柠檬酸循环，通过一系列酶催化反应逐步被降解成能量和二氧化碳等产物。

二、亮氨酸的降解通路亮氨酸是人体内不可缺少的氨基酸之一，它在乙酰辅酶A的产生和异亮氨酸的合成中起着重要作用。

亮氨酸的降解通路主要包括以下几个步骤：1. 亮氨酸脱羧：亮氨酸首先被亮氨酸脱羧酶催化脱羧反应，生成乙酰辅酶A和丙酮。

2. 乙酰辅酶A的代谢：乙酰辅酶A经过柠檬酸循环和β氧化反应被进一步降解成二氧化碳和水等产物。

三、异亮氨酸的降解通路异亮氨酸是人体内一种重要的支链氨基酸，它在肌肉、肝脏和大脑组织中起着重要的作用。

异亮氨酸的降解通路主要包括以下几个步骤：1. 异亮氨酸转氧酶：异亮氨酸首先经过异亮氨酸转氧酶催化反应，生成甲乙酰辅酶A和异丙酮。

2. 甲乙酰辅酶A的代谢：甲乙酰辅酶A通过一系列酶催化反应被降解成二氧化碳和水等终产物。

总结缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸是人体内重要的氨基酸，它们的降解通路对人体的代谢和生理功能有着重要的影响。

了解这些氨基酸的降解通路对于促进人体健康、治疗相关疾病具有重要的意义。

希望本文的介绍能够对相关领域的研究和临床应用提供一定的参考价值。

参考资料：1. Harper AE, Miller RH, Block KP. Branched-ch本人n amino acid metabolism//Annual review of nutrition. 1984, 4(1): 409-454.2. Brosnan JT. Interorgan amino acid transport and its regulation. 2016, 396:18-40.四、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生理功能除了了解它们的降解通路外，还需要了解缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸在人体内的生理功能。

黄色短杆菌YILW生产L-异亮氨酸的发酵工艺研究

第３９卷第３期
２１年７００月
发酵科技通讯
黄色短杆菌ＹＬ生产Ｌ异亮氨酸的发酵工艺研究ＩＷ一
白亚磊冯宁徐庆阳谢希贤陈宁
（天津科技大学生物工程学院天津３０５）０４７
摘要：本文对Ｌ异亮氨酸产生菌ＹＬ的发酵工艺条件做了研究，定了其积累Ｌ异亮氨酸的一ＩＷ确一
化率达到２％。１关键词：色短杆菌黄Ｌ）一ＬＩ是人体八种必需氨基酸ｅ
ｍｇＬＶＢ３ｇＬｐ．７２０１ａ湿热灭菌／，ｌｍ／，Ｈ７０－．，．Ｍｐ
１ａｉ５ｒｎ。
之一，又是三种支链氨基酸之一，因其特殊的结构
和功能，因此，人类生命代谢中具有特别重要的在地位。Ｌ一异亮氨酸除用于一般营养型复合氨基酸输液、要素膳外，还作为特殊的支链氨基酸之
一
基础发酵培养基：萄糖８，Ｈ）ｏ４，ｅ．葡０（４２．ｏＦＳＮｓ
ｍｇ豆饼水解液２，，０玉米浆２，Ｈ７－．，．５ａ．ｐ．７０７Ｍｐ５０２０湿热灭菌１ｒｉ。５ｎａ
肾安氨基酸输液，特别是以Ｌ一异亮氨酸为主要
原料生产的高支链氨基酸输液、肝安糖浆、肝灵口服液，治疗各种肝脏疾病具有显著疗效，对因此，
中，于旋转式摇床上（８ｒｉ）１振荡培养置１０／ｎ，ａｒ３

13_异亮氨酸

第十三章异亮氨酸、亮氨酸与缬氨酸发酵第一节分支链氨基酸的生物合成途径和代谢调节机制在L型异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）和缬氨酸（Val）的分子中，都具有由甲基侧链形成的分枝结构（见表13-1），故称上述三种氨基酸为分枝链氨基酸（branched chain amino acids）。

分枝链氨基酸是合成蛋白质的素材，可以作为生物体的能源，也作为生物体成分的前体。

但是，高等动物不能合成这三种氨基酸，故Ile、Leu、Val称为必需氨基酸。

目前，分枝链氨基酸主要用作氨基酸输液的原料。

表13-1 分枝链氨基酸的结构名称结构式分子式分子量异亮氨酸（Ile）C6H13O2N 131.18亮氨酸（Leu）C6H13O2N 131.18缬氨酸（Val）C5H11O2N 117.15Ile分子内有两个不对称碳原子，因而，Ile存在着D、L、D别、L别四种光异构体（表13-2）。

很难用化学合成法，或用化学合成法与酶法相组合的方法，廉价制造纯度高的L型Ile。

Leu与Val分别只有两个光学异构体，能够用化工合成、酶法分割的方法，较廉价地制造。

要廉价生产高纯度的L型Ile，只有采用发酵法，因此，Ile发酵就成了分枝链氨基酸发酵的中心问题。

然而，从自然界中，只找到了分泌Leu或Val的菌株，却找不到分泌Ile的菌株。

直到20世纪60年代后半期，随着氨基酸生物合成系反馈调节机制的全部搞清，可以通过选育目的氨基酸代谢拮抗物抗性株的方法，从遗传上解除原菌株的反馈调节机制，从而可以利用这种抗性菌株，由糖直接发酵生产Ile（Leu或Val）。

表13-2 Ile的四种光学异构体L-Ile D-Ile D-别Ile L-别Ile 1960年，经过用粗糙链孢霉、大肠杆菌的营养缺陷型突变株，及用放射性同位素标记的前体，进行研究的结果，确定了Ile、Leu及Val的生物合成途径（图13-1）。

出于V aI和Leu的所有碳原子，都来自于丙酮酸，所以，V al及Leu亦称丙酮酸族氨基酸。

L-异亮氨酸产生菌黄色短杆菌的选育

上，一步筛选ａ氨基丁酸抗性突变株，进一以期获得Ｌ异亮氨酸产量有较大提高的突变株。一
收稿日期：２１－０２０Ｉ１—５作者简介：沈加彬，１８在读硕士，男（９５）研究方向为微生物遗传育种。基金项目：福建省自然科学基金项目（ｏ９ｏ１８；建省科技重２ｏＪ１２）福
摘要：以黄色短杆菌Ｂ４０为出发菌株，过紫外线和亚硝基胍（Ｇ）合诱变处理后，得一株甲硫氨酸缺陷（ｔＦ２经ＮＴ复获Ｍｅ一）
及抗ａ氨基丁酸（— Ｂ的Ｌ异亮氨酸产生菌Ｂ６０该菌株在未进行优化的发酵条件下能够积累Ｉ异亮氨酸的量为７１一ａＡ）一Ｍ２１，『．２ｇＬ・，出发菌株Ｂ４０提高了１２５。比Ｆ２２．
１材料与方法１１材料．
１１１菌种：色短杆菌Ｂ４０为本实验室保藏．．黄Ｆ２
菌种。１１２培养基．．
有许多生理功能，已被广泛应用到医药、品、味食调
剂、动物饲料以及化妆品的制造中，以在医学研究尤和治疗中受到重视口。］
关键词：异亮氨酸；色短杆菌；合诱变；种黄复育
中图分类号：９Ｑ３文献标识码：Ａ文章编号：０６８７（０１０ —０８０１０ —３６２１）４０３—４

L-异亮氨酸产生菌的融合育种选育及其关键酶与发酵条件的研究(1)

天津科技大学硕士学位论文L-异亮氨酸产生菌的融合育种选育及其关键酶与发酵条件的研究姓名：王菲申请学位级别：硕士专业：发酵工程指导教师：张克旭20040101摘要本论文根据代谢控制发酵理论，研究了Ｌ－异亮氨酸生产菌的选育及其发酵条件。

主要研究内容和结果如下：（１）建立了发酵液中Ｌ异亮氨酸定量测定的偏最小二乘分光光度法，并对该方法的应用条件进行了研究。

以高速氨基酸分析仪测定结果为参比，用偏最小二乘分光光度法测定结果的准确度比纸层析一色斑洗脱比色法高，且方法较简便。

ｆ２）确定了亲株ＩＳＷ３３０和ＡＳｌ．４９５原生质体形成和再生及进行原生质体融合的最佳条件，采用原生质体融合技术最终筛选出一株带有目的遗传标记的Ｌ，异亮氨酸高产菌ＳＷ０３７０（Ｌｅｕ一＋Ｍｅｔ一＋ＡＥＣ７十ａ．ＡＢｒ）。

该菌株在未优化条件下可产Ｌ异亮氨酸１４．２７９／Ｌ。

经验证，菌株ＳＷ０３７０的遗传性能稳定。

（３）初步研究了菌株ＳＷ０３７０发酵过程中关键酶苏氨酸脱氨酶的提取、测定方法与调节性质。

在得到的酶活测定与提取方法的最佳条件的基础上，分别考察了不同Ｌ异亮氨酸浓度和不同氨基酸对酶活力的影响。

（４）研究了菌株ＳＷ０３７０的摇瓶分批发酵条件。

应用二次回归正交旋转组合设计获得该菌株优化的发酵培养基配比，并对分批发酵和补料分批发酵培养条件进行了研究。

在优化条件下，菌株ＳＷ０３７０摇瓶补料分批发酵９６ｈ，可产Ｌ，异亮氨酸２１．９６ｇ／Ｌ。

本论文在Ｌ异亮氨酸代谢控制发酵研究领域韵创新之处在于，成功地利用原生质体融合技术选育出一株带有双缺标记的Ｌ－异亮氨酸高产菌ＳＷ０３７０，并研究了菌株ＳＷ０３７０发酵过程中关键酶苏氨酸脱氨酶的酶活测定与纯化方法和反馈调节性质。

对以后继续进行Ｌ广异亮氨酸的育种工作有指导性意义。

菌株ｓｗ０３７０，采用补料分批发酵工艺，在摇瓶上发酵９６ｈ可产Ｌ一异亮氨酸２１．９６９／Ｌ，具备了在发酵罐上生产的潜力，达到国内先进水平。

关键词：Ｉ，异亮氨酸，黄色短秆菌，原生质体融合，苏氨酸脱氨酶，补料分批发酵ＡｂｓｔｒａｃｔＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｍｅｔａｂｏｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｔｈｅｓｉｓｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｂｒｅｅｄｉｎｇｏｆＬ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅｈｉｇｈ—ｙｉｅｌｄｉｎｇｓｔｒａｉｎａｎｄｉｔｓｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｒｅｓｕｌｔｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：（１）Ｌ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｆｅｒｍｅｎｔｅｄｂｒｏｔｈｗａｓｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｗｉｔｈＰａｒｔｉａｌＬｅａｓｔ．Ｓｑｕａｒｅｓｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｄｅｃｉｄｅｄ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｈｉＥｈ，ｓｐｅｅｄａｍｉｎｏａｃｉｄａｎａｌｙｚｅｒ，ｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｖａｌＨｅｏｆＬ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗｉｔｈＰａｒｔｉａｌＬｅａｓｔ．Ｓｑｕａｒｅｓｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙｍｅｔｈｏｄｗａｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｔｈａｎｗｉｔｈｐａｐｅｒｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ￡Ｉｐｈｙ－ｍｏｔｔｌｅｅｌｕｔｉｏｎｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ．（２）ＴｈｅｐｒｏｔｏｐｌａｓｔｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｆｕｓｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｓｔｒａｉｎＩＳＷ３３０ａｎｄＡＳｌ．４９５ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ．０ｎｅＬ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅｈｉｇｈ—ｐｒｏｄｕｃｉｎｇｓｔｒａｉｎＳＷ０３７０ｗａｓｓｃｒｅｅｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｐｒｏｔｏｐｌａｓｔｆｕｓｉｏｎ，ｓｈａｋｅｆｌａｓｋｓｃｒｅｅｎｉｎｇ，ｇｅｎｅｔｉｃｍａｒｋｅｒｔｅｓｔａｎｄｓｉｎｇｌｅｃｌｏｎｅｉｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｆｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ．ＴｈｉｓｓｔｒａｉｎｃｏｕｌｄｐｒｏｄｕｃｅＬ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅ１４．２７∥Ｌａｆｔｅｒｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗｉｔｈｏｕｔｂｅｉｎｇｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．ＧｅｎｅｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｓｔｒａｉｎＳＷ０３７０ｗａｓｖｅｒｙｓｔａｂｌｅ．（３）ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｅｘｔｒａｃｔｉｎｇａｎｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｎｇａｎｄａｄｊｕｓｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｋｅｙｅｎｚｙｍｅＴｈｒｅｏｎｉｎｅＤｅｈｙｄｒａｔａｓｅｉｎｓｔｒａｉｎＳＷ０３７０ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｅｏｆｔｈｏｓｅ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｉｅｒｅｎｔＬ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｍｉｎｏａｃｉｄｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎｔｈａｔｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙｗｅｒｅａｌｓｏｒｅｖｉｅｗｅｄ．（４）ＴｈｅｂａｔｃｈｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｓｔｒａｉｎＳｗ０３７０ｊｎｓｈａｋｅｆｌａｓｋｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓｏｆｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｍｅｄｉｕｍｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｂｙｒｏｔａｔｉｏｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｄｅｓｉｇｎｏｆｑｕａｄｒａｔｉｃｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅｃｕｌｔｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｂａｔｃｈｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｆｅｄｂａｔｃｈｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｗｅｒｅａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ．ＵｎｄｅｒｔｈｅＯｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｓｔｒａｉｎＳＷ０３７０ｃｏｕｌｄｐｒｏｄｕｃｅＬ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｆｏｒ９６ｈｏｕｒｓｂｙｆｌａｓｋ—ｓｈａｋｉｎｇｆｅｄｂａｔｃｈｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ．２１．９６９／ＬａｆｔｅｒＴｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄｏｆＬ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅｍｅｔａｂｏｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｗａｓｔｈａｔｐｒｏｔｏｐｌａｓｔｆｕｓｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｈａｄｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙａｐｐｌｉｅｄｔｏｂｒｅｅｄａｎＬ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅｈｉｇｈ—ｙｉｅｌｄｉｎｇｓｔｒａｉｎＳＷ０３７０，ｗｈｏｓｅｋｅｙｅｎｚｙｍｅＴｈｒｅｏｎｉｎｅＤｅｈｙｄｒａｔａｓｅ’Ｓａｄｊｕｓｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ｗｈｉｃｈｗｏｕｌｄｂｅｇｏｏｄａｔｍｏｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｓＯＮＬ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅｂｒｅｅｄｉｎｇ．ＴｈｅｓｔｒａｉｎＳＷ０３７０ｃｏｕｌｄｐｒｏｄｕｃｅＬ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅ２１．９６∥Ｌａｆｔｅｒｆｅｄｂａｔｃｈｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｂｙｆｌａｓｋ—ｓｈａｋｉｎｇｆｏｒ９６ｈｏｕｒｓ，ｗｈｉｃｈｈａｄｒｅａｃｈｅｄｔｈｅａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｌｅｖｅｌｏｆｔｈｅｓａｍｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｎＣｈｉｎａ．ＴｈｅｓｔｒａｉｎＳＷ０３７０ｈａｄｈａｄａｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｐｒｏｄｕｃｉｎｇｉｎｆｅｒｍｅｎｔｏｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌ－ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅ，Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍｆｌａｖｕｍ，ＰｒｏｔｏｐｌａｓｔＦｕｓｉｏｎ，ＴｈｒｅｏｎｉｎｅＤｅｈｙｄｒａｔａｓｅ，Ｆｅｄｂａｔｃｈｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ．ＩＩ．天津科技大学硕士学位论文１．前言１．１引言Ｌ一异亮氨酸系在１９０４年经Ｅｈｒｌｉｃｈ首先从甜菜糖浆分离出来，以后又从多种蛋白质的胰酶水解物所制得【１］ｏＬ－异亮氨酸（Ｌ．Ｉｓｏｌｅｕｃｉｎｅ），化学名为Ｂ一甲基一ａ．氨基戊酸，其结构式与立体结构式分别见图１－１和图１．２。

发酵法生产L_异亮氨酸的研究进展

发酵法生产L 2异亮氨酸的研究进展3李光霞　李宗伟　陈林海　汪杏莉　李宗义　秦广雍(郑州大学离子束生物工程省重点实验室,郑州,450052)摘　要　L 2异亮氨酸作为必需氨基酸之一,广泛应用于医药、食品和饲料等领域。

发酵法是目前生产L 2异亮氨酸最主要的方法。

文中分别从L 2异亮氨酸的生产方法、生物合成及其代谢调控、代谢调控育种、发酵工艺的控制、提取精制方法、国内外生产现状等6个方面,对发酵法生产L 2异亮氨酸的研究进展进行了综述。

关键词　发酵法,L 2异亮氨酸,生物合成,代谢调控,工艺控制　第一作者:硕士研究生(陈林海为通讯作者)。

3国家973课题(2004C B719604)资助　收稿日期:2005-09-30 异亮氨酸(22amino 232methylvaleric acid )由Ehrlich于1904年首次从甜菜糖浆中分离出来,其化学组成虽与亮氨酸相同,但理化性质各异,故命名为异亮氨酸。

异亮氨酸有4种光学异构体,自然界中存在的仅为L 2异亮氨酸。

哺乳动物体本身不能合成L 2异亮氨酸,所以,作为人体必需的8种氨基酸之一,成年人每天需要从外界摄取20mg/kg (体重)的L 2异亮氨酸。

L 2异亮氨酸是合成人体激素、酶类的原料,具有促进蛋白质合成和抑制其分解的效果,在人体生命活动中起着重要作用,因此,在食品和医药行业具有广泛的应用及商业价值。

食品方面,主要用于食品强化,使各种氨基酸平衡,提高食品的营养价值。

在医药方面,3种支链氨基酸(缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸)组成的复合氨基酸输液以及大量用于配置治疗型特种氨基酸的药物,如肝安、肝灵口服液,对治疗脑昏迷、肝昏迷、肾病等具有显著疗效,并可取代糖代谢而提供能量,是比较昂贵的氨基酸原料药之一[1]。

近年来的研究表明,L 2异亮氨酸是一种高效的β2防御素表达的诱导物,在诱导上皮防御素表达上起着重要作用,作为一种免疫刺激物,对粘膜表面的防御屏障在临床上将起到重要的支持作用[2]。

L-异亮氨酸发酵动力学

验值的误差均小于5%。
天津科技大学的宋文军等人在L -异亮氨酸分批
发酵动力学中的应用一文中，应用遗传算法进行参数估计，拟合值与实验值接近, 拟合情况较好。
三.总结与展望
• 1.初糖浓度对L-异亮氨酸的形成具有较大的影响，初
糖浓度在100g/L时，产酸速率较高。 • 2.宋文军等人将遗传算法应用于参数的估计，进一步提高L -异亮氨酸分批发酵过程动力学模型状态变量的计算值与实验值的吻合程度. • 3.江南大学的张伟国等人对动力学模型的建立进行了简单的讨论，其建立的模型拟合值也较好。
浓度底物对青霉素形成的抑制作用。 iii. 宫衡在赖氨酸发酵中提出了产物形成模型
为了能反映出底物葡萄糖对L-异亮氨酸发酵的抑制作用，所以张伟国等人结合上述三种方程提出如下动力学模型：
产物形成模型： K 1 K 2
π:产物比生成速率( h- 1)
S )X Ksp S (1 S / Kip
的措施并不能有效的增加糖酸转化率。
②菌体生长模型的建立
张伟国等人认为当底物浓度较高时，底物对菌体
生长存在抑制作用，该抑制作用可用Andrews模型来表示。假定： ①抑制物的浓度与菌体比生长速率的下降呈线性关系
②抑制物的生成速率与菌体的生长速率成正比 X 1 菌体生长模型： max X (1 ) X max 1 S / Ki
③ 产物形成模型的建立江南大学的张伟国在L- 异亮氨酸分批发酵动
力学模型的研究一文中提出：
i. 由于L-异亮氨酸发酵属于二类发酵，但从 Luedeking和Piret方程中反映不出底物葡萄糖对产物形成的影响。 ii. Bajpai曾提出一个底物非竞争抑制模型用来描述
青霉素发酵的产物形成，该模型能很好地解释高

异亮氨酸代谢调控

L-异亮氨酸的发酵调控研究进展摘要： L-异亮氨酸作为必须氨基酸之一，广泛应用于医药，食品，饲料等领域。

发酵法是目前生产L-异亮氨酸的最主要方法。

文章从L-异亮氨酸的简介，发酵过程调控，生物合成途径及调控，代谢工程等方面对发酵法生产L-异亮氨酸研究进展进行了综述。

关键词：L-异亮氨酸,发酵调控，代谢工程1L-异亮氨酸简介L-异亮氨酸属于中性氨基酸，是人体必需的八种氨基酸之一，它与亮氨酸、缬氨酸统称为支链氨基酸。

因为它特殊的结构和功能，在人体新陈代谢中占有重要作用[1]。

人体若长期缺乏L-异亮氨酸，将影响机体的生理功能，导致代谢紊乱，抵抗力下降等。

1.1L-异亮氨酸的理化性质[2]名称：L-异亮氨酸化学名：β-甲基-α-氨基戊酸分子式：C6H13NO2相对分子质量：131.17等电点(pI)：6.02熔点：285℃-286℃(分解)比旋光度：[α]20D=+41.1° (6mol／L HCl，C=4)，温度系数：0.09含氮量：10.68％呈味：苦味结晶形状：从乙醇中结晶，白色菱形叶片或片状晶溶解性：溶于水，难溶于乙醇、乙醚，几乎不溶于其它有机剂在水中溶解度随着温度升高而增大1.2L-异亮氨酸的用途1.2.1食品方面L-异亮氨酸作为人体必需氨基酸，为人体不能合成的氨基酸，需从外界食物中获取。

成人每天需从外界食物中摄取20mg/kg 的L-异亮氨酸，人体若缺乏L-异亮氨酸。

会引起食欲不振，贫血，体质下降等功能性问题。

它作为重要的氨基酸类营养强化剂，大量用于食品营养强化方面[3]。

L-异亮氨酸具有强化肝功能，缓解肌肉疲劳等作用，将其添加到饮料中生产氨基酸饮料已经得到广泛应用。

目前许多公司研发了氨基酸能量饮料，且国内外市场需求也在不断增长。

1.2.2医药方面在医药方面，L-异亮氨酸主要用于配置治疗型复合氨基酸输液以及营养型氨基酸输液，尤其在高支链氨基酸输液及口服液的生产方面应用较广，对维持婴儿，儿童，成人的生长发育有重要作用，对治疗各种肝脏疾病，肾脏病有显著疗效。

L-异亮氨酸发酵的研究

L-异亮氨酸发酵的研究何家骏1材料及设备斜面培养基、摇瓶种子培养基(略)。

1.1一级种子培养基(%)葡萄糖6.5，碳酸钙5.0，玉米油0.4，硫酸铵2.5，硫酸亚铁0.004g/100ml，硫酸锰0.004g/100ml，磷酸二氢钾0.35，灭菌后pH值为6.5～6.8。

1.2二级发酵培养基(%)葡萄糖15，硫酸铵5.0，碳酸钙5.0，硫酸锰0.008g/100ml，硫酸亚铁0.004g/100ml，硫胺素240μg/100ml，生物素30μg/10ml灭菌后pH值6.0至6.5。

1.3设备摇瓶机2台，一级种子罐600L2台，补糖罐2000吨2台，油罐150L1台，发酵罐2000L2台，氨水计量罐200L1台。

721分光光度计1台，旋光计1台，分析天平1台，25型酸度计2台。

2种子罐代谢考察在无菌室内，取少许菌种接入摇瓶中，放在摇瓶机上，培养20～24h，并瓶，接入种子罐。

步骤如下：2.1罐温33～35℃。

2.2通气通入40～50℃无菌空气，流量用进气阀门调节，开始稍为小开，8h后全开。

又可以用进气与排气阀门调节，(因没装流量计)。

2.3培养周期种子罐培养周期20～24h。

2.3.1种子罐内菌体代谢变化(1)pH值培养24h后，pH稍有下降，然后再稍有回升。

(2)糖代谢培养过程中，糖逐渐消耗，24h稍有回升。

(3)氨基氮培养24h后，氨基氮稍有回升。

2.3.2菌体外观变化摇瓶培养液接入种子罐后进行培养，开始种子液为乳白色，培养20h，转乳黄色，24h后逐渐转为浅黄色。

即可移入发酵罐。

3发酵的代谢变化利用压差法，将种子液无菌移入发酵罐，发酵按下列条件掌握。

3.1罐温32～33℃。

3.2通气通入40～50℃无菌空气，用进、排气阀门根据菌种生长情况，随时调节。

3.3发酵周期44～48h。

3.4补糖培养12h后，开始第1次补糖，全发酵过程补7～8次糖，每次补入100L。

3.5pH值发酵过程中，用氨水调解，12h，开始通入氨水，每8h通入15～25L，培养30h后，氨水用量下降，36h后，停止通入氨水，L-异亮氨酸发酵代谢曲线如附图：附图L-异亮氨酸发酵代谢曲线4小结从代谢曲线可知，全程用氨水调解，掌握pH值与氨基氮变化，开始通入氨水时，发酵液pH值即上升，但很快被菌体吸收及利用，pH值迅速下降。

L_异亮氨酸发酵条件的研究

收稿日期:2003-06-16作者简介:王菲(1978-),女(汉),河南焦作人,在读硕士,Tel :(022)28193579,E -mail :annefeifei611@sohu 1com 。

文章编号:1006-2858(2004)01-0065-05L 2异亮氨酸发酵条件的研究王　菲,陈　宁,宋文军,刘淑云,张克旭(天津科技大学食品科学与生物工程学院,天津　300222)摘要:目的获得L 2异亮氨酸最佳发酵条件。

方法根据代谢控制发酵原理,采用二次回归正交旋转组合设计考查了发酵培养基中几种主要成分对L 2异亮氨酸发酵的影响,通过MA TLAB 软件获得最佳发酵培养基配比,并研究了各种发酵条件对黄色短杆菌生物合成L 2异亮氨酸的影响。

结果在优化条件下,L 2异亮氨酸产率可达21112g ・L -1。

结论发酵条件的优化控制对微生物发酵生产L 2异亮氨酸十分重要。

关键词:L 2异亮氨酸;二次回归正交旋转组合设计;发酵;MA TLAB 中图分类号:TQ 46417 文献标识码:A L 2异亮氨酸是人体8种必需氨基酸之一,又是3种支链氨基酸之一,因其特殊的结构和功能,在人类生命代谢中具有特别重要的地位。

L 2异亮氨酸可用于配制一般营养型复合氨基酸输液、要素膳、以及治疗型特种氨基酸输液如肝安、肾安氨基酸输液等,其用量逐年增长[1]。

由于L 2异亮氨酸生物合成途径的特殊性,发酵条件尤其是培养基配比对其有较大的影响。

作者利用二次回归正交旋转组合设计[2,3],借助于SPSS[4]和MAT 2LAB 软件[5]考察了发酵培养基主要组分对产酸的影响并获得了最佳发酵培养基;同时考察了各种发酵条件对黄色短杆菌合成L 2异亮氨酸的影响。

1　材料与方法111　供试菌株黄色短杆菌B revibacteri um f lav um ISW330(Met -+Eth r +α2AB r +AEC r ),天津科技大学代谢控制发酵实验室保藏菌种。

代谢工程在异亮氨酸生产中的应用研究进展

摘
要：生物生物合成特定氨基酸的能力，微取决于人们对目标氨基酸代谢途径的了解及调控。该文概述了代谢工
程在Ｌ一异亮氨酸生产中的应用进展，分别从代谢途径分析、断分支代谢流、切增加前体物质和限速酶基因以及消除途径抑制因素等方面论述代谢工程在Ｌ一异亮氨酸生产方面的研究状况。关键词：异亮氨酸；Ｌ一代谢工程；生物合成中图分类号０２６９文献标识码Ａ文章编号１００７—７３（０１２５０７ｐｌａｉｎｓｏｅａｌｇｎｅｒｎｇｉｎｈｓｓｏ — ｉｏｅｉｖａｃｓｏｔｉｔｏｆＭｔｂｏｉＥｎｉｅｉｎＳｙｔｅｉｆＬ — ｓｌｕｃｎｅｃｃ
ＬｕｏＬｅｔａ．ｉｅ１
和发酵优化等工作提供重要的信息。调控Ｌ一异亮氨酸生成途径最重要的酶有磷酸烯醇式丙酮酸酶（Ｃ、冬Ｐ）天氨酸激酶（Ｋ、丝氨酸脱氢酶（Ｄ、氨酸脱水酶Ａ）高Ｈ）苏（Ｄ和乙酰羟基酸合成酶（Ｓ，Ｔ）Ａ）通过引导最优途径中这
异亮氨酸又称 “ 白氨酸 ” 系统命名为 “ 一基一异，仅氨Ｂ一甲基戊酸 ” 。其化学组成与亮氨酸相同，理化性质但各异，又叫异亮氨酸 …。它的分子内有２不对称的碳故个原子，以有４种立体异构体，所自然界中存在的仅为Ｌ一异亮氨酸。Ｌ一亮氨酸作为必需氨基酸之一，泛应用异广于医药、品和饲料等领域。食Ｌ异亮氨酸的生产方法有提取法、一化学合成法、发酵

基于代谢流导向与分析的L_异亮氨酸发酵条件优化

第18卷第2期2003年6月天津轻工业学院学报JOURNAL OF TIANJ IN UN IV ERSIT Y OF L IGHT INDUSTR YVol.18　No.2J un.　2003基于代谢流导向与分析的L -异亮氨酸发酵条件优化Ξ宋文军,陈　宁,魏　春,张克旭(天津科技大学食品科学与生物工程学院,天津300222) 摘　要:基于代谢流导向与分析,对L 2异亮氨酸种子培养基中碳氮源组合、豆饼水解液用量和种子p H 控制条件进行了研究,得到了优化的种子培养条件;采用均匀设计法考察了发酵培养基中几种主要成分对发酵的影响,得到葡萄糖、(NH 4)2SO 4、VH 、VB 、VB 1的最适用量,分析了这4种组分对增大L 2异亮氨酸合成代谢流的作用,并对最适供氧量进行了研究,得到最佳发酵条件,在此条件下产L 2异亮氨酸19.1g/L 。

关键词:L 2异亮氨酸;代谢流;均匀设计;发酵条件;MA TLAB中图分类号:TQ922 文献标识码:A 文章编号:10012456X (2003)022*******Condition Optimum of L 2isoleucine Fermentation B ased on Metabolic Flux Direction and AnalysisSONG Wen 2jun ,CHEN Ning ,WEI Chun ,ZHANG K e 2xu(College of Food Science and Bioengineering ,Tianjin University of Science andTechnology ,Tianjin 300222,China )Abstract :Based on indirection and analysis of metabolic flux ,we studied the concentration of car 2bon and nitrogen souce ,soy bean hydrolyzate and p H control condition.Then we got the optimum seed cultue condition ;Uniform design was employed in our paper to test the influence of several major components in fermentation medium to isoleucine fermentation .We obtained the optimum concentrations of glucose ,(NH 4)2SO 4,VH and VB 1,then we analysed the influence on accerelat 2ing the metabolic flux to above four components.The oxygen supplying conditions was studied in shake 2flask.Under the optimum conditions ,the strain could produce isoleucine 19.1g/L.K eyw ords :L 2isoleucine ;metabolic flux ;uniform design ;fermentation conditions ;MA TLAB L 2异亮氨酸(Ile )是人体8种必需氨基酸之一,又是3种支链氨基酸之一,因其特殊的结构和功能而在人类生命代谢中具有特别重要的地位。

亮氨酸和异亮氨酸代谢

亮氨酸和异亮氨酸代谢
《亮氨酸和异亮氨酸代谢》
亮氨酸和异亮氨酸是两种重要的氨基酸，它们在生物体内扮演着关键的角色。

亮氨酸和异亮氨酸可以通过不同的途径进行代谢，并在许多生物过程中发挥重要作用。

首先，亮氨酸和异亮氨酸是合成蛋白质所必需的氨基酸。

它们参与蛋白质的合成过程，构建各种生物大分子，例如酶、激素和结构蛋白。

亮氨酸和异亮氨酸的代谢与蛋白质质量、结构和功能密切相关。

其次，在能量代谢中，亮氨酸和异亮氨酸可以通过不同途径参与三羧酸循环和氧化磷酸化过程。

这些代谢路径产生ATP作为细胞的能量源，维持细胞正常的生理功能。

亮氨酸和异亮氨酸的
不同代谢途径对于维持细胞内能量平衡至关重要。

此外，亮氨酸和异亮氨酸也可以通过特定的代谢途径生成某些生物活性物质。

例如，它们可以被转化为酪氨酸，用于合成维生素B3（烟酰胺）和维生素B6（吡哆醇）等重要的维生素。

同时，亮氨酸和异亮氨酸还可以参与一氧化氮（NO）的合成，NO在生理和病理过程中具有重要的调节作用。

最后，亮氨酸和异亮氨酸的代谢异常可能导致一系列疾病。

例如，在一些遗传性疾病中，亮氨酸和异亮氨酸的代谢受到损害，导致血液酮体浓度升高，出现中毒症状。

此外，亮氨酸和异亮氨酸代谢异常还与一些癌症、心脏病和代谢综合征的发生发展有关。

总之，《亮氨酸和异亮氨酸代谢》是一个重要的研究领域。

深入了解亮氨酸和异亮氨酸在生物体内的代谢过程，将有助于我们理解这些氨基酸在生物体健康和疾病中的重要作用，为相关疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。

异亮氨酸生产菌的全局代谢网络改造策略

异亮氨酸生产菌的全局代谢网络改造策略L-异亮氨酸是一种支链氨基酸，也是人体必需氨基酸，可作为食品营养补充剂、药物和饲料添加剂。

本文主要综述了谷氨酸棒杆菌、大肠杆菌合成L-异亮氨酸的调控机制和全局代谢网络改造策略现状，重点阐述基因工程技术在L-异亮氨酸产生菌改造中的应用。

标签：L-异亮氨酸基因工程改造策略【Abstract】L-isoleucine is a branched-chain amino acid and an essential amino acid for humans. It can be used as a food nutrition supplement，medicine and feed additive. This article mainly reviews the control mechanism of L-isoleucine synthesis by Corynebacterium glutamicum and Escherichia coli and the status of global metabolic network transformation strategies，and focuses on the application of genetic engineering technology in the transformation of L-isoleucine producing bacteria.【Keywords】L-isoleucine genetic engineering modification strategy异亮氨酸是一种支链氨基酸，也是人体必需氨基酸，在食品领域主要用于食品添加剂，在医药领域主要用于氨基酸输液成分之一，而且它的需求量在逐年增加[1]。

传统意义上的L-异亮氨酸生产菌株大多数是由野生菌株经过物理或化学的方法经过多轮诱变筛选获得。

黄色短杆菌TK0303的L-亮氨酸生物合成途径分析

通过途径分析获得的反应模型（表 !）。任何一个基础反应模型都包含一系列无用的反应（用 “/” 表示）。基础反应模型的求解可以通过 ]"#0"5 线性规划实现。由表 ! 可知，各反应模型的 0+亮氨酸的得率由高到低分别为 <-： /^M； <!、 <%、 <&： /^,； <’、 <,： /^’； <M、 <N： /^&； <P、 <-/： /^%； <--： /^!； <-!： /^-。丙酮酸是 0+亮氨酸生成途径中的关键节点，亦
图! "#亮氨酸生物合成代谢网络
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黄色短杆菌中L-异亮氨酸同位素丰度及分布的分析方法研究

黄色短杆菌中L-异亮氨酸同位素丰度及分布的分析方法研究赵雅梦;范若宁;雷雯【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2024(43)3【摘要】随着代谢组学、蛋白质组学等生命科学领域的迅猛发展,稳定同位素标记试剂,尤其是标记氨基酸,因无放射性、与非标记化合物理化性质一致等优势得到广泛应用。

该文建立了一种稳健、快速的氨基酸同位素丰度分析方法。

方法采用Hypersil Gold Vanquish(100 mm×2.1 mm,1.9µm)色谱柱,以水和含0.1%甲酸的甲醇为流动相,正离子模式下进行液相色谱-高分辨质谱联用(LC-HRMS)分析;测得细菌发酵液中L异亮氨酸-15N的同位素丰度为98.58%,相对标准偏差为0.03%,可应用于不同稳定同位素(15N或^(13)C)示踪的黄色短杆菌中L-异亮氨酸同位素丰度及分布的准确测定。

该方法具有简便、灵敏、稳健等优点,有望在合成生物学、同位素示踪代谢流等研究中发挥重要作用。

【总页数】5页(P496-500)【作者】赵雅梦;范若宁;雷雯【作者单位】上海化工研究院有限公司;上海市稳定同位素检测及应用研发专业技术服务平台【正文语种】中文【中图分类】O657.72;O629.7【相关文献】1.两种钚同位素丰度无损分析技术方法的实验比较研究2.用放射化学中子活化方法研究陨石中的Os和Ru同位素丰度3.黄色短杆菌YILW生产L-异亮氨酸的发酵工艺研究4.产生L-异亮氨酸的黄色短杆菌的代谢途径分析5.Clinical Nursing Experience of Acne Patients因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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,$ 异亮氨酸是人体 - 种必需氨基酸之一，在临床领域主要
作为复合氨基酸输液、三支链氨基酸输液、氨基酸口服液等的成分之一，用于治疗肝病、肝昏迷、体弱乏力等疾病，是比较昂贵的氨基酸原料药之一。目前国内 ,$异亮氨酸的市场需求急剧上升，因而对微生物发酵法生产 ,$异亮氨酸的研究也日益加强 V!W。工业微生物学家试图通过对细胞进行遗传修饰来改变生物过程的运行，以实现目的产物的过量合成，这就需要对代谢网络进行理性的分析。代谢途径的确定对于提供一种以整个代谢功能和表型为出发点进行途径定位的方法是必不可少的。途径分是代谢工程中用以指导遗传操作的理论基析（ K2=IR2> 2726><5<）础，是代谢网络分析的基本方法 V%W。对于这种鉴别和分析的方法，最有发展前途的是利用凸分析原理，这些原理包括最近提出的元素模型概念和极端途径模型，两者都能用于确定代谢网络的生产能力的界限。一些反应的不可逆性使得代谢网络中的相当多的通量存在于一个凸圆锥中，该圆锥可由用矩阵方法计算出来的向量确定。代谢途径的结构分析需要有关计量学模型和可逆性或非可逆性反应的知识，然后通过计算就能得到最优途径这已通过计算机程序得到实现 V’W。王健、张蓓等对的通量分布 V+$*W，
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表2 节点
由葡萄糖发酵生产 !; 异亮氨酸的化学计量矩阵及基础反应模型化学计量矩阵
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21P 21P12 21P18 21P1P
分析方法发酵液中残糖的测定采用 %(@;49* 生物传感分析仪采用日立 YPH;H9 高速氨
（山东省科学院生物研究所）测定。发酵液中氨基酸含量的测定菌体干重的测定基酸分析仪（日本日立公司）测定。取 29 T! 发酵液于预先干燥好的离心管中，弃上清液，于 Y9V 恒温干燥箱 P 999 ? S TFU 离心 2H TFU ，中干燥至恒重，然后用电子天平称重。
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文章编号： !""#$"""%&%""’(")$"*#+$")
研究报告
产生 ,$异亮氨酸的黄色短杆菌的代谢途径分析
王健 !"，王志诚 !#，田梁逦霞 !"，陈宁 $
!" 吉林大学
吉林长春 !$%%&& ； ’" 中日联谊医院，吉林长春 !$%%$& ； #" 生物与农业工程学院，天津 $%%&&& &" 天津科技大学生物工程学院，［摘要］目的：代谢工程要解决的主要问题是改变某些途径中的碳架物质流量或改变碳架物质流在不同途径中的流量分布，其目标就是修饰初级代谢，将碳架物质流导入目的产物的载流途径，以获得产物的最大转化率。方法：利用途径分析方结果：建立了 # 种基础模型，确定 ,$ 异亮氨酸理论最高摩尔产率是 ! ；法对黄色短杆菌生产 ,$异亮氨酸的途径进行了分析。确定了黄色短杆菌生产 ,$异亮氨酸的最佳途径的通量分布，并以此为依据进行发酵溶氧控制优化，溶氧分阶段控制发酵生根据途径分析结果，通过改变发酵过程有关参数，可使产 ,$异亮氨酸比溶氧恒定控制方式发酵的产率提高了 -.%/。结论：目的产物产率得到提高。途径分析；代谢通量；黄色短杆菌［关键词］ ,$异亮氨酸；［中图分类号］ 0#+* ［文献标识码］ 1
图 2 !; 异亮氨酸的生物化学反应网络 2： ,0< !,0<:= ； 8： ,0<:= !>?6:= ； P： >?6:= !8,@=； 4： ,@= !="= ； H： ="= ! =A? ； :： =A? !="=； 3： =A? !@<*/@[*)8； Y： @<*/@[)@@ !&B/ ； X： &B/ !!C,[ *)8； 29 ： !C, !%6<< [*)8； 22 ： &B/ !,@ [%6<< ； 28 ： ,@ [@<*/@ !DE0 ； 2P ： %6<< !DE0 ； 24 ： DE0 !)@@； 2H ： ="= [*)8 !)@@； 2: ： )@@ !="= [*)8； 23 ： =A?[*)8!)@@； 2Y ： ,0<:=!$FG6H=[*)8； 2X ： $FG6H= !$FGH= ； 89 ： IA0H= ! $FG6H= ； 82 ： $FG6H= !IA0H= ； 88 ： IA0H= [$FGH= !,@= [%JK3=； 8P ： ,@= [ %JK3= !"4= [>?6:= ； 84 ： IA0H= ["4= !>?6:= [,@=； 8H ： >?6:= [,@= ! IA0H= ["4= ； 8: ： =A? !@<JN ； 83 ： @<JN !@<*/@； 8Y ： !C, !,06 ； 8X ： )@@ [ ,06 !@BL ； P9 ： @BL !#M? ； P2 ： #M? !! ;C( ； P8 ： ! ;C( !CD.； PP ： CD. [ ,06!&0J[!C,
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