《发酵机制7-8.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发酵机制7-8.ppt（11页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、对 途 妹 承 碾 希 扁 惋 汹 压 碉 控 竣 档 坍 棚 挡 具 摘 绅 历 渗 衰 虏 三 邀 岿 纯 董 酝 蛤 厦 发 酵 机 制 7 - 8 发 酵 机 制 7 - 8 重点：了解柠檬酸生物合成的基本原理， 并掌握其发酵调控手段。 胡 玉 涧 凿 铸 驯 甘 粤 披 孺 贾 脸 玻 秒 繁 烧 逗 虽 顿 延 搏 捌 厨 翠 缸 愿 亥 册 拟 暇 偏 抨 发 酵 机 制 7 - 8 发 酵 机 制 7 - 8 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 1,6-二磷酸葡萄糖磷酸二羟丙酮甘油 丙酮酸 CO2 乙酰酰CoA + CO2 草酰酰乙酸三羧羧酸循环环 乙醇乙醛, 乳酸 柠檬酸 关键酶: 己糖
2、激酶, 磷酸果糖激酶 丙酮酸激酶. 注: 乙酰CoA+草酰乙酸=柠檬酸 净 谤 纬 幅 掸 食 匹 抄 蚤 瀑 耗 辑 羹 柑 醒 蛀 贫 表 毡 郑 魁 床 抉 刺 寝 离 霹 琵 最 烷 揍 第 发 酵 机 制 7 - 8 发 酵 机 制 7 - 8 理论转化率106.7% 2葡萄糖+3O22柠檬酸+4水+22ATP 即：1mol葡萄糖生成柠檬酸经氧化磷酸化可产生11个ATP ，其中氧化产生9个ATP，EMP途径产生2个ATP。 炽 攘 盎 告 性 负 含 温 隅 野 幢 淋 衰 薛 鲁 编 倚 尺 归 辆 吝 座 透 婉 茨 佣 饮 明 箕 甥 炉 慧 发 酵 机 制 7 - 8 发 酵
3、 机 制 7 - 8 柠檬酸合成酶：组成酶(丙酮酸羧化酶)和调节酶 微生物正常合成柠檬酸少不受抑制，工业生产受抑制。 1. 磷酸果糖激酶(PFK)1,6二磷酸果糖，受ATP 和柠檬酸的抑制，而受AMP、无机磷和NH4 +的激 活。这表明：NH4 +能有效解除柠檬酸对PFK的抑 制而大量积累。 2. 柠檬酸合成酶，不被抑制，易于激活。 即：受ATP抑制，以ATP-Mg形式而抑制作用小。 而草酰酰乙酸可激活此酶，以提高酶与乙酰CoA的 亲和力来实现。 靡 梨 暴 传 荚 趟 肥 邮 键 炸 碱 絮 鞍 扛 次 壹 柯 么 瑶 肖 洪 越 攻 甜 炒 饰 复 监 桃 万 蓑 钻 发 酵 机 制 7
4、- 8 发 酵 机 制 7 - 8 丙 酮 酸 (三羧羧酸循环环) + CO2 CO2 丙酮酸羧化酶 丙酮酸 脱羧酶 草酰酰乙酸 乙酰酰CoA 柠檬酸 顺乌头 酸异柠檬酸(三羧羧酸循环环) 3. 柠檬酸顺乌头 酸异柠檬酸。在黑曲霉的线粒体上, 能建立以下平衡: 柠柠檬酸:顺乌头顺乌头 酸:异柠柠檬酸=90:3:7. 而 NAD-异柠檬酸脱氢酶活性低且在线粒体上受柠檬酸抑制; 故能够抑制自身的进进一步分解,导致积累柠檬酸。 当pH=2时，能使相关酶失活而进一步积累柠檬酸。 巳 拆 蔗 瓤 吊 杏 匝 墅 猎 调 雅 巢 表 镁 胡 脚 烯 软 罪 尤 抢 骄 块 铣 诣 喇 台 谆 襟 协 芳
5、渤 发 酵 机 制 7 - 8 发 酵 机 制 7 - 8 培养现象：锰离子的缺乏(30mM) 抑制蛋白质和 核酸合成NH4 +浓度上升(25mM ) 减弱柠檬酸对磷酸果糖激酶(PFK)抑制 有利于柠檬酸生成。 因此，对于锰离子含量高的 糖蜜等原料需要处理？ -酮戊二酸脱氢酶是TCA循环 中唯一不可逆酶（到琥珀酸）， 受葡萄糖和NH4 +抑制。 可见，原料对发酵的影响显著 即锰离子缺乏、 NH4 +充足。 剖 雾 语 子 叔 枷 查 泄 苯 料 挪 抒 晨 陋 宠 菇 寒 矽 包 迹 像 摸 蜗 棺 秤 臭 艺 拭 桅 讨 倔 敏 发 酵 机 制 7 - 8 发 酵 机 制 7 - 8 氧对发
6、酵的影响。 为什么黑曲霉进行柠檬酸发酵时，短时间中断供氧 会导致柠檬酸产率的急剧下降，但不影响生长？ 因为：黑曲霉发酵柠檬酸时有2条呼吸链，一条标准 呼吸链，产生ATP；一条侧呼吸链，不产生ATP，受 水杨酰异羟肟酸（SHAM）的强烈抑制。 谩 滚 榜 骇 着 锑 诉 召 初 霸 柿 落 媚 尔 烘 述 沮 苗 豪 频 唬 邮 瑶 霜 传 锰 淫 府 菩 淋 思 懈 发 酵 机 制 7 - 8 发 酵 机 制 7 - 8 氧对发酵的影响。 当缺氧时，EMP途径和丙酮酸脱氢生成的NADH2无 法氧化而积累SHAM，导致侧呼吸链受阻；同时， 经过标准呼吸链氧化时，生成的ATP又反馈抑制磷 酸果糖激
7、酶(PFK)，从而导致柠檬酸产率显著下降 ，而减弱的葡萄糖消耗和ATP产生，是能够满足菌 体生长的需要，故不会影响生长。 晚 花 冻 芥 届 很 垄 椅 抬 旬 钩 采 柯 疯 喻 毗 篙 摔 素 睁 乡 单 俗 擞 生 折 吝 罢 悟 隧 爸 讶 发 酵 机 制 7 - 8 发 酵 机 制 7 - 8 乙醛酸循环 利用乙醇、乙酸和 烃类发酵生成柠檬酸 实际产率是理论产率 的50%。 乙醛酸循环和乙酸 发酵说明,黑曲霉、酵母等微生物都可进行柠檬酸发 酵，生成产物的菌种不同，带来的代谢途径也不同, 生物的多样性为我们提供了选择的机会。 还 理 斤 汐 跌 拘 病 晚 兽 代 遵 普 森 侯 袁 源 凿 稳 扼 胳 俄 眯 夹 描 刁 堵 刘 滥 恬 冻 泣 涪 发 酵 机 制 7 - 8 发 酵 机 制 7 - 8 1，从书上的研究过程发现，柠檬酸调控机制 是漫长的时间和技术进步的过程，希望我们能 够理解代谢调控的意义和实现的艰难。 2，任何代谢都有其机制以及相应的控制措施 。这对传统发酵产业的改进和技术升级意义重 大。及重大技术突破或技术创新的用武之地； 同时也为我们工程技术人员提供了用武之地。 隘 嚷 箍 申 量 媳 昆 寒 裳 耍 终 巍 黄 探 挞 贡 任 卯 原 撵 鼓 袁 撤 粥 龋 钮 槐 蔡 控 诧 攘 踩 发 酵 机 制 7 - 8 发 酵 机 制 7 - 8