生物素对谷氨酸发酵消泡剂生物合成途径的影响

发布时间:2012-8-7 14:36
谷氨酸生物合成中的有关因子,这些因子虽属生产菌的固有特性,但能否表现,完全取决于外界条件的调节。 生物素影响解糖速度,而不是影响EMP与HMP的比率。生物素充足时,HMP途径占的比例是38%,生物素亚适量时为26%,尽管有差异,但没有显著影响。据认为,在生物素充足条件下,丙酮酸以后的氧化活 性虽然也有提高,但由于糖降解速度提高更快,打破了糖降解速度与丙酮酸氧化速度之间的平衡,丙酮酸趋于生成乳酸的反应。 在生物素缺乏菌中,葡萄糖氧化力降低特别是醋酸、琥珀酸的氧化力显著减弱。并发现在生物素缺乏菌体内,NAD及NADH含量减少到1/2-1/4。NAD水平降低,结果可间接地引起C4二羧酸氧化力下降,也能促进谷氨酸发酵消泡剂的积累。 以葡萄糖为碳源,并使用谷氨酸发酵消泡剂发酵谷氨酸时,通过控制生物素亚适量(2-5μg/L),几乎看不到异柠檬酸裂解酶的活性。异柠檬酸裂解酶是乙醛酸循环的关键酶,它受葡萄糖、琥珀酸阻遏,为醋酸所诱导。生物素亚适量时,可能丙酮酸氧化力下降,醋酸的生成速度慢,导致异柠檬酸形成量减少。在生物素亚适量下,因琥珀酸氧化力降低而积累的琥珀酸就会反馈抑制该酶活性,并阻遏该酶的生成,代谢流向ɑ-酮戊二酸还原氨基化生成谷氨酸方向。 生物素为羧化酶的辅基,在CO2固定反应中起重要作用。第一步是CO2与生物素结合,第二步是将结合的CO2转给适当的受体。因而生物素必须有一定的量存在,不能完全缺乏。 从氮素代谢的角度来看,谷氨酸产生菌在谷氨酸发酵消泡剂发酵培养基中几乎没有谷氨酸分解能力,也没有ɑ-酮戊二酸分解能力。为了合成充足的菌体蛋白质,必须有各种氨基酸、核酸的合成及供给足够的能量。通过乙醛酸环是获取能量的重要途径。生物素缺乏,乙醛环受阻,蛋白质合成受到控制,生成的谷氨酸向其它氨基酸的转换微弱。 CO2的固定作用即伍德-沃克曼反应在谷氨酸发酵用消泡剂发酵中也是很重要的,当谷氨酸与谷氨酸发酵消泡剂不断合成而移去时,可以合成的柠檬酸就随之减少,这就有可能使TCA环的补充方式。CO2固定作用主要有三种即①由磷酸烯醇式丙酮酸羧化,生成草酰乙酸;②由丙酮酸羧化生成草酰乙酸;③丙酮酸先由苹果酸酶所催化,进行还原羧化作用,生成苹果酸,然后再生成草酰乙酸。
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