生物素过量带来的问题及谷氨酸发酵消泡剂

发布时间:2012-8-14 14:21
选用油酸缺陷型 在大量的研究工作中,发现了这样的现象,即培养基中缺乏生物素时,只要加入油酸,就能起到和生物素相同的效果。如上所述,生物素与谷氨酸发酵消泡剂的作用在于影响细胞膜中的脂肪酸,而油酸的加入直接增加了合成磷脂所需的不饱和脂肪酸,所以,选育油酸缺陷型就成为重要的替代手段。当选用油酸缺陷型时,只要控制油酸的亚适量,就能控制细胞膜的透性,而与生物素的含量无关。 选用甘油缺陷型 实验证明,限量甘油(0.02%)培养,细胞膜的磷脂含量只有非甘油缺陷型菌株的50%。只有甘油的加入量起作用,而与生物素及油酸的含量无关。 这些现象都可以解释一个问题,那就是因为磷脂是由脂肪酸、甘油、磷酸和R(胆碱、乙醇酸、丝氨酸、肌醇)4部分组成,缺少其中的一个都不可能合成,控制其中之一,都可以控制磷脂的含量。 温度敏感性变异株 当细菌进行诱变处理后,可以获得温度敏感性变异株。例如,在30℃时生长旺盛,而在较高温度(如37℃)则不生长,或稍生长,而能大量生成谷氨酸。于是可用这样的变异株在富含生物素的培养基中,前期进行30℃培养,当菌的生长达到最大时,提高温度至40℃,使其大量积累谷氨酸。 添加饱和脂肪酸酯类等的效果 在生物素丰富的条件下,添加聚氧乙烯乙二醇的棕榈酸(C18)、十七烷酸(C17)、硬脂酸(C16)等的饱和脂肪酸酯类或饱和脂肪酸,都能使大量谷氨酸排出于菌体外。表面活性剂、高级饱和酸的作用,不在于它的表面效果,而是在不饱和脂肪酸的合成过程中,作为抗代谢物具有抑制作用,对生物素或油酸有拮抗作用,阻遏脂肪酸生物合成,于是磷脂形成减少,膜透性加大,有利于谷氨酸向外渗漏。 添加青霉素的效果 在生物素丰富时,培养中途如果添加青霉索、谷氨酸发酵消泡剂,可以使谷氨酸生成。青霉素的作用机制与控制生物索、控制油酸或添加表面活性剂及控制甘油的机制均不同。添加青霉素与谷氨酸发酵消泡剂是抑制细菌细胞壁的后期合成,对细胞壁糖肽生物合成系统起作用。这是因为青霉素取代合成糖肽的底物而和酶的活性中心结合,使网状结构连接不起来,结果形成不完全的细胞壁。没有细胞壁保护的细胞膜由于膜内外的渗透压差,使细胞膜受到机械损伤,失去了作为渗透障碍物的作用,从而使谷氨酸排出;另一种解释是:青霉素虽不能抑制磷脂的合成,但能造成磷脂向胞外分泌。 无论是青霉素,还是表面活性剂,或是饱和脂肪酸,都必须在药剂添加之后,菌体仍然进行分裂增殖,完成谷氨酸非积累型细胞向谷氨酸积累型细胞转变。在休止细胞中添加药剂,将不起作用。在高浓度油酸的条件下,表面活性剂并没有效果,但添加青霉素是有效的。 本文参考《发酵微生物学》一书。
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