微生物代謝的人工控制方式

  微生物代謝的人工控制就是人為的打破生物的代謝控制體系，使微生物代謝朝著(zhù)人們希望的方向進(jìn)行。代謝的人工控制在發(fā)酵工業(yè)中發(fā)揮著(zhù)重要的作用，目前，人工控制代謝主要通過(guò)遺傳學(xué)和生物化學(xué)的方法實(shí)現。具體方法包括以下幾方面：

一、遺傳學(xué)的方法

  通改變微生物遺傳物質(zhì)可以從根本上打破微生物原有的代謝控制機制。

  1、營(yíng)養缺陷型突變株的應用

  在一定培養條件下，營(yíng)養缺陷型突變株可以積累相當高濃度的中間代謝產(chǎn)物或末端代謝產(chǎn)物。

  2、抗反饋控制突變株的應用

  抗反饋抑制突變株指對反饋抑制不敏感或對阻遏有抗性，或兩者兼而有之的菌株。在這類(lèi)菌株中，反饋調節已經(jīng)解除，所以能大量積累末端代謝產(chǎn)物�？狗答佉种仆蛔冎昕梢詮慕Y構類(lèi)似物抗性突變株和營(yíng)養缺陷型回復突變株中獲得。

  3、選育組成型和超產(chǎn)突變株

  ① 組成型突變：如果調節基因發(fā)生突變，以致產(chǎn)生無(wú)效的阻遏物而不能與操縱基因結合，或操縱基因突變，從而造成結構基因不受控制地轉錄，酶的生成將不再需要誘導劑或不再被末端產(chǎn)物或分解代謝物阻遏，稱(chēng)為組成型突變。

  ② 超產(chǎn)突變：少數情況下，組成型突變快可產(chǎn)生大良的、比親本高得多的酶，稱(chēng)為超產(chǎn)突變。

  4、增加結構基因數目 可提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量。

二、生物化學(xué)方法

  1、添加前體繞過(guò)反饋控制點(diǎn)

  可以使某種代謝產(chǎn)物大量積累。

  2、添加誘導劑

  在培養基中加入誘導劑，可以大量合成誘導酶。

  3、發(fā)酵與分離過(guò)程耦合

  反饋調節的啟動(dòng)因素就是超過(guò)菌體正常需求量的末端代謝產(chǎn)物，也就是說(shuō)，只有末端代謝產(chǎn)物的濃度超過(guò)一定值后，菌體的反饋調節機制才會(huì )發(fā)揮作用。如果在發(fā)酵的同時(shí)就將末端代謝產(chǎn)物不斷地移走，使發(fā)酵體系中末端代謝產(chǎn)物的濃度始終處于較低的水平，那么菌體內代謝途徑將始終暢通無(wú)阻。

  與發(fā)酵過(guò)程耦合的分離手段有膜分離、離子交換分離和萃取等，該分離裝置應具有分離效率高、抗污染、易于重復使用等特點(diǎn)。

  4、控制細胞膜的通透性

  微生物細胞聯(lián)對細胞內外物質(zhì)的運輸具有高度的的選擇性：細炮內代謝產(chǎn)物常以較高濃度積累在細胞內，并反饋控制它的進(jìn)一步合成。采用生理學(xué)方法，可以改變細胞膜通透性，使細胞內代謝產(chǎn)物迅速滲透到細胞外，消除反饋控制，有利于提高發(fā)酵產(chǎn)量。

  5、控制發(fā)酵的培養基成分

  次級代謝產(chǎn)物的生成大多與快速被利用碳源（主要是葡萄糖）的消耗密切相關(guān)。只有在葡萄糖幾乎耗盡，生長(cháng)停止時(shí)，才開(kāi)始大量合成次級代謝產(chǎn)物。如果僅是由于氮或磷等耗盡而導致生長(cháng)停止，而培養基中還有大量葡萄糖存在時(shí)，次級代謝產(chǎn)物不會(huì )大量地合成。

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