微生物發酵工程4代謝控制發酵和育種4代謝控制發酵和育種4.4次級代謝的調節控制一.次級代謝產物的誘導調節二.次級代謝產物營養物含量調節微生物分化階段的產物營養物的含量不但會影響微生物的生長速度，并且都會對結構基因的抒發形成影響，因而在藥物發酵中具有舉足輕重的地位。營養物含量調節碳分解代謝產物調節?碳分解代謝產物調節氮分解代謝產物調節機制？在真菌、霉菌和動物中次級代謝產物的生物合成經常遭到乙酸鹽的控制。乙酸鹽控制的機理通常是通過對酶合成的阻遏影響藥物的生物合成。三．次級代謝反饋調節自身產物的反饋調節四．細胞膜透性的調節4.5代謝調節控制育種代謝控制育種：通過特定突變型的選育，達到改變代謝通路、降低大道代謝終產物的形成或切斷大道代謝途徑及提升細胞膜透性，使代謝流向目的產物積累方向進行。組成形突變株是指操縱基因或調節基因突變導致酶合成誘導機制失靈，弧菌不經誘導也能合成酶，或不受終產物阻遏的調節突變型，稱為組成形突變株因為其在合成途徑中某一步驟發生障礙，使得終產物不能積累，因而也就遺傳性的解除了終產物的反饋調節，致使中間產物或另一分支途徑的末端產物得以累積，另外，還可以起到節約碳源的作用。
漏水缺陷型就是指遺傳性代謝障礙不完全的缺陷型。因為這些突變是使它的某一種酶的活性增長而不是完全失去，因而，漏水缺陷型才能少量合成某一種代謝終產物，能在基本培養基上進行少量生長。既不產生反饋抑制又不用添加限量的缺陷營養物包括抗分解阻遏和抗分解抑制。微生物的抗分解代謝阻遏現象指代謝過程中酶的合成常常受高含量的獼猴桃糖或其他易被迅速分解借助的碳源或氮源及乙酸鹽所抑制。篩選藥物合成酶的形成不受碳、氮、磷的代謝阻遏或抑制的突變株，使藥物提早到菌體生長期開始合成，進而延長了產抗期而提升產值。2-脫氧獼猴桃糖和3-氧酰基藍莓糖等結構與獼猴桃脂類似，她們不被微生物代謝也不抑制微生物的生長；并且她們的結構類似藍莓糖，和藍莓糖一樣會阻遏誘導酶的合成。因而，用富含她們的瓊脂培養基可以篩選抗分解阻遏的突變株。方式:培養基富含氮源，無機鹽，生長因子，低含量的藍莓脂類似物及一種須經相應的誘導酶酯化才會被微生物同化的生長碳源。四、抗反饋調節突變株的選育抗反饋調節突變株機制可抗反饋調節突變型的選育可以通過：從遺傳上解除反饋調節，如各類抗性和耐性育種，恢復突變子的應用；截流或減輕終產物堆積，如利用營養缺陷型或采用漏水缺陷型；移去終產物細胞膜透性，如利用膜透性的改變。
當具有突變型基因的個體通過再突變又成為野生型的表型，此過程稱為回復突變。分為原有基因的回復突變和非原有基因的回復突變。這些回復突變體表型雖與原養型相像細胞膜透性，而且基因型不同。他不是原有結構基因的恢復，而是反饋調節變構酶的調節中心發生突變導致的。突變后的調節中心與活性中心互相影響，催化位點得以恢復酶活力，而且調節位點已發生突變，他不能再和阻遏物結合，因而，回復突變解除了反饋調節機制，使有效代謝產物大量積累。微生物控制中級代謝產物的反饋機制是相當嚴格的。對次生產物，反饋調節機制也起重要作用。要使這種產物適量生產，必須繞開這種調節機制。通常，弧菌的生產能力與耐自身藥物的含量成正相關。選育抗類似物突變株，是目前代謝控制發酵育種的主流。選育抗類似物突變株由于代謝調節可被遺傳性地解除，在發酵時可不再受培養基成分的影響，生長較為穩定。另外，抗類似物突變株不易發生回復突變，因而在發酵生產上被廣泛采用。正常的合成代謝的最終產物對于有關酶的合成有阻遏作用，對于合成途徑的第一個酶具有反饋抑制作用。代謝拮抗物因為與代謝產物結構相像，所以同樣能與阻遏物以及變構酶相結合，他們在細胞中的含量不會增加，因而與阻遏物以及變構酶的結合是不可逆的。
這就使有關酶不可逆地停止了合成，或是酶的催化作用不可逆地被抑制。變構酶的結構基因突變添加了結構類似物的培養基就像一個篩子，可以將解除了反饋控制的突變株篩選下來。只要選定結構類似物抗性突變株，就有可能得到解除了反饋調節的突變株。以多肽代謝為例，正常情況下，代謝未端產物多肽A是菌體蛋白質的必需組成成份，它能反饋阻遏或抑制合成它的有關酶。它的結構類似物A1達到一定含量后，一方面A1能起反饋控制作用，制止A的正常合成，另一方面A1又未能取代A參與正常蛋白質的合成，進而導致正常的細胞因缺少A而饑餓死亡。但突變株假如解除了反饋控制，A1的殘害作用就表現不下來，弧菌得以生存出來。4．累積前體物和耐前體突變株的選育根本方式是篩選耐前體突變株。D-色谷氨酸抗性株是硝吡啶菌素量為原株3倍的突變株改變細胞膜滲透性，把原產物反饋控制因子的終產物迅速的不斷地排出于細胞外，不使終產物累積到導致反饋調節的含量，可以防治反饋調節。選育個別營養缺陷型突變株，鞏固控制發酵培養基中個別物理成份，達到控制磷脂、細胞膜的生物合成，使細胞處于異常的生理狀態，以解除滲透障礙。營養缺陷型丙二酸脂肪酸灰黃霉素紅霉素制霉菌素漏水突變株的應用三．抗分解調節突變株的選育解除碳源調節突變株的選育循環培養法特殊氮源獼猴桃糖結構類似物鑒定性培養基解除是一種解除合成代謝反饋調節機制的突變型菌種。
特性所需產物不斷積累，不會因其含量超量而終止生產。若是因為調節基因突變導致調節蛋白不能和反饋抑制產物相結合而喪失阻遏作用的，稱為抗阻遏突變。倘若因為結構基因突變而使變構酶成為不能和代謝終產物相結合的，便是喪失了反饋抑制的突變，稱為抗反饋突變變形。操縱基因突變也能導致阻遏作用，形成類似于組成形突變的現象結構基因突變調節基因突變操縱基因突變耐自身產物回復突變抗終產物結構類似物累積前體和耐前體突變抗反饋調節突變株1.回復突變導致的抗反饋調節突變株2．耐自身產物突變株選育3．抗終產物結構類似物突變株使變構酶的調節部位不能再與代謝拮抗物相結合，并且活性中心都不變。正常代謝最終產物因為與代謝拮抗物的結構相類似，所以在這一突變型中也不與結構發生改變的變構酶相結合。調節基因發生突變使阻遏物不能再與代謝拮抗物結合，這些突變型也將是一個代謝拮抗物的抗性突變株，同時也是一個抗阻遏突變型。產生代謝拮抗物抗性弧菌的兩個途徑。終產物大量積累篩選機理造成反饋造成毒性參入合成前體5、細胞膜透性突變株的選育*4代謝控制發酵和育種序言微生物的代謝調節操作流程次級代謝的調節控制討論糖代謝與調節中級代謝的調節控制代謝控制發酵育種1次級代謝產物的誘導調節2次級代謝產物營養物含量調節3次級代謝反饋調節4細胞膜透性的調節誘導物剌激影響中級代謝引起代謝流的改變,大量生產次級代謝產物；代謝流12誘導物剌激代謝物合成酶的合成,大量生產次生代謝物。
酶的合成色谷氨酸及甲基色谷氨酸剌激麥角堿合成。甘氨酸提升頭胞霉素C的產量實例但凡調節和控制分化過程的誘因就會對藥物的生物合成形成影響.如孢子產生和氣生菌絲的產生還會影響藥物的產值發酵過程可以分辨為生長和生產階段對于極大多數藥物生產菌而言，若在營養豐富的培養基中培養，只有當生長完全停止時，就會開始積累次級代謝產物.但當營養物的含量遭到限制時，這兩個階段也會相互覆蓋。231碳分解代謝產物調節氮分解代謝產物調節乙酸鹽調節是指能迅速被借助的碳源對其代謝中的酶的調節作用。被迅速借助的碳源常指的是藍莓糖，獼猴桃糖效應。碳分解代謝產物調節獼猴桃糖是菌體生長的優質碳源和能源，但過量獼猴桃糖或其它被迅速借助的碳源對許多藥物具有增加產量的作用，因而，藍莓糖在次級代謝發酵中，有時不做為主要碳源和能源，或者有限制性地作用。葡萄糖分解產物對個別酶類合成的抑制，稱為分解產物阻遏阻遏12分解產物對某些酶活性的抑制，稱為分解產物抑制抑制定義？在中級代謝中曾發覺氮分解代謝產物調節，即可被迅速借助的氮源（非常是氨）抑制作用于含氮底物的酶（蛋白酶，硫酸鹽還原酶，丙酯酶，甘氨酸酶和尿酶）的合成。
藥物合成遭到高含量氨離子的抑制是一個普遍現象。為此用平緩借助的氮源取代氨可以明顯降低藥物產值。依據對S.生產阿莫西林菌素過程的研究，氨離子的作用不是抑制酶的活性，而是直接阻遏酶的合成，但阻遏的機理尚不非常清楚.在霉菌中，氨離子會抑制許多與氮源借助有關的酶乙酸鹽生長限制性營養調節抗生素合成高含量抑制產抗生預產期出現的早晚乙酸鹽調節阻抑藥物合成,亞適量乙酸鹽調節間接作用直接作用乙酸酯酶和前體產生中的某種酶的活性.調節胞內其它效應劑（如ATP、腺苷酸能量負荷和環-AMP）可能機制？藥物的合成乙酸轉移酶參與甲基香豆素的產生。在抗生素的生物合成途徑中，首先合成的是乙酸化的無活性中間產物。之后經過酶催化脫去乙酸官能團而生成最終的活性產物乙酸酶12許多反應中正乙酸既不是底物，也不是產物，而且催化該反應的酶仍有可能遭到乙酸鹽的阻遏。合成酶類藥物對自身產物的抑制規律：抑制特定形成菌合成藥物所需含量與生產水平具有相關性。紅霉素、青霉素分支代謝中中級代謝物的反饋調節12中級代謝的終產物作為前體合成次生產物。
因為這種終產物是受中級代謝反饋調節的，因此也必然影響到旁邊的藥物的合成次級途徑和中級途徑具有共同的分叉中間體，由分叉中間體形成的中級代謝終產物的反饋調節可能影響次級代謝產物的產生細胞膜產物分泌營養的吸收定義？組成形突變株的選育營養缺陷突變株的應用抗分解調節突變株的選育抗反饋調節突變株的選育農牧業的急劇增產代謝調節控制育種一．組成形突變株的選育組成形突變株的篩選方式辨別性培養基的借助直接篩選限量誘導物恒化培養循環培養法二.營養缺陷突變株的應用