生物素對谷氨酸發(fā)酵消泡劑生物合成途徑的影響

發(fā)布時間：2012-8-7 14:36

谷氨酸生物合成中的有關(guān)因子，這些因子雖屬生產(chǎn)菌的固有特性，但能否表現(xiàn)，完全取決于外界條件的調(diào)節(jié)。生物素影響解糖速度，而不是影響EMP與HMP的比率。生物素充足時，HMP途徑占的比例是38%，生物素亞適量時為26%，盡管有差異，但沒有顯著影響。據(jù)認(rèn)為，在生物素充足條件下，丙酮酸以后的氧化活性雖然也有提高，但由于糖降解速度提高更快，打破了糖降解速度與丙酮酸氧化速度之間的平衡，丙酮酸趨于生成乳酸的反應(yīng)。在生物素缺乏菌中，葡萄糖氧化力降低特別是醋酸、琥珀酸的氧化力顯著減弱。并發(fā)現(xiàn)在生物素缺乏菌體內(nèi)，NAD及NADH含量減少到1/2-1/4。NAD水平降低，結(jié)果可間接地引起C4二羧酸氧化力下降，也能促進谷氨酸發(fā)酵消泡劑的積累。以葡萄糖為碳源，并使用谷氨酸發(fā)酵消泡劑發(fā)酵谷氨酸時，通過控制生物素亞適量(2-5μg／L)，幾乎看不到異檸檬酸裂解酶的活性。異檸檬酸裂解酶是乙醛酸循環(huán)的關(guān)鍵酶，它受葡萄糖、琥珀酸阻遏，為醋酸所誘導(dǎo)。生物素亞適量時，可能丙酮酸氧化力下降，醋酸的生成速度慢，導(dǎo)致異檸檬酸形成量減少。在生物素亞適量下，因琥珀酸氧化力降低而積累的琥珀酸就會反饋抑制該酶活性，并阻遏該酶的生成，代謝流向ɑ-酮戊二酸還原氨基化生成谷氨酸方向。生物素為羧化酶的輔基，在CO2固定反應(yīng)中起重要作用。第一步是CO2與生物素結(jié)合，第二步是將結(jié)合的CO2轉(zhuǎn)給適當(dāng)?shù)氖荏w。因而生物素必須有一定的量存在，不能完全缺乏。從氮素代謝的角度來看，谷氨酸產(chǎn)生菌在谷氨酸發(fā)酵消泡劑發(fā)酵培養(yǎng)基中幾乎沒有谷氨酸分解能力，也沒有ɑ-酮戊二酸分解能力。為了合成充足的菌體蛋白質(zhì)，必須有各種氨基酸、核酸的合成及供給足夠的能量。通過乙醛酸環(huán)是獲取能量的重要途徑。生物素缺乏，乙醛環(huán)受阻，蛋白質(zhì)合成受到控制，生成的谷氨酸向其它氨基酸的轉(zhuǎn)換微弱。 CO2的固定作用即伍德-沃克曼反應(yīng)在谷氨酸發(fā)酵用消泡劑發(fā)酵中也是很重要的，當(dāng)谷氨酸與谷氨酸發(fā)酵消泡劑不斷合成而移去時，可以合成的檸檬酸就隨之減少，這就有可能使TCA環(huán)的補充方式。CO2固定作用主要有三種即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丙酮酸先由蘋果酸酶所催化，進行還原羧化作用，生成蘋果酸，然后再生成草酰乙酸。

常見問題