谷氨酸棒杆菌中赖氨酸的合成 是研究得最为广泛的。图2列出了 谷氨酸棒杆菌中天冬族氨基酸生物 合成相关的途径及重要步骤的代谢 调节情况。 2021/221 张星元:发酵原理(讲座) 16
2021/2/21 张星元：发酵原理（讲座） 16 谷氨酸棒杆菌中赖氨酸的合成 是研究得最为广泛的。图 2 列出了 谷氨酸棒杆菌中天冬族氨基酸生物 合成相关的途径及重要步骤的代谢 调节情况
基质 跨膜吸收 其中,各相关酶及 途径水平上的代谢调节, 以及整个细胞水平上的 基质 全局调节对于代谢流的 异化途径 导向和改造是至关重要、代 的。对微生物整个代谢藁 二网络进行有目的的改造 同化途径 和设计涉及到大范围的反馈 调节; 副产物 遗传改造。 氨基酸文一降解途径 二图1微生物细胞合成氨基酸的○ 相关途径及代谢调节示意图输·|重吸 2021/221 张星元:发酵原理(讲座)氨基酸 17
2021/2/21 张星元：发酵原理（讲座） 17 基质 基质 异化途径 同化途径 氨基酸 副产物 降解途径 氨基酸 全 局 调 节 系 统 跨膜吸收 碳架、还原力、代谢能 跨膜输出 重吸收 反馈 调节 图1. 微生物细胞合成氨基酸的 相关途径及代谢调节示意图 其中，各相关酶及 途径水平上的代谢调节， 以及整个细胞水平上的 全局调节对于代谢流的 导向和改造是至关重要 的。对微生物整个代谢 网络进行有目的的改造 和设计涉及到大范围的 遗传改造
该同化(合成)途径通过草酰乙酸 (OAA)与中心代谢途径相接,天冬氨 酸是该族氨基酸的共同前体物。来自回 补途径及TCA环的草酰乙酸,进入合 成途径并在天冬氨酸-半醛(ASA) 处分为两条支路,一条通往赖氨酸,另 条通往苏氨酸、蛋氨酸(甲硫氨酸) 及异亮氨酸。该途径上主要调控点是天 冬氨酸激酶(AK),其他重要的酶包 括高丝氨酸脱氢酶(HDH)和苏氨酸 脱氢酶(TDH) 2021/221 张星元:发酵原理(讲座) 18
2021/2/21 张星元：发酵原理（讲座） 18 该同化（合成）途径通过草酰乙酸 （OAA）与中心代谢途径相接，天冬氨 酸是该族氨基酸的共同前体物。来自回 补途径及TCA 环的草酰乙酸， 进入合 成途径并在天冬氨酸-β- 半醛（ASA） 处分为两条支路，一条通往赖氨酸，另 一条通往苏氨酸、蛋氨酸（ 甲硫氨酸 ） 及异亮氨酸。该途径上主要调控点是天 冬氨酸激酶（AK ），其他重要的酶包 括高丝氨酸脱氢酶（HDH ） 和苏氨酸 脱氢酶（TDH）
再往后的流量控制点是是通往赖 氨酸DDP合酶(见图中 DHDPS)以 及赖氨酸的需能输出。要获得令人满 意的结果,必须全面考虑这些方面, 仅仅对于个别反应(即便是最重要的 调控点)进行改造并不是理想的方法, Broer等曾将脱敏的AK的基因导入 野生菌中进行表达,但并未获得很令 人满意的赖氨酸产量。 2021/221 张星元:发酵原理(讲座) 19
2021/2/21 张星元：发酵原理（讲座） 19 再往后的流量控制点是是通往赖 氨酸 DDP合酶（见图中DHDPS） 以 及赖氨酸的需能输出。要获得令人满 意的结果，必须全面考虑这些方面， 仅仅对于个别反应（即便是最重要的 调控点）进行改造并不是理想的方法， Broer 等曾将脱敏的AK 的基因导入 野生菌中进行表达，但并未获得很令 人满意的赖氨酸产量
该途径上另一值得关注的 特征是从六氢吡啶二羧酸出发 合成二氨基庚二酸的旁路途径 的出现,借助于NMR手段已 经得知,旁路的出现依赖于某 些代谢条件,特别是可利用的 NH4的存在。 2021/221 张星元:发酵原理(讲座) 20
2021/2/21 张星元：发酵原理（讲座） 20 该途径上另一值得关注的 特征是从六氢吡啶二羧酸出发 合成二氨基庚二酸的旁路途径 的出现，借助于 NMR 手段已 经得知，旁路的出现依赖于某 些代谢条件，特别是可利用的 NH4 +的存在