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简答题简述赖氨酸生产菌的选育原则。
  • 出发菌株的选择:要求代谢比较简单的细菌(如黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳酸发酵短杆菌等)
    1.优先合成的转换:渗漏缺陷型的选育。降低高丝氨酸脱氢酶活性,使代谢流转向优先合成赖氨酸。高丝氨酸脱氢酶渗漏缺陷型。
    2.切断支路代谢:营养缺陷型的选育。黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌,对天冬氨酸激酶的反馈抑制是赖氨酸+苏氨酸的协同作用,通过诱变使高丝氨酸脱氢酶缺失,切断通向苏氨酸、蛋氨酸的代谢流,控制培养基高丝氨酸(或苏氨酸+蛋氨酸)量,降低苏氨酸浓度,解除协同反馈作用,过量积累赖氨酸。
    3.抗结构类似物突变株的选育(代谢调节突变)。
    优点:突变株遗传性地解除了终产物对自身合成途径的酶的调节控制,不受培养基中所要求物质浓度的影响,生产较稳定。通过诱变使天冬氨酸激酶编码的结构基因发生突变,对赖氨酸及结构类似物不敏感,即使有过量苏氨酸存在,该酶也不与赖氨酸或结构类似物结合,但酶活性中心不变。
    4.解除代谢互锁:
    ①选育亮氨酸缺陷型菌株,或者以抗AEC的赖氨酸的生产菌为出发菌株,经诱变得到抗AEC兼抗亮氨酸缺陷型菌株。
    ②选育抗亮氨酸结构类似物的突变株,从遗传上解除亮氨酸对DDP合成酶的阻遏。
    ③选育对苯醌或喹啉衍生物敏感菌株,这是一种寻找亮氨酸渗漏缺陷型菌株的有效方法。
    5.增加前体物的生物合成和阻塞副产物的生成:
    方法:
    ①选育丙氨酸缺陷型;
    ②选育抗天冬氨酸结构类似物突变株;
    ③选育适宜的CO2固定酶/TCA循环酶活性比突变株
    6.改变细胞膜的透过性
    7.选育温度敏感突变株:天冬氨酸系分枝代谢途径中,末端产物种类多,调节机制复杂,为高效率生产赖氨酸,可以采取顺次解除各种调节机制的诱变育种,获得多重标记的突变株。
    8.应用细胞工程和遗传工程育种
    9.防止高产菌株回复突变:选育遗传性稳定的菌株、定向赋加生产菌多个遗传标记、菌种培养和保藏时,培养基要丰富,尤其有足够的要求营养物、培养时添加抗生素,抑制恢复突变株的生长,达到分纯的目的。
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