1. Vía biosintética del ácido glutámico
Las vías biosintéticas del ácido glutámico incluyen la vía EMP, la vía HMP, el ciclo del TCA, el ciclo del glioxilato y la reacción de fijación del CO2 en glutamato. luego biosintetiza arginina a través de ornitina y glutamato en secuencia.
La vía biosintética del glutamato se muestra en la figura.
2. Mecanismo regulador de la biosíntesis de ácido.
3. Control metabólico de la fermentación del ácido glutámico
Generalmente se adoptan las siguientes medidas para el control metabólico de la fermentación del ácido glutámico.
1. Controlar las condiciones ambientales de la fermentación.
La fermentación de aminoácidos se ve afectada por las características fisiológicas de las bacterias y las condiciones ambientales. Para las bacterias aeróbicas obligadas, las condiciones ambientales tienen un mayor impacto. La fermentación del ácido glutámico debe controlar estrictamente las condiciones ambientales para el crecimiento del organismo. El ácido difícilmente se acumulará. La siguiente tabla muestra la conversión de fermentación de las bacterias productoras de ácido glutámico debido a cambios en las condiciones ambientales. Esto significa que la fermentación de aminoácidos es una conversión de fermentación debido al control artificial de las condiciones ambientales. p>
2. Controlar la permeabilidad de la membrana celular
Durante el proceso de fermentación, controlar el uso de sustancias que afectan la permeabilidad de la membrana celular favorece la secreción de metabolitos, evitando así la regulación de los productos finales. , que es beneficioso para mejorar el rendimiento de la fermentación.
Cuando se usa glucosa como materia prima y Corynebacterium glutamicum se usa para fermentar glutamato, la bacteria productora de glutamato es α-cetoglutarato en la cepa mutante deficiente en deshidrogenasa. cuando la síntesis de glutamato alcanza los 50 mg/g (células madre), la síntesis de glutamato finaliza debido a la regulación por retroalimentación. Si se cambia la permeabilidad de la membrana celular, el metabolito intracelular glutamina penetra fuera de la célula, lo que es beneficioso para la salud. mejorando el rendimiento de la fermentación.
Por lo tanto, la permeabilidad celular de los metabolitos es un factor importante que debe considerarse en el amoníaco y la fermentación ácida. Para la fermentación del ácido glutámico, la biotina es la glutamina, la sustancia clave de la fermentación ácida cuando el nivel de biotina. en la célula es alto, el ácido glutámico no puede penetrar la membrana celular, por lo que no se puede obtener ácido glutámico.
En la producción de fermentación de ácido glutámico, las bacterias son cepas deficientes de biotina, como coenzima. de acetil-CoA carboxilasa, la enzima clave en la reacción inicial de la biosíntesis de ácidos grasos, participa en la síntesis de ácidos grasos, afectando así la síntesis de fosfolípidos. Cuando la síntesis de fosfolípidos se reduce a la mitad de la cantidad normal. las células se deforman y el glutamato se escapa de la membrana y se acumula en el caldo de fermentación.
Por lo tanto, el contenido de biotina se puede controlar limitando la cantidad, es decir, controlando la cantidad inadecuada de biotina, se puede aumentar la permeabilidad de la membrana celular.
En la etapa inicial de la fermentación, se encuentra con el crecimiento de las células y se sintetiza una membrana celular completa, en la etapa intermedia, la biotina se agota y la célula; La síntesis de la membrana es incompleta, completando la transformación de células bacterianas largas en células productoras de ácido, y la membrana celular. La mayor permeabilidad permite que el glutamato penetre fuera de la célula, y el glutamato dentro de la célula no puede alcanzar el nivel de regulación de retroalimentación, por lo que el glutamato puede sintetizarse de forma continua y preferencial.
Influencia de la glutamina Las sustancias que aumentan la permeabilidad de la membrana celular de las bacterias productoras de ácido se pueden dividir en dos categorías:
Una es la biotina, el ácido oleico y los tensioactivos, que función para provocar cambios en la composición o cantidad de ácidos grasos de la membrana celular, especialmente cambia el contenido de ácido oleico, cambiando así la permeabilidad de la membrana celular;
El otro tipo es la penicilina, que inhibe la reticulación de cadenas peptídicas en la síntesis del peptidoglicano de la pared celular Dado que la membrana celular pierde la protección de la pared celular, la membrana celular sometida a daño físico, la permeabilidad aumenta.
Además, el control metabólico también incluye. controlar el metabolismo de las ramas, eliminar la inhibición por retroalimentación y la inhibición por retroalimentación de los productos finales, etc.
Tres, ahora existen las características principales de las bacterias productoras de glutamato
A partir de los resultados de la identificación y clasificación bacteriana , las bacterias productoras de glutamato existentes pertenecen al género Bacterium, Brevibacterium, Microbacterium y Arthrobacter, pero aún tienen muchas características similares en términos de morfología y fisiología. En resumen, tienen principalmente las siguientes características.
(1) La morfología celular es esférica, con forma de bastón o incluso con forma de bastón corto.
(2) Tinción de Gram positiva, sin esporas, sin flagelos e inmóvil.
(3) Todos son microorganismos aeróbicos.
(4) Todos tienen deficiencia de biotina.
(5) Fuertemente positivo para ureasa.
(6) no descompone almidón, celulosa, aceite, caseína, gelatina, etc.
(7) Durante la fermentación, las células bacterianas experimentan cambios morfológicos evidentes y, al mismo tiempo, cambia la permeabilidad de la membrana celular.
(8) La actividad del sistema enzimático de reacción de fijación de CO2
Fuerte.
(9) La actividad de la isocitrato liasa falta o es débil, y el ciclo del glioxilato es débil.
(10) La capacidad de oxidación del α-cetoglutarato falta o es débil. .
(11) La capacidad de la coenzima II reducida (NADPH2) para ingresar a la cadena respiratoria es débil.
(12) Citrato sintasa, acónito e isocitrato deshidrogenación La enzima y el glutamato La deshidrogenasa tiene una fuerte actividad.
(13) Puede utilizar ácido acético pero no puede utilizar parafina.
(14) Tiene la capacidad de filtrar ácido glutámico al medio ambiente.
(15) No descompone ni utiliza ácido glutámico, y puede soportar altas concentraciones de ácido glutámico, produciendo más del 5% de ácido glutámico.
Sección 5 Mecanismo de fermentación de antibióticos
Secundario metabolito---(metabolito secundario)
Catabolismo: Degradación de diversas fuentes de carbono, fuentes de nitrógeno y otras sustancias absorbidas del medio ambiente para proporcionar energía y energía para las actividades vitales de las células, como las moléculas intermedias pequeñas. TCA, EMP y HMP, etc.
Anabolismo: uso de la energía y los intermediarios del catabolismo para sintetizar sustancias monoméricas como aminoácidos y ácidos nucleicos, y polímeros como proteínas, ácidos nucleicos y polisacáridos.