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第8章代谢控制育种概念：在了解代谢产物生物合成途径、遗传控制和代谢调节机制的基础上，设计对特定突变型的筛选（定向选育），选育出解除正常代谢调节、或绕过微生物正常代谢途径的突变株，从而人为地使有用代谢产物选择性地大量合成和积累1 初级代谢的调节控制1.1 酶合成的调节诱导（induction）：促进酶合成的调节阻遏(repression)：阻碍酶合成的调节组成酶(constitutive enzyme)：细胞完成基本生物功能常备的酶类诱导酶(induced enzyme)：细胞为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的酶类1.1.1 酶合成调节的类型1.1.1.1 诱导诱导物：能促进诱导酶产生的物质，是酶的底物或其结构类似物同时诱导：当诱导物存在时，微生物同时合成几种诱导酶顺序诱导：当诱导物存在时，微生物先合成能分解此物的酶，再依次合成分解各种中间产物的酶1.1.1.2 阻遏1.当代谢途径中某物质过量时，通过阻碍代谢途径中包括关键酶在内的一系列酶的合成，从而彻底地控制代谢和减少该物质的合成。
2.末端产物阻遏（end-product repression）:由于某代谢途径末端产物过量积累而引起的阻遏3.分解代谢物阻遏（catabolite repression）:当有两种C/N源分解底物同时存在时，细胞优先利用分解快的底物，并阻遏合成利用慢的底物的相关酶的合成4.分解代谢物阻遏实质是分解代谢反应链中的某些中间代谢物或末端产物过量积累而阻遏代谢途径中一些酶合成的现象5.葡萄糖效应：当葡萄糖和乳糖同时存在时，微生物优先利用葡萄糖，并于葡萄糖耗尽后，才开始利用乳糖，出现“二次生长”。
葡萄糖的存在阻遏了分解乳糖酶系的合成1.1.2 酶合成调节的机制1.操纵子：一组功能上相关且紧密连锁的基因。
由启动基因、操纵基因和结构基因组成2.启动基因(promoter):依赖于DNA的RNA聚合酶结合位点3.操纵基因(operator):能与调节蛋白结合，阻遏转录4.结构基因(structural gene): 编码多肽基因5.调节基因（regulator gene):位于相应操纵子附近，编码组成型调节蛋白(regulatory protein),此蛋白为变构蛋白，存在与操纵基因结合的位点，以及与效应物结合的位点6.效应物(effector):一类低分子量的信号物质，如诱导物（inducer)和辅阻遏物（corepressor）7.调节蛋白有两类,一类称为阻遏物(repressor),他能与操纵基因结合，阻遏转录，但当与诱导物结合时，则不能与操纵基因结合，转录发生；另一类称为阻遏物蛋白（aporeperssor）,只有与辅阻遏物结合后，才能与操纵基因结合，阻遏转录8.诱导型操纵子：当诱导物存在时，其转录频率才最高，并随后转译出大量诱导酶，出现诱导现象，如乳糖、半乳糖和阿拉伯糖分解代谢操纵子9.阻遏型操纵子：只有当缺乏辅阻遏物时，其转录频率才最高。
代谢调控及育种代谢调控及育种代谢调节控制育种通过特定突变型的选育，达到改变代谢通路、降低支路代谢终产物的产生或切断支路代谢途径及提高细胞膜的透性，使代谢流向目的产物积累方向进行。
一、克服反馈抑制和反馈阻遏的调控克服反馈调节，可从以下两方面着手：降低末端产物浓度；应用抗反馈突变株1、降低末端产物浓度（1）营养缺陷型的利用A、在直线式生物合成途径中营养缺陷型突变株的代谢流受阻，末端产物减少，解除了末端产物参与的反馈调节，可使代谢途径中的某一中间产物积累。
一个典型的例子是谷氨酸棒状杆菌的精氨酸缺陷型突变株进行鸟氨酸发酵(，由于合成途径中酶6(氨基酸甲酰转移酶)的缺陷，必须供应精氨酸和瓜氨酸，菌株才能生长，但是这种供应要维持在亚适量水平，使菌体达到最高生长，又不引起终产物对酶②(N—乙酰谷氨酸激酶)的反馈抑制，从而使鸟氨酸得以大量分泌累积。
B、利用营养缺陷型积累分支代谢途径中的中间产物营养缺陷型突变导致协同反馈调节某一分支途径的代谢阻断，使这一分支途径的终产物不能合成。
若控制供应适量的这一终产物，满足微生物生长，将使合成代谢流向另一分支途径，有利于另一终产物的大量积累。
例如，谷氨酸棒杆菌生物素缺陷型是以葡萄糖或醋酸作为碳源，棒状杆菌经诱变处理后，基因发生突变，不能合成相应的酶，导致乙酰辅酶A和生物素之间的合成反应受到阻断，切断了支路代谢，代谢只能向着谷氨酸合成方向进行，因而产量得到累积。
又如硫胺素缺陷型是在α-酮戊二酸与硫胺素之间的反应发生阻断，也使谷氨酸产量大幅度增加。
又如次黄嘌呤核苷酸产生菌，是棒杆菌和短杆菌的腺嘌呤缺陷型菌株，其合成途径中酶③失活，控制限量补给腺核苷酸，可解除腺核苷对酶①的反馈调节，由于腺核苷酸和鸟核苷酸对酶①协同反馈调节，故代谢流偏向鸟苷酸这一分支途径C、利用营养缺陷型积累分支代谢途径中的末端产物工业上应用的重要例子是赖氨酸发酵。
我国工业生产赖氨酸曾是一株高丝氨酸缺陷型菌株，由生产谷氨酸北京棒状杆菌ASl．299ASl 299经硫酸二乙酯处理后获得的。
