微生物概论

名词解释

1、微生物工程：是微生物学与工程学有机结合的产物，是研究和发展微生物产业的有用产

品和有益活动的学科。微生物工程也称之为微生物发酵工程。P3

2、微生物：是存在于自然界的一群体积微小、结构简单、肉眼直接看不见、必须借助于光

学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍甚至数万倍才能看到的微小生物.P4 3、初级代谢和初级代谢产物：一般把具有明确的生理功能，对维持生命活动不可缺少的物

质代谢过程，成为初级代谢。相应的代谢产物称为初级代谢

产物，如氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸和维生素等。P96 4、次级代谢和次级代谢产物：把一些没有明确的生理功能，似乎并不是维持生命活动所必

须的物质的代谢过程称为次级代谢，相应的代谢产物称为次

级代谢产物。如某些色素、抗生素、毒素和生物碱等。P96 5、分解代谢物阻遏：可被组成酶快速利用的基质，阻遏了分解利用基质梅的合成。（笔记）

当培养基中同时存在两种碳源（氮源）时，能够被微生物优先利用的

碳源（氮源）会阻遏后利用的碳（氮）源有关酶的合成。P106

6、操纵子：指基因组DNA分子的一个片段，这个片段由编码酶蛋白的结构基因，用以操

纵结构基因表达的操纵基因，用以和RNA聚合酶结合的启动子和编码调节蛋

白的调节基因所组成。P106

7、末端产物的反馈抑制：是反馈调节的最重要方式，只要表现为代谢途径末端产物过量时

可反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性，促使整个反应过程

减慢或停止，从而避免末端产物的过多积累。P108

8、同工酶：是指结构不同，而作用于同一底物，催化同一反应，并能分别受不同末端产物

反馈调节的酶。P108

9、能荷：即是指细胞中A TP、ADP和AMP系统中可为代谢反应提供能的高能磷酸键的量

度。P110

10、抗生素:是生物（包括微生物、植物、动物）在其生命活动中产生的或用其他方法获得

的一种能在地位浓度下选择性地抑制或影响他种生物生命的次级代谢产物或其

人工衍生物。P322

11、半合成抗生素：指用化学或生物化学方法，改变天然抗生素的化学结构，或引入特定的

功能基团获得具有各种优越性能的新抗生素或其衍生物的总称。P357 12、微生物的呼吸临界氧浓度：既不影响呼吸的最低氧浓度，即为C C。P400

问答题

1、请图示说明乳糖操纵子（诱导型）P106-107

大肠埃希氏菌的乳糖操纵子位于大肠

埃希氏菌染色体图谱的第8分处，长

约6.5kb，由1个启动子（p）、1个操

纵基因（o）和3个结构基因lacZ、lacY

和lacA所组成。位于启动子上有的调

节基因（lacI）也位于操纵子内。3个

结构基因分别编码β-半乳糖苷酶

（Z）、乳糖渗透酶（Y）和硫代半乳糖

苷转乙酰基酶（A）。由lacI所编码的

调节蛋白又称为阻遏物。启动子（p）是RNA聚合酶结合区，操纵基因（o）是阻遏物与结合的微点，两者都不编码任何蛋白。

2、请图示说明分解代谢物阻遏分子水平机制（阻遏型）P107

大肠埃希氏菌利用乳糖需要有cAMP与它的受体蛋白（DRP）形成的复合物存在，而葡糖糖的分解代谢产物能抑制cAMP的合成，从而间接阻遏了乳糖分解酶的合成。？

3、次级代谢途径与初级代谢途径之间有何关系P114

微生物初级代谢与次级代谢的关系

答案一！

联系：

?1）初级代谢是次级代谢的基础，因为它可以为次级代谢产物合成提供前体物和为次级代谢产物合成提供所需的能量；

?2）次级代谢是初级代谢在特定条件下的持续与发展，避免初级代谢过程中某种中间体或产物过量积累对机体产生的毒害作用；

?3)初级代谢产物合成中的关键性中间体也是次级代谢产物合成中的重要中间体物质。

区别：

?1)初级代谢是一类普遍存在于各类生物中的一种基本代谢类型；次级代谢只存在于某些生物当中，并且代谢途径和代谢产物因生物不同而不同，就是同种生物也会因培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。

?2)初级代谢产物以及由它们组成的各种大分子聚合物通常都是机体生存必不可少的物质；次级代谢产物不是机体生存必需的物质。

?3)初级代谢过程与微生物生长呈平行关系；次级代谢过程与微生物生长不呈现平行关系，分为机体的生长期和次级代谢产物的形成期。

?4)两种代谢产物的类型及其对产生菌本身的生理作用明显不同。

?5)两种代谢类型对环境变化的敏感性或遗传稳定性不同。

?6)催化两种代谢产物合成的酶的专一性不同。

答案二！

1）次级代谢产物以初级代谢产物为前体，并受初级代谢的调节。

2）次级代谢产物一般在菌体生长后期合成。初级代谢贯穿于生命活动的始终，与菌体生长平行进行，而次级代谢一般只是在菌体对数生长后期或稳定生长期进行。

3）次级代谢酶的专一性低。与初级代谢相比，催化次级代谢的某些酶的专一性较低。由于初级代谢酶的专一性高，当代谢途径中某一酶失活后，它所催化的某步反应便不能进行，被阻遏反应前面的物质便积累起来。而催化次级代谢反应的酶对底物分子中被取代的各种功能基团不太敏感，一条途径中缺失某一个酶后，该酶反应前面的物质并不积累，反应顺序后面的酶仍能起作用，产生出一个分支代谢产物。

4)次级代谢产物的合成具有菌株特异性。初级代谢是普遍存在于所有微生物体内，其代谢产物的合成途径也基本相似，次级代谢产物的合成则明显不同。

5)次级代谢与质粒的关系。次级代谢产物种类繁多，而且菌株产生次级代谢常务能力的消失不影响菌株的正常生长。这与质粒控制着抗生物的合成有关。

4、氨基酸代谢控制发酵的基本策略：（课本374）

◆ 1 控制细胞渗透性，降低终产物在胞内的浓度

(1）营养缺陷型突变株的选育可改变细胞膜透性：生物素缺陷型突变株，油酸缺陷型突变株，甘油缺陷型突变株

(2）.温度敏感型突变株的选育

（3）.采用“强制控制工艺”，实现细胞膜渗透性的改变

添加青霉素，头孢霉素C ，表面活性剂（吐温60）

◆ 2 解除各种反馈抑制和阻遏，有利于目标氨基酸产量的提高

1)代谢途径的中间代谢产物，产生的反馈抑制和阻遏

①营养缺陷突变株的选育：瓜氨酸缺陷型突变株

②渗漏突变株的选育：瓜氨酸渗漏突变株

2)代谢途径中终产物的反馈抑制与阻遏作用

?抗类似物突变株的选育

?精氨酸生物合成：D-精氨酸抗性突变株

精氨酸氧肟酸盐突变株

◆ 3 通过增加前体物的合成，有利于目的氨基酸的大量积累

1)在分支途径中，切断除目的产物外的其他控制共用酶的终产物分支合成途径，增多目的

产物的前体，使目的产物的产量提高。

2)目的产物的生物合成是从别的终产物开始时，除设法解除目的产物自身合成的反馈调节

外，也应设法解除对其前体合成的调节。

?通过对氮代谢的调节，切断目标氨基酸的被分解利用

?通过基因工程技术，构建理想的工程菌株

?控制发酵过程的环境条件，最终实现高产目标

◆ 4 通过对氮代谢的调节，切断目标氨基酸的被分解利用

◆ 5 通过基因工程技术，构建理想的工程菌株

◆ 6 控制发酵过程的环境条件，最终实现高产目标

5、谷氨酸合成的调节机制P378

①代谢调节控制；②细胞膜通透性的特异调节；③发酵条件的适合。

◆优先合成与反馈调节

1、优先合成：谷氨酸比天冬氨酸优先合成，谷氨酸合成过量后，抑制和阻遏作用，转向天冬氨酸。

2、谷氨酸脱氢酶的调节：谷氨酸对其具有反馈抑制和反馈阻遏作用

3、柠檬酸合成酶的调节：谷氨酸，顺乌头酸

4、异柠檬酸脱氢酶的调节：氧化还原共扼反应

5、谷氨酸生产菌中，a酮戊二酸脱氢酶先天性丧失或缺失。

6、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶受到到天冬氨酸的反馈抑制，受到天冬氨酸和谷氨酸的反馈阻遏。

7. 糖代谢的调节

能荷调节：A TP 对激活或解除催化糖类分解的酶的作用。

生物素的调节

8. 氮代谢的调节

◆控制细胞膜的通透性

1）提高细胞膜的谷氨酸通透性：控制磷脂的合成；使细胞膜受损（如表面活性剂) 青霉素损伤细胞壁，间接影响细胞膜

2）控制磷脂形成：生物素缺陷型控制磷脂含量；添加表面活性剂，饱和脂肪酸等；

油酸缺陷型；甘油缺陷型

6、谷氨酸发酵工艺

1 菌种

产生菌株特点：革兰氏阳性；不形成芽胞；

没有鞭毛，不能运动；需要生物素作为生长

因子；在通气条件下才能产生谷氨酸。

谷氨酸生产菌的主要生化特点

①α-酮戊二酸脱氢酶活性极低或缺失②谷

氨酸脱氢酶活性很高，不被高浓度的谷氨酸

抑制③细胞膜对谷氨酸的通透性高

1)淀粉水解糖的制备

酸法制水解糖液

n1、调浆：干淀粉用水调成10-11Bx

的淀粉乳，加盐酸0.5-0.8％至

pH1.5。

n2、糖化：蒸汽加热，加压糖化25min。

冷却至80℃下中和。

n3、中和：烧碱中和，至pH4.0-5.0

n4、脱色：活性炭脱色和脱色树脂。

活性炭用量为0.6-0.8％，在70度及酸性条件下搅拌后过滤。

酶法制水解糖液：以大米或碎米为原料时采用

n大米进行浸泡磨浆，再调成15Bx，调pH6.0，加α-淀粉酶85 ℃液化30min，加糖化酶60 ℃糖化24h，过滤后可供配制培养基。

糖蜜原料：不宜直接用来作为谷氨酸发酵的碳源，因含丰富的生物素。

n预处理方法：活性碳或树脂吸附法和亚硝酸法吸附或破坏生物素。也可以在发酵液

中加入表面活性剂吐温60或添加青霉素。

2)菌种扩大培养

n1、斜面培养：主要产生菌是棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属、节杆菌属。

我国各工厂目前使用的菌株主要是钝齿棒杆菌和北京棒杆菌及各种诱变株。

生长特点：适用于糖质原料，需氧，以生物素为生长因子。

斜面培养基：蛋白胨、牛肉膏、氯化钠组成的pH7.0-7.2琼脂培养基，32℃培养18-24h。

n2、一级种子培养：由葡萄糖、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰组成。pH6.5-6.8。1000ml装200-250ml振荡，32℃培养12h。

n3、二级种子培养：用种子罐培养，料液量为发酵罐投料体积的1％，用水解糖代替葡萄糖，于32℃进行通气搅拌7-10h。种子质量要求：二级种子培养结束时，无杂菌或噬菌体污染，菌体大小均一，呈单个或八字排列。活菌数为108-109 /ml。

3)谷氨酸发酵

1、适应期：尿素分解出氨使pH上升。糖不利用。2-4h。

措施：接种量和发酵条件控制使其缩短。

2、对数生长期：糖耗快，尿素大量分解使pH上升，氨被利用pH又迅速下降。溶氧急剧下降后维持在一定水平。菌体浓度迅速增大，菌体形态为排列整齐的八字形。不产酸。12h。

措施：及时供给菌体生长必须的氮源及调节pH，在pH7.5-8.0时流加尿素；维持温度30- 32℃

3、菌体生长停止期：谷氨酸合成。

措施：提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4。大量通气，控制温度34-37 ℃。

4、发酵后期：菌体衰老，糖耗慢，残糖低。

措施：营养物耗尽酸浓度不增加时，及时放罐。

发酵周期一般为30h。

4)谷氨酸的提取

1、等电点法：操作简单，收率60％。周期长，占地面积大。

2、离子交换法：用阳离子交换树脂提取吸附谷氨酸形成的阳离子，再用热碱洗脱，收集相应流分，再加盐酸结晶。

7、大肠杆菌赖氨酸合成的

调节机制

8.2.3.2天冬氨酸族氨基酸生物

合成的代谢调节机制

细菌中天冬氨酸族氨基酸生物

合成途径是相同的，但是代谢调

节机制是多种多样的。

1、大肠埃希氏菌K12的天冬氨

酸族氨基酸生物合成的调节机

制

1)途径中的第一个酶——

天冬氨酸激酶(AK)是一个关键

酶，由3种同工酶组成。

AK I受苏氨酸的反馈抑制，受

苏氨酸和异亮氨酸的多价阻遏;AK II受蛋氨酸专一性的阻

遏;AKШ受赖氨酸专一性地抑制和阻遏。

2)天冬氨酸一β-半醛(ASA)脱氢酶，虽无变构调节作用，但它专一性受赖氨酸反馈抑制。

3)通向赖氨酸方向:二氢吡啶二羧（DDP）合成酶受赖氨酸反馈抑制，二氨基庚二酸（DAP）脱羧酶的合成受赖氨酸反馈阻遏。

抑制，r造鱼二

4)通向苏氨酸和蛋氨酸方向:高氨酸脱氢酶（HD) 有二种同工酶。HDI受苏氨酸

反馈抑制;HD II受蛋氨酸的反馈阻遏。而且发现AK I与HD I , AK II与HD II分别为由同

一蛋白质携带的双功能酶。高丝氨酸激酶受苏氨酸的反馈阻遏。

5)通向异亮氨酸方向:苏氨酸脱氢酶受异亮氨酸反馈抑制和阻遏。

关键酶

天冬氨酸激酶（AK)

变构酶；受到两种终产物的抑制；协同反馈抑制

高丝氨酸脱氢酶，DDP合成酶

前者酶活大于后者酶活15倍；

高丝氨酸脱氢酶受苏氨酸反馈抑制；

DDP合成酶受到亮氨酸的代谢互锁作用

琥珀酰高丝氨酸合成酶，高丝氨酸激酶

?前者酶活高于后者酶活；琥珀酰高丝氨酸合成酶受到蛋氨酸的反馈抑制

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶

?PC 活性受到天冬氨酸抑制

?谷氨酸存在抑制作用加强

?乙酰辅酶A 具有逆转作用

8、赖氨酸生产菌的育种途径（课本383）

（1）、解除反馈调节

3个关键酶：磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶；DDP合成酶；天冬氨酸激酶（AK)

①天冬氨酸激酶反馈调节的脱敏；

②磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的脱敏与激活。

（2）、优先合成转换、切断或减弱支路代谢（增加前体物质的合成）

选育营养缺陷型；高丝氨酸渗漏缺陷型（HSE1)或者营养缺陷型(HSE-)

（3）增加前体物质的合成和阻塞副产物生成（增加前体物质的合成）

?选育丙氨酸缺陷型；选育抗天冬氨酸结构类似物的突变株；选育适宜的二氧化碳固定酶/TCA循环酶活性比的突变株

a、选育氟代丙酮酸敏感突变株

b、高浓度生物素激活PC

c、选育在琥珀酸为唯一碳源生长的突变株

（4）解除代谢互锁（增加前体物质的合成）

选育亮氨酸缺陷型菌株；选育抗亮氨酸结构类似物的菌株；选育对苯醌或喹啉衍生物敏感性的突变株

（6）改善细胞膜的通透性

(7）选育不分解利用赖氨酸的突变株

(8）应用细胞工程和遗传工程育种（可不记）

(9）防止高产菌株的回复突变（可不记）

9.青霉素的抑菌机制

作用于青霉素结合蛋白（PBPs），抑制细菌细胞壁的合成，菌体失去渗透屏障而膨胀、裂解，同时借助细菌的自溶酶溶解而产生抗菌作用。

ps：β－内酰胺类抗生素分子由于在空间构型上与上述肽聚糖生物合成最终步骤转肽反应底物C端D-丙氨酰－D丙氨酸部分类似，因而能够同位于细胞膜上参与上述转肽反应的酶共价结合，使其失去活性，导致细菌细胞不能形成完整的细胞壁，并因细胞缺损、破裂和细胞质渗漏而死亡。这些能与β－内酰胺类抗生素共价结合的酶就是青霉素结合蛋白。

10.β-内酰胺抗生素代谢的主要调节机制

（青霉素的生物合成及代谢调节机制）

前体L－a－氨基己二酸，L －半胱氨酸，L－缬氨酸

碳源调控: 产黄青霉生成青霉素在很大程度受到葡萄糖和蔗糖的调控。乳糖是生产青霉

素最好碳源。

葡萄糖的阻遏方式：

1)阻遏产黄青霉三肽合成酶（ACVS）和异青霉素N合成酶（IPNS）生成。

2)导致产黄青霉的乙酰辅酶A合成酶失活，侧链前体活化受阻。

3)降低了a 氨基己二酸产量。

4)与6-氨基青霉烷酸（6-APA）之间形成复合物。

pH 调控:在构巢曲霉和其他真菌中存在控制胞外通透酶和其他细胞过程的pH调控回

路

产黄青霉中，碱性pH 对pcbAB（三肽合成酶），pcbC（异青霉素N合成酶）和penDE(酰基辅酶A:异青霉素N酰基转移酶）转录只产生小的刺激作用。

氮的调控

1)产黄青霉合成青霉素受到铵离子浓度的抑制。

2)NH4＋浓度增加，谷氨酰胺浓度增加，谷氨酸浓度降低，青霉素产量降低。

3)铵离子阻遏产黄青霉青霉素合成酶基因的表达。NH4＋直接阻遏pcbAB（三肽合成酶），

pcbC（异青霉素N合成酶）基因的表达。

氨基酸的调控

1)赖氨酸降低青霉素的发酵效价

2)缬氨酸，高产青霉素菌株的乙酰羟基合成酶部分脱敏

3)蛋氨酸对头胞C的合成具有诱导

磷酸盐的调节

1)磷酸盐强化葡萄糖的阻遏作用；对头孢菌素C合成中的酶产生负调控作用。可通过加

入过量的Fe2+抵消。

2)磷酸盐不足或过量，都将影响带小棒链霉菌生物合成头霉素。10-25mmol/L的磷酸盐既

能支持带小棒链霉菌正常生长，同时又适合于生物合成头霉素。

硫调控

高浓度硫酸盐阻遏低产产黄青霉菌株硫酸盐通透酶而影响摄取。

11.细胞膜的渗透性对氨基酸发酵有哪些影响？有哪些常用的方法可

以改变细胞膜的渗透性？

改变细胞膜渗透性的常用方法：控制细胞渗透性，降低终产物在胞内的浓度(1）.营养缺陷型突变株的选育可改变细胞膜透性：生物素缺陷型突变株，油酸缺陷型突变株，甘油缺陷型突变株

(2）.温度敏感型突变株的选育

（3）.采用“强制控制工艺”，实现细胞膜渗透性的改变

添加青霉素，头孢霉素C ，表面活性剂（吐温60）

12.青霉素生产工艺

1.菌种

常用菌种为产黄青霉(Pen chrysogenum)。常用的绿色丝状菌。

2.种子扩大培养及发酵工艺流程：

3.培养基

(1) 碳源青霉素能利用多种碳源如乳糖、蔗糖、葡萄糖等。目前普通采用淀粉经酶水解的

葡萄糖糖化液(DE值50%以上)进行流加。

(2)氮源可选用玉米浆、花生饼粉、精制棉籽饼粉或麸质粉，并补加无机氮源。

(3)前体为生物合成含有苄基基团的青霉素G，需在发酵中加入前体如苯乙酸或苯乙酰胺。

由于它们对青霉菌有一定毒性，故一次加入量不能大于0.1%，并采用多次加入方式。

(4)无机盐包括硫、磷、钙、镁、钾等盐类。铁离子对青霉菌有毒害作用，应严格控制发

酵液中铁含量在30μM以下。

4.发酵培养控制

1)加糖控制加糖的控制是根据残糖量及发酵过程中的pH。或最好是根据排气中CO2

及O2量来控制。一般在残糖降至0.6%左右、pH上升时开始加糖。

2)补氮及加前体补氮是指加硫酸铵、氨或尿素，使发酵液氨氮控制在0.01%-0.05%。

补前体以便发酵液中残余苯乙酰胺浓度为0.05%-0.08%。

3)pH控制对pH的要求视不同菌种而异，一般为6.4-6.6。可以加葡萄糖来控制pH。

当前趋势是加酸或碱自动控制pH。

4)温度控制一般前期25-26℃，后期23℃以减少后期发酵液中青霉素的降解破坏。

5)通气与搅拌抗生素深层培养需要通气与搅拌，一般要求发酵掖中溶解氧量不低于饱和

情况下溶解氧的30%。通气比一般为1：0.8v/v/min。搅拌转速在发酵各阶段应根据需要而调整。

6)泡沫与消沫在发酵过程中产生大量泡沫。可以用天然油脂如豆油、玉米油等或用化

学合成消沫剂“泡敌”(环氧丙烯环氧乙烯聚醚类)来消沫。应当控制其用量并少量多次加入，尤其在发酵前期不宜多用。否则，会影响菌的呼吸代谢。

5.青霉素的提取

(1)过滤：青霉素发酵液过滤宜采用鼓式真空过滤器，过滤前加去乳化剂并保温。

(2) 提炼：采用溶媒萃取法。

(3) 脱色：脱色、过滤。

(4) 共沸蒸馏或直接结晶：国际上普遍采用丁醇共沸结晶法生产注射品。

半合成抗生素：是指用化学或生物化学方法、改变天然抗生素的化学结构，或引入特定的功能基团获得具有各种优越性能的新抗生素或其衍生物的总称。

半合成青霉素

●以6-APA为母核加入不同的侧链可合成耐酸、耐酶、广谱、抗绿脓杆菌广谱等几类●基本结构均含有母核-6-氨基青霉烷酸（6-aminopenicillanic acid,6-APA）

氨苄青霉素的生产方法

6-APA 及其生产方法：化学裂解法，微生物转化法

青霉素酰基酶：胞内酶（细菌）；胞外酶（真菌、放线菌）；可逆酶：碱性条件适宜水解，酸性条件适于缩合。

抗生素的工业生产

其工业生产过程如下：

菌种→孢子制备→种子制备→发酵→发酵液预处理→提取及精制→成品包装

1、菌种

2、孢子制备

3、种子制备

4、培养基的配制

5、发酵

6、发酵液的过滤和预处理

(1)发酵液的预处理

发酵液中的杂质如高价无机离子(Ca2+、Mg2+、Fe3+)和蛋白质在离子交换的过程中

对提炼影响甚大，不利于树脂对抗生素的吸附。如用溶媒萃取法提炼时，蛋白质的存在会产生乳化，使溶媒和水相分层困难。

?对高价离子的去除，可采用草酸或磷酸。如加草酸则它与钙离子生成的草酸钙还能促使蛋白质凝固以提高发酵滤液的质量。如加磷酸(或磷酸盐)，则既能降低钙离子浓度，也易于去除镁离子。如加黄血盐及硫酸锌，则前者有利于去除铁离子，后者有利于凝固蛋白质。此外，这二者还有协同作用。它们所产生的复盐对蛋白质有吸附作用。

?对于蛋白质，还可利用其在等电点时凝聚的特点而将其去除。因其羧基的电离度比氨基大，故很多蛋白质的等电点在酸性(pH 4.0-5.5)范围内。某些对热稳定的抗生素发酵液还可用加热法。使蛋白质变性而降低其溶解度。加热还能使发酵液粘度降低、加快滤速。如抗生素对热不稳定，则不应采用此法。

(2)发酵液的过滤

选用鼓式真空过滤机为宜，并在必要时在转鼓表层涂以助滤剂硅藻土。当转子旋转时，以刮刀将助滤剂连同菌体薄薄刮去一层，以使过滤面不断更新。

7、抗生素的提取

提取的目的是在于从发酵液中制取高纯度的符合药典规定的抗生素成品。

常用的抗生素提取方法：溶媒萃取法；离子交换法；沉淀法

8、抗生素的精制

这是抗生素生产最后工序。对产品进行精制、烘干和包装的阶段要符合“药品生产管理规范(即GMP的规定) 。

抗生素生物合成的代谢调节类型

诱导调节

?基因水平的调节；

?参与抗生素生物合成的酶大多数是诱导酶：

甘露糖链霉素酶：甘露糖链霉素→链霉素＋甘露糖甘露聚糖

头孢霉素C合成酶：甲硫氨酸及其结构类似物（正亮氨酸）

?具有诱导作用的物质只有在生长期末期加入时才有作用。

反馈调节

?抗生素本身的积累就起反馈调节作用；

?初级代谢产物受到反馈调节必然影响次级代谢产物的合成；

?初级代谢产物的末端产物能反馈抑制共用途径中某些酶的活性，从而影响抗生素的生物合成。

碳代谢物的调节作用

?碳分解代谢物的阻遏作用：抗生素产生菌一般在细胞生长期之后，才进入次级代谢产物合成阶段

?青霉素发酵中加入葡萄糖，有利于菌体生长，却抑制青霉素的合成；

?新霉素产生菌雪白链霉菌只有在柠檬酸消耗完之后，才开始利用葡萄糖合成新霉素。

?措施：加入缓慢代谢的碳源；

流加；

以缓慢释放营养物的颗粒作碳源；

筛选不受过量碳源阻遏的突变株。

氮代谢物的调节作用

?某些抗生素的合成受氨盐和其它能被微生物迅速利用的氮素营养物质的抑制。

?黄豆饼粉在抗生素发酵工业中常是首选的氮源物质。

磷酸盐调节

?磷酸盐会抑制抗生素的合成：亚适量

?原因：

1）影响抗生素合成中磷酸酯酶的活性及前体形成中某些酶的活性从而抑制次级代谢产物前体的形成；

2）阻遏次级代谢产物合成中某些关键酶的合成；

3）抑制碱性磷酸酯酶的合成；

4）改变菌体能荷状态。