补充材料-提高初级次级代谢产物产量的方法
发酵工程考试重点整理
第一章名词解释1. 发酵:利用生物细胞(含动物、植物和微生物细胞)，在合适的条件下，经特定的代谢途径转变成所需产物菌体体的过程。
2. 发酵工程：是以天然生物体和人工修饰的生物体为加工对象，集现代化高新技术为一体，生产产品或服务于人类社会的一种工程技术。
3. 生物工程：广义上说是指运用生物科学知识及工程学的原理，开发利用生物材料为人类社会提供产品和服务的工程技术。
狭义上是指以基因工程技术为核心的现代生物技术的总称。
4. 生物催化剂：指传统发酵所利用的微生物外，还包括现在生物技术所利用的动植物细胞或细胞中的酶。
简答题1.发酵过程的特点答：①发酵生产过程通常都是在常温常压下进行，一般操作条件比较温和，各种设备不必考虑防爆问题，对设备要求相对较低，还可是一种设备具有多种用途；②发酵生产所用的原料主要以农副产品及其加工产品，如玉米、淀粉、豆饼、玉米浆、酵母膏、牛肉膏等为主，基本属于可再生的生物资源范畴；③发酵过程中的反应以生命体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够像单一的反应一样在单一的生物反应器中进行；④发酵工业与其它工业相比，相对投资较少，见效较快，具有经济和效能的统一性。
2.发酵工业生产流程答：发酵工业的生产过程主要包括以下环节，①原料预处理；②发酵培养基的配制和灭菌；③无菌空气的制备；④微生物种子的制备；⑤发酵过程的操作方式；⑥发酵产品及分离提纯工艺。
3.发酵工业发展的历史进程、重要历史阶段和典型技术答：①天然发酵阶段从史前到19世纪，人们不了解发酵的本质，仅利用自然发酵现象制作各种饮料酒和发酵食品，主要技术为酿酒技术；②纯培养技术的建立主要为19世纪末到20世纪30年代，以德国利斯特.柯赫完成了细菌纯培养技术；③通气搅拌发酵技术的建立从1929年开始到942年青霉素发酵生产的成功；④代谢控制发酵和现代发酵技术的发展从1956年到现在以日本木下祝郎发明了代谢控制发酵技术，使谷氨酸发酵生产实现产业化。
次级代谢产物菌种改良的策略和手段
次级代谢产物菌种改良的策略和手段随着生物技术的不断发展，菌种改良已成为一项重要的研究领域。
次级代谢产物是一类具有重要生物活性的化合物，如抗生素、抗肿瘤药物等，其生产菌种的改良对于提高产量、改善品质具有重要意义。
本文将从策略和手段两个方面，探讨次级代谢产物菌种改良的现状和未来发展趋势。
一、策略1. 遗传改造策略遗传改造是次级代谢产物菌种改良的主要策略之一。
通过基因工程技术，可以对次级代谢产物生产途径中的关键基因进行改造，从而提高产量或改善品质，如利用代谢工程技术改造链霉菌，成功产生了具有更高抗生素活性的链霉素。
2. 代谢调控策略代谢调控是次级代谢产物菌种改良的另一种重要策略。
通过调控代谢途径中的关键酶活性，可以实现对次级代谢产物生产的调控。
例如，利用反义RNA技术抑制酪氨酸合成酶的表达，可以提高链霉素的产量。
3. 发掘新菌种策略发掘新菌种也是次级代谢产物菌种改良的一种策略。
通过从自然环境中发掘新菌株，可以获得更高产量、更优质的次级代谢产物生产菌株。
如发掘到具有更高抗生素活性的链霉菌菌株，可以用于链霉素的生产。
二、手段1. 基因工程技术基因工程技术是次级代谢产物菌种改良的关键手段之一。
通过基因克隆、基因敲除、基因编辑等技术，可以对次级代谢产物生产途径中的关键基因进行改造，从而提高产量或改善品质。
2. 代谢工程技术代谢工程技术是次级代谢产物菌种改良的另一种重要手段。
通过调控代谢途径中的关键酶活性，可以实现对次级代谢产物生产的调控。
如调控链霉菌菌株中链霉素合成途径中的关键酶活性，可以提高链霉素的产量。
3. 发掘新菌种技术发掘新菌种技术是次级代谢产物菌种改良的另一种重要手段。
通过从自然环境中发掘新菌株，可以获得更高产量、更优质的次级代谢产物生产菌株。
如从土壤中发掘到具有更高抗生素活性的链霉菌菌株，可以用于链霉素的生产。
三、发展趋势1. 高通量筛选技术的应用高通量筛选技术的应用将成为次级代谢产物菌种改良的重要发展趋势。
次级代谢产物菌种改良的策略和手段
次级代谢产物菌种改良的策略和手段随着生物技术的发展和应用，微生物代谢产物的研究逐渐受到人们的关注。
微生物代谢产物是微生物在生长过程中产生的化学物质，具有广泛的应用前景，例如药物、食品、化妆品等领域。
然而，许多微生物代谢产物的生产量较低，质量不稳定，限制了其应用。
因此，菌种改良成为解决这一问题的关键。
本文将介绍次级代谢产物菌种改良的策略和手段。
首先，我们将介绍次级代谢产物的产生机制和代谢途径，为后文的菌种改良提供基础。
然后，我们将讨论菌种改良的策略和手段，包括基因工程、基因组学、代谢工程、进化工程等。
最后，我们将探讨菌种改良在次级代谢产物生产中的应用前景。
一、次级代谢产物的产生机制和代谢途径次级代谢产物是微生物在特定的生长条件下产生的化合物，其产生与细胞生长无关。
次级代谢产物的产生机制与代谢途径十分复杂，目前尚未完全阐明。
一般来说，次级代谢产物的产生需要以下几个条件：（1）微生物处于一些特殊的生长状态，例如进入稳定期、营养不良、细胞密度高等；（2）微生物需要一定的营养物质和环境因素，例如氧气、碳源、氮源、金属离子等；（3）微生物需要特定的基因表达和调控机制，例如次级代谢基因簇的启动子、转录因子、调控蛋白等。
次级代谢产物的代谢途径也比较复杂，通常包括以下几个步骤：（1）前体合成：微生物通过基础代谢途径合成次级代谢产物的前体，例如糖、氨基酸、脂肪酸等。
（2）次级代谢基因簇启动：次级代谢基因簇启动子受到内外部信号刺激后，启动次级代谢基因的转录和翻译。
（3）次级代谢产物合成：次级代谢基因簇编码的酶催化前体分子，合成次级代谢产物。
（4）次级代谢产物修饰：次级代谢产物可能会经过修饰，例如糖基化、甲基化、酰化等。
（5）次级代谢产物转运和分泌：次级代谢产物需要通过转运蛋白和分泌蛋白从细胞内部运输到细胞外部。
二、菌种改良的策略和手段菌种改良是通过改变微生物的遗传信息和代谢途径，提高次级代谢产物的生产量和质量。
以下是常用的菌种改良策略和手段：1.基因工程基因工程是将外源基因或调控元件导入目标微生物中，以改变其代谢途径和产生目标化合物的量和质量。
发酵工艺学试题库完整
发酵工艺学试题库完整发酵工艺学题库一、名词解释1、发酵（广义）利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程，它包括厌氧培养的生产过程，以及通气（有氧）培养的生产过程。
2、生物转化生物细胞或其产生的酶能将一种化合物转化成化学结构相似，但在经济上更有价值的化合物。
3、菌落指微生物细胞在一定条件下，在固体培养基表面形成的肉眼可见的微生物群体。
若来自一个细胞，则为纯培养或称克隆。
4、酶活性调节是指一定数量的酶，通过其分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率。
5、激活在激活剂的作用下，使原来无活性的酶变成有活性，或使原来活性低的酶提高了活性的现象。
6、前（体）馈激活指代谢途径中后面的酶促反应，可被该途径中较前面的一个中间产物所促进。
7、反馈抑制（feedback inhibition）反馈抑制是指代谢的末端产物对酶(往往是代谢途径中的第一个酶)活性的抑制。
8、次级代谢是指微生物在一定的生长时期(一般是稳定生长期)，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动没有明确功能的物质的过程。
9、淀粉的溶解或液化淀粉糊化后，如果提高温度至130℃，由于支链淀粉的全部（几乎）溶解，网状结构彻底破坏，淀粉溶液的粘度迅速下降，变为流动性较好的醪液，这种现象称为淀粉的溶解或液化。
10、糖化以无机酸或酶为催化剂，在一定温度下使淀粉水解，将淀粉全部或部分转化为葡萄糖等可发酵性糖的过程。
11、前体物质指某些化合物加入到发酵培养基中，能被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，其自身结构并无多大变化，但产量却因前体的加入有较大提高。
12、抑制剂加入后会抑制某些代谢途径的进行，使另一途径活跃，从而获得人们所需要的某种代谢产物，或使正常代谢的某一代谢中间物积累。
13、灭菌用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。
14、微生物的热阻是指微生物在某一特定条件（主要是温度和加热方式）下的致死时间。
15、无菌空气是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会，此种空气称为“无菌空气”。
植物细胞培养生产次级代谢产物的影响因素与对策
植物细胞培养生产次级代谢产物的影响因素与对策植物细胞培养技术是将植物体的某一部分经过无菌处理，置于人工培养基上使其细胞增殖，进而按需要进行培养的技术。
利用植物细胞培养技术生产有用代谢产物，已成为继微生物技术以后当代生物技术重要的发展领域。
据不完全统计，我国已对400多种植物建立了组织和细胞培养体系，并从中分离出600多种代谢产物。
1外植体的影响同一植株不同部位的组织进行培养时，其产物或产物积累量不同。
银杏叶来源的愈伤组织黄酮含量为1.5%，茎段来源的愈伤组织为1.0%，而子叶来源的愈伤组织仅为0.3%。
Mischenko等[3]在茜草愈伤组织培养过程中发现，来源于叶柄和茎的愈伤组织蒽醌累积量比来源于茎尖和叶的愈伤组织高。
徐咏梅等对杜仲乔林与叶林2种栽培模式下树皮中次生代谢物的含量差异研究发现，乔林树皮中杜仲醇、总黄酮和杜仲胶的含量均比叶林树皮中的高，而叶林树皮中绿原酸、京尼平甙酸和桃叶珊瑚甙比乔林树皮中的高。
因此，利用植物细胞培养生产次生代谢物时，选择能诱导出疏松易碎、生长快速且具有较高次生代谢物合成能力的愈伤组织的外植体非常重要。
2培养基的影响2.1培养基种类在细胞培养中，愈伤组织生长和次生代谢物产生的最佳培养基一般是不一致的。
钟青平等研究不同培养条件下的栀子愈伤组织生长和栀子黄色素的产生时发现，B5、MG-5基本培养基有利于愈伤组织生长；M-9基本培养基有利于黄色素合成。
甘烦远等认为MC培养基对红花愈伤组织生长和生育酚的形成最有效。
因此在组织培养时可以采用二步培养法，根据生长及代谢的需要，调整基本培养基。
2.2培养基组分2.2.1碳源不同的培养细胞适合生长和次生代谢物积累的碳源种类不同。
郑穗平等，在研究玫瑰茄细胞生长和花青素生成时发现，蔗糖作为碳源，细胞的生长量高，葡萄糖作为碳源，细胞花青素的含量高。
赵德修等研究发现，5%蔗糖+1%葡萄糖组合对雪莲愈伤组织生长不仅有利，而且细胞中总黄酮的含量也最高。
植物次生代谢产物生产
优势:
投资小, 成本低; 使用安全, 植物细胞的培养条件简单, 易于成活; 便于进行遗传操作; 经转化后的目的细胞系易于储藏, 方便生产。
主要方法:
土壤农杆菌介导转化法; 重组病毒感染植株; 基因枪转化法; 花粉管通道转化法。
反义技术
• 反义技术：利用现代分子生物学技术, 将人工合成的反义
RNA 导入到植物基因组内, 与要抑制的代谢途径的关键酶基 因RNA 结合形成双链RNA 来阻断基因的正常表达, 进而促 进目的基因的表达。
次生代谢产物(secondary metabolites)是指植物体内的一大
类细胞生命活动或植物生长发育正常运行非必需的小分子 有机化合物，其产生和分布通常具有种属、器官、组织和 生长发育期的特异性，次生产物在植物中的合成与分解过 程称为次生代谢(secondary metabolism) 。
细胞培养核心理论依据：
提高植物细胞培养中次生代谢 产物产量的方法
前言
初生代谢(primary metabolism)是指能使营养物质转换成细
胞结构物质、维持细胞正常的生命活动或能量的代谢，初 生代谢的产物称为初生代谢产物(primary metabolites)， 如糖、蛋白质、脂类、核酸等。它们是维持细胞生命活动 所必需的。
发根培养
发根(hairy root)：是整体植物或其某一器官、组织(包括
愈伤组织)、单个细胞甚至原生质体受发根农杆菌感染所产 生的一种病理现象，它起源于单个细胞，形成多分支、生 长迅速的不定根。
优势：具有生长迅速且无需添加外源激素、拥有亲本植株的
特征次生代谢途径和遗传稳定性、处于分化状态等特点， 尤其是它的生长迅速和稳定性的特点是工业化生产梦寐以 求的，也是细胞培养和一般器官培养所不能兼备的。
代谢工程提高产量的方法
代谢工程提高产量的方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：代谢工程是一种利用现代生物技术手段来调控微生物代谢途径，从而提高产量的方法。
在工业生产中，代谢工程可以被广泛应用于生物制荂行、食品生产、药物合成等领域，通过对微生物代谢途径的调控，实现产物的高效合成和提高产量。
本文将探讨代谢工程在提高产量方面的作用和方法，希望能给相关领域的研究者提供一些参考。
一、代谢工程的作用代谢工程通过对微生物基因组的改造，调控其代谢途径，提高目标产物的合成效率和产量。
在传统工业生产中，通过代谢工程，可以实现优势微生物的基因组重组，使其在生长过程中能够更有效地利用底物合成所需的产物。
在食品工业中，代谢工程可以优化微生物发酵过程，提高食品的口感和品质。
在药物合成领域，代谢工程可以帮助合成更复杂的有机分子，提高药物的生产效率和质量。
二、代谢工程提高产量的方法1. 选择适合的微生物在进行代谢工程之前，首先要选择适合生产目标产物的微生物。
不同微生物的代谢途径和代谢产物可能存在差异，选择合适的微生物能够更好地实现产物的高效合成。
一些优势微生物如大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等被广泛应用于代谢工程中。
2. 基因组重组代谢工程的核心方法是对微生物基因组进行重组，调控其代谢途径。
通过基因敲除、添加以及调控，可以优化微生物的代谢途径，使其更有效地合成目标产物。
通过了解微生物基因组结构和功能，可以有针对性地进行基因组重组，实现产物的高效合成。
3. 代谢通路优化在进行代谢工程时，研究者可以通过调控微生物的代谢途径，优化产物的合成通路。
通过引入新的代谢途径或调控现有途径的酶活性，可以增加底物的利用率，提高产物的合成效率和产量。
此外，对代谢通路中的限速步骤进行优化，也可以进一步提高产物的合成效率。
4. 压力适应在进行代谢工程时，微生物可能面临外界环境不利的压力，如温度、酸碱度等变化。
研究者可以通过调控微生物的代谢途径，提高其对外界压力的适应能力。
通过优化微生物的生长环境，控制生产过程中的外部压力，可以保证产物的高效合成。
代谢工程提高产量的方法
代谢工程提高产量的方法
代谢工程是一种利用微生物或细胞工程来增加生物体内特定代
谢产物的生产量的技术。
要提高产量，可以从以下几个方面进行考虑：
1. 选择合适的宿主生物，选择适合生产目标产物的宿主生物，
如大肠杆菌、酵母菌、真菌等。
不同的宿主生物对不同代谢产物的
生产具有不同的优势和适应能力。
2. 优化代谢途径，通过代谢工程技术，可以通过基因工程手段
来增加目标产物的合成途径的通量，或者阻断竞争代谢途径，从而
增加目标产物的产量。
3. 增加底物供应，通过调控底物的供应，比如提高底物的浓度
或者改变底物的输入速率，可以增加代谢产物的产量。
4. 优化发酵条件，调节发酵条件，比如温度、pH、氧气供应等，可以提高微生物的生长速率和代谢产物的产量。
5. 利用蛋白工程技术，通过对相关酶的蛋白工程，比如改变酶
的底物特异性、活性或稳定性，可以提高代谢途径中的关键酶的催化效率，从而增加产物的生成速率和产量。
6. 使用高通量筛选技术，利用高通量筛选技术，比如代谢工程中常用的代谢通量分析、代谢产物检测等技术，可以快速筛选出高产量的菌株或细胞系。
综上所述，提高代谢工程产量的方法涉及到宿主生物的选择、代谢途径的优化、底物供应的增加、发酵条件的优化、蛋白工程技术的应用以及高通量筛选技术的运用。
通过综合运用这些方法，可以有效地提高代谢工程产量。
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第二节提高初级代谢产物产量的方法我们知道，初级和次级代谢产物在遗传控制、合成途径等方面存在差异的，因而获得发酵过量生产的方法也不同。
由于次级代谢产物的合成远离初级代谢的主要途径，微生物细胞对其合成控制较弱，因此，改变环境条件易于影响其表达，基因型改变后的产量变异幅度也较大，而初级代谢产物则与此相反。
这在选择提高代谢产物方法时应予考虑。
提高初级代谢产物产量的方法主要有以下几种：1.使用诱导物与糖类和蛋白质降解有关的水解酶类大都属诱导酶类，因此向培养基中加入诱导物就会增加胞外酶的产量。
如加入槐糖（1 , 2-P-D-葡二糖）诱导木霉菌的纤维素酶的生成，木糖诱导半纤维素酶和葡萄糖异构酶的生成等。
但诱导物的价格往往比较贵，经济上未必合算。
加入廉价的含有诱导物的原料，如槐豆荚等某些种籽皮中含有槐糖，玉米芯富含木聚糖，培养过程中可陆续被水解产生槐糖、木糖，这就是经常采用的方法。
但是，玉米芯等这类不溶性聚合物的分解过程缓慢，以其唯一碳源时，培养周期比较长，产品的体积生产率仍难大幅度提高。
可考虑先使微生物在廉价的可溶性碳源中迅速生长，形成大量菌体后，再加入诱导物诱导水解酶类生成的方法。
诱导物的浓度过高及能被迅速利用时，也会发生酶合成的阻遏，这在纤维二糖对纤维素酶的产生，对二糖对半纤维素酶生产中都已观察到，这也是使用诱导物时应予注意的。
2.除去诱导物——选育组成型产生菌在发酵工业中，要选择到一种廉价、高效的诱导物是不容易的，分批限量加入诱导物在工艺上也多不便，更为有效的方法是改变菌株的遗传特性，除去对诱导物的需要，即选育组成型突变株。
通过诱变处理，使调节基因发生突变，不产生有活性的阻遏蛋白，或者操纵基因发生突变不再能与阻遏物相结合，都可达到此目的。
迄今尚未见由于结构基因发生改变而得到组成型的报道。
已设计出多种选育组成型突变株的方法，其主要原则是创造一种利于组成型菌株生长而不利于诱导型菌株生长的培养条件，造成对组成型的选择优势以及适当的识别两类菌落的方法，从而把产生的组成型突变株选择出来。
例如把大肠杆菌半乳糖苷酶的诱导型菌株经诱变处理后，先后含乳糖的培养基中培养，由于组成型突变株半乳糖苷酶的合成不需诱导即能产生，因此可较诱导型的出发菌株较早开始生长，在一定时期内菌数的增加便较快，如持续进行培养时，由于诱导酶形成后，原菌株生长速率亦逐渐增加，这种选择性造成的差别就会减少，可用交替在乳糖、葡萄糖培养基中进行培养的方法。
两者利用葡萄糖时的生长速率是相同的，乳糖为碳源造成的组成型菌株的优势生长会持续下去，最后由平板分离就易于得到组成型突变株。
以乳糖为限制性生长因子进行连续培养时，生长速率较低的诱导型菌株就会被冲洗掉，也是利用了上述原理。
诱导型菌株不经诱变处理，利用其自发突变，用连续培养方法，也能得到组成型突变株。
在平板上识别组成型突变株的方法，主要是利用在无诱导物存在时进行培养，它能产生酶，加入适当的底物进行反应显示酶活加以识别。
经常使用酶解后可以有颜色变化的底物，便于迅速检出组成型菌落。
如甘油培养基平板中培养大肠杆菌时，诱导型菌株不产酶，组成型菌株可产生半乳糖苷酶。
菌落长出后喷布邻硝基苯半乳糖苷，组成型菌株的菌落由于能水解它而呈现硝基苯的黄色，诱导型则无颜色变化另如羧甲基纤维素被内切纤维素酶水解后，由于暴露出更多的还原性末端而能被刚果红所染色。
可由此方便地检出纤维素酶产生菌。
3.降解分解代谢产物浓度，减少阻遏的发生高分子的多糖、蛋白质等的分解代谢产物（如能被迅速利用的单糖、氨基酸以及脂肪酸、磷酸盐）都会阻遏分解其聚合物的水解酶类的生成。
因此用限量流加这类物质或改用难以被水解的底物的方法，都可减少阻遏作用的发生，而获得较高的酶产量。
但是由于它并未改变产生菌的遗传特性，只是暂时改变了酶的合成速率，因此结果往往不稳定。
更有效的方法是筛选抗降解物阻遏的突变株。
4.解除分解代谢阻遏——筛选抗分解代谢阻遏突变株从遗传学角度来考虑，如调节基因发生突变，使产生的阻遏蛋白失活，不能与末端分解代谢产物结合，或操纵基因发生使阻遏蛋白不能与其结合，都能获得抗分解代谢阻遏的突变株。
前者为隐性突变，后者为显性突变，都能由此导致酶的过量产生。
可以直接以末端代谢产物为底物来筛选抗阻遏突变株，如以葡萄糖、甘油为碳源筛选纤维素酶抗阻遏突变株。
但更多地是利用选育结构类似物抗性菌株的方法。
它所依据的机制是，结构类似物由于在分子结构上与分解代谢的末端产物相类似，因此它能与阻遏蛋白相结合，如调节基因发生突变而使阻遏蛋白不能与结构类似物结合，即出现抗性菌株。
由于分子结构上的类似，这种抗性菌株产生的阻遏蛋白也不能与正常的分解代谢产物相结合，即同时也具有对相应的分解代谢产物阻遏作用的抗性，而能导致相应酶类的过量生产。
由于结构类似物与正常代谢产物结构上的差异，它与阻遏蛋白的结合往往是不可逆的。
氨基酸类的结构类似物也不能用以合成具有正常功能的蛋白质，因此它在细胞中会达到较高的浓度。
这都是用结构类似物为底物筛选抗阻遏菌株，较之用正常的分解代谢末端产物更为有效的原因。
如果结构类似物与调节酶相结合，所获得的便是抗反馈抑制的抗性菌株。
筛选抗阻遏和抗反馈的双重突变则更易于获得高产菌株。
对一末端产物的生成途径了解的愈加清楚，就能定向选育多重突变株，而得到过量生产。
菌株选育中常用的结构类似物列于表4-1。
表中的类似物未区分其在作用机制上是抗阻遏或抗反馈，这是由于有的作用机制尚未完全弄清楚，有的则因菌种而异。
有些酶的合成可为铵盐、磷酸盐类所阻遏，用筛选对这类化合物的结构类似物有抗性的突变株的方法，也可达到脱阻遏的效果。
如构巣曲霉的蛋白酶的合成可为铵盐所阻遏，筛选抗甲基铵盐的抗性突变株，其蛋白酶合成即不为铵盐所阻遏。
表4-1结构类似物及代谢末端产物5•解除反馈抑制一一筛选抗反馈抑制菌株如上所述，在生物合成途径中广泛存在着反馈抑制调节——末端产物抑制合成途径（包括分歧途径）中第一个酶的活力，因此，降低末端产物的浓度就能积累代谢途径中间体，如同培养基中去除阻遏物一样，这种方法的实施比较困难，比较有效的方法是选育对末端产物有抗性的突变株。
如天门冬氨酸激酶是赖氨酸生物合成途径中的调节酶，有黄色短杆菌分离到对赖氨酸的类似物（ &氨基半胱氨酸）有抗性的突变株，它对天冬氨酸激酶的反馈抑制不敏感，赖氨酸的产量可达57mg/ml。
解除反馈抑制的另一种方法是选育营养缺陷型。
即筛选丧失了合成途径中某种酶，而必需提供某一中间代谢产物才能生长的突变株。
限量供给此中间产物就能降低或解除末端产物的反馈抑制，而获得另一种间产物的过量生产。
这在较简单的直线式合成途径中，已获得不少成功的实例。
谷氨酸经过乙酰谷氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸而合成精氨酸（图4-7）。
经诱变处理后得到的瓜氨酸营养缺陷型失去了催化鸟氨酸合成瓜氨酸的鸟氨酸转氨甲酰酶的能力，必需供给瓜氨酸或精氨酸时，此菌才能生长。
控制供给适当的精氨酸或瓜氨酸，使菌体生长，但又不知引起反馈抑制时（精氨酸抑制N-乙酰谷氨酸酶活力），就能使鸟氨酸大量产生。
如选育丧失精氨酸琥珀酸合成酶的精氨酸缺陷型，就能得到瓜氨酸的过量生产。
上述的直线式合成途径中，用营养缺陷型方法只能使中间代谢产物积累而不能使末端产物积累。
在分歧途径中则能得到使末端产物过量产生的营养缺陷型突变。
谷氨酸棒杆菌的苏氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸和赖氨酸的合成是与分歧代谢途径相联系的（图4-8），筛选高丝氨酸营养缺陷型后，限量供给苏氨酸时，就能解除由苏氨酸和赖氨酸的协同反馈抑制作用而获得赖氨酸的过量生产。
这是因为仅有赖氨酸或苏氨酸存在时，天冬氨酸激酶不被抑制，只有两者的协同效应才能造成抑制。
在限量供给苏氨酸的情况下，即使赖氨酸过剩，抑制作用也很难发生。
异亮氨酸图4-8由天冬氨酸合成苏氨酸、蛋氨酸和赖氨酸的途径 6•防止回复突变的产生和筛选负突变菌株的回复突变菌株经诱变产生的高产菌株，在生产过程中易于发生回复突变，使生产不稳定。
双 重营养缺陷型发生回复突变的机率较小，易于获得遗传性较稳定的菌株。
如筛选得 到的是抗结构类似物的高产菌株，可在培养液中加入适当结构类似物，以防止回复 突变株的增殖。
利用高产株和回复突变对抗生素敏感性的不同，加适量抗生素防止 回复株增殖，也是一类方法。
负突变株的回复突变株亦可用来提高代谢产物的过量产生。
在无阻遏物或末端代谢产物存在的条件下选育不产酶的负变株，继续进行诱变 后转接在阻遏物或末端产物存在的条件下筛选产酶突变株，有可能获得高产菌株。
对其机制尚缺少深入的研究。
有的研究结果表明，抗阻遏突变株是启动基因突变得 结果，抗反馈突变株是调节酶的变构中心发生了改变而催化中心未改变。
7•改变细胞膜的通透性微生物细胞吸收作为代谢所需要的底物和离子是依靠定位在细胞膜上的主动运 输系统来进行，与产能代谢过程相偶联。
运输系统有高度的专一性，这主要取决于 其蛋白质的组成，即透性酶。
透性酶的合成与由其输送的酶类一样也受调节控制。
细胞质膜和细胞壁的结构也影响物质的进出。
当控制物理、化学条件或者筛选细胞 膜、细胞壁结构组成的突变株以改进物质的进出速率，影响代谢过程时，都有可能 造成代谢产物过量生产。
微生物细胞分泌到细胞外的蛋白质，特别是水解酶类，大多数是糖蛋白。
酶分 子中结合糖类与酶的催化活力无关，估计只要是利于分泌至胞外。
同一类酶系中的 不含糖类的酶组分，葡萄糖谷氨酸天冬氨酸N-乙酰谷氨酸协同反馈 天冬氨酸激酶N-乙酰谷氨酸激酶天冬氨酰磷酸N-乙酰谷氨酰磷酸天冬氨酰半醛 鸟氨酸 反 馈抑制 高丝氨酸 、蛋氨酸 苏氨酸瓜氨酸---赖氨酸 精氨酸图4-7谷氨酸棒杆菌的精氨酸合成途径往往是结合在细胞膜上而很少分泌至胞外。
加入表面活性剂，则有可能因改变细胞膜的通透性而获得水解酶类的高产。
由于表面活性剂种类繁多，性质各异，尚未有规律可循。
如加入吐温80可增加里氏木霉纤维素酶产量，但对其它菌株就未得到同样效果。
筛选细胞膜、细胞壁组成成分改变的突变株，由此影响物质的进入和排出，也能获得高产菌株。
如镰刀菌类对多烯类化合物的抗性菌株（细胞膜组分突变株），其碱性蛋白酶和麦角固醇的产量都有提高。
而细胞壁组成成分的变异则易于得到易于脱壁获得原生质体或便于产物提取的菌株。
8.筛选抗生素抗性突变株抗生素种类繁多，其抑制微生物代谢的机制各不相同，一些主要抗生素的作用机制已比较清楚。
筛选抗生素抗性突变体，也能取得由此而改变代谢调节，获得过量生产的结果。
衣霉素可抑制细胞膜糖蛋白的生成。
枯草杆菌的衣霉素抗性突变株的a淀粉酶的产量较亲株提高了5倍，研究结果表明，是由于分泌机制改变的结果。
抗利福平的蜡状芽抱杆菌的无芽抱突变株的3-淀粉酶产量提高了7倍，这是由于芽抱形成的延迟利于3淀粉酶的形成，而利福平的突变株往往失去了形成芽抱的能力。