微生物生理学论文
微生物生理学
微生物生理学微生物，这个微小却又充满神秘力量的世界，一直以来都在我们身边默默地发挥着巨大的作用。
而微生物生理学，就是探索微生物生命活动规律和机制的科学领域。
想象一下，那些我们肉眼无法直接看到的微小生物，它们有着自己独特的生活方式和生理过程。
微生物生理学，就像是一把神奇的钥匙，帮助我们打开这个微观世界的大门，去了解它们是如何生存、繁衍和与周围环境相互作用的。
首先，让我们来谈谈微生物的营养需求。
微生物虽然小，但它们也需要“吃东西”来获取能量和构建自身的物质。
不同的微生物有着不同的“口味”。
有的喜欢利用简单的糖类，比如葡萄糖；有的则能够分解复杂的有机物，甚至可以利用无机物来合成自身所需的物质。
例如，自养型微生物能够通过光合作用或者化能合成作用，将无机物转化为有机物质，从而满足自身的生长和代谢需求。
而异养型微生物则需要从外界摄取现成的有机物作为营养来源。
微生物获取营养的方式也是多种多样的。
有的通过扩散作用吸收周围环境中的小分子物质；有的则通过主动运输，耗费能量将所需的物质“拉”进体内。
而且，微生物对于营养物质的吸收和利用还受到环境因素的影响。
比如，温度、pH 值、渗透压等条件的变化，都可能影响微生物对营养物质的吸收效率和利用方式。
接下来，我们来看看微生物的代谢过程。
代谢就像是微生物体内的一场繁忙的“工厂生产活动”。
微生物通过一系列复杂的化学反应，将摄入的营养物质转化为能量和各种生物分子。
其中，呼吸作用和发酵作用是微生物获取能量的重要方式。
呼吸作用类似于我们人类的呼吸过程，但微生物的呼吸方式更加多样。
有的进行有氧呼吸，充分利用氧气来产生大量的能量；有的在无氧条件下进行无氧呼吸，也能获取一定的能量维持生命活动。
发酵作用则是一种特殊的代谢方式，在无氧或缺氧的条件下，微生物通过分解有机物产生少量的能量和代谢产物。
微生物的代谢产物也是丰富多样的，有的是对人类有益的，比如抗生素、维生素等；有的则可能是有害的，比如毒素。
微生物的生理学功能与代谢机制
微生物的生理学功能与代谢机制微生物是一种在我们日常生活中无所不在的微小生物，它们存在于我们周围的土壤、水源、空气和人体等各种环境中。
虽然它们通常被视为致病的元凶，但实际上，微生物在地球上发挥着至关重要的作用，它们可以分解有机物质、促进土壤肥力、发酵食品以及合成药物等。
了解微生物的生理学功能和代谢机制可以帮助我们更好地利用它们的作用，并对我们的生活和健康产生积极的影响。
1. 微生物的生理学功能微生物具有多种不同的生理学功能，包括分解、协同和共生。
其中，分解是微生物最重要的功能之一，它们能够分解化学物质，使其成为直接或间接的生命体建筑材料。
微生物可以分解糖、脂肪和蛋白质等有机物质，并将其转换成能量、碳和氮等营养元素。
此外，微生物还能够利用电子受体转移链（ETC）来释放能量，并产生氧化还原反应的能量。
微生物在短时间内就可以完成这些工作，速度非常快。
协同是微生物的另一种生理学功能，微生物经常在生态系统中协同工作，例如共同分解有机物质，互相提供其他营养元素以及互相防止其他有害微生物的入侵。
这种协同作用对适应环境和生存至关重要。
共生是微生物的第三种生理学功能，其中包括与其他生物体的相互作用。
有些微生物在其他生物体中营养良好，例如肠道中的某些菌群。
这些微生物可以合成一些维生素和有机酸，使它们可以在肠道中重复生长。
2. 微生物的代谢机制微生物的代谢机制包括分解代谢、发酵代谢和呼吸代谢。
分解代谢是微生物将复杂的有机物质分解成较简单的物质。
它们通过酶水解营养物质，因此也被称为酶解代谢。
微生物不断地分解和合成不同的化学物质，以满足自己的生长、分裂和代谢需求。
发酵代谢是微生物在没有氧气的情况下产生能量的一种方式。
这种代谢方式可以将有机物质转化为小分子的有机酸、酒精和丙酮等，产生大量的能量。
发酵代谢常被应用于酿酒、食品发酵和生物燃料生产中，是微生物工业的一个重要方面。
呼吸代谢是微生物在有氧气的情况下产生能量的一种方式，它使微生物能够更有效地利用氧气。
微生物生理学
一、氨基酸的分泌
表3-10 乳酸发酵短杆菌细胞内磷脂含量与谷氨酸分泌的关系
干燥菌体内磷脂含量/% 菌体外L-谷氨酸量 /mg.mL-1
2.0
15.4
2.2
12.1
3.1
1.9
3.6
1.2
▪ 谷氨酸发酵控制
生物素：作为催化脂肪酸生物合成最初反应的关键 酶乙酰CoA的辅酶，参与脂肪酸的生物合成，进而 影响磷酯的合成。
三、胞外酶的分泌
第四章 异养微生物的生物氧化 第五章 自养微生物的生物氧化 第六章 微生物的合成代谢
第七章 微生物代谢调节
一、微生物代谢过程中的自我调节
☆微生物代谢调节系统的特点：精确、可塑性强，细胞水 平的代谢调节能力超过高等生物。
成因：细胞体积小，所处环境多变。 举例：大肠杆菌细胞中存在2500种蛋白质，其中上千 种是催化正常新陈代谢的酶。每个细菌细胞的体积只 能容纳10万个蛋白质分子，所以每种酶平均分配不到 100个分子。如何解决合成与使用效率的经济关系？ 解决方式：组成酶（constitutive enzyme）经常以高 浓度存在，其它酶都是诱导酶（inducible enzyme）， 在底物或其类似物存在时才合成，诱导酶的总量占细 胞总蛋白含量的10%。
E、在生物素丰富时，培养中途如果添加青霉素、 头孢霉素C，可以使谷氨酸生成。青霉素的作用 机制与控制生物素、控制油酸或添加表面活性剂 以及控制甘油的机制都不同。
添加青霉素是抑制细菌细胞壁的后期合成，
对细胞壁糖肽生物合成系统起作用。这是因为青 霉素取代合成糖肽的底物而和酶的活性中心结合， 使网状结构连接不起来，结果形成不完全的细胞 壁。没有细胞壁保护的细胞膜由于膜内外的渗透 压差，是细胞膜受到机械损伤，失去了作为渗透 障碍物的作用，从而使谷氨酸排出。另一种解释 是：青霉素虽不能抑制磷脂的合成，但能造成磷 脂向胞外分泌。表6-5
微生物学小论文
微生物学小论文关键词：原核生物多样性形态结构应用类型能量代谢地球在宇宙中形成以后，开始是没有生命的。
经过了一段漫长的化学演化，就是说大气中的有机元素氢、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各种能源（如闪电、紫外线、宇宙线、火山喷发等等）的作用下，合成有机分子（如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氢、氨、磷酸等等）。
这些有机分子进一步合成，变成生物单体（如氨基酸、糖、腺甙和核甙酸等）。
这些生物单体进一步聚合作用变成生物聚合物。
如蛋白质、多糖、核酸等。
这一段过程叫做化学演化。
蛋白质出现后，最简单的生命也随着诞生了。
这是发生在距今大约36亿多年前的一件大事。
从此，地球上就开始有生命了。
生命与非生命物质的最基本区别是：它能从环境中吸收自己生活过程中所需要的物质，排放出自己生活过程中不需要的物质。
这种过程叫做新陈代谢，这是第一个区别。
第二个区别是能繁殖后代。
任何有生命的个体，不管他们的繁殖形式有如何的不同，他们都具有繁殖新个体的本领。
第三个区别是有遗传的能力。
能把上一代生命个体的特性传递给下一代，使下一代的新个体能够与上一代个体具有相同或者大致相同的特性。
这个大致相同的现象最有意义，最值得我们注意。
因为这说明它多少有一点与上一代不一样的特点，这种与上一代不一样的特点叫变异。
这种变异的特性如果能够适应环境而生存，它就会一代又一代地把这种变异的特性加强并成为新个体所固有的特征。
生物体不断地变异，不断地遗传，年长月久，周而复始，具有新特征的新个体也就不断地出现，使生物体不断地由简单变复杂，构成了生物体的系统演化。
地球上早期生命的形态与特性。
地球上最早的生命形态很简单，一个细胞就是一个个体，它没有细胞核，我们叫它为原核生物。
它是靠细胞表面直接吸收周围环境中的养料来维持生活的，这种生活方式我们叫做异养。
当时它们的生活环境是缺乏氧气的，这种喜欢在缺乏氧气的环境中生活的叫做厌氧。
因此最早的原核生物是异养厌氧的。
它的形态最初是圆球形，后来变成椭圆形、弧形、江米条状的杆形进而变成螺旋状以及细长的丝状，等等。
微生物的生理特性研究及其在工业微生物学中的应用
微生物的生理特性研究及其在工业微生物学中的应用微生物是一类生长非常迅速的微小生物，包括细菌、真菌、病毒等。
它们对于生物学和工业微生物学都具有重要意义。
本文将主要围绕微生物的生理特性和其在工业微生物学中的应用展开讨论。
微生物的生理特性微生物具有很强的适应性和多样性，其生理特性可以用来描述其生长和代谢方式，进而应用于工业微生物学中。
1. 生长方式微生物的生长受到多种因素的影响，比如营养物、温度、氧气含量、PH值和水分等。
偏好温度：不同种类的微生物对温度的偏好不同。
对于热带地区的温暖气候来说，生长最适温度在35-40摄氏度之间的菌类是非常常见的。
而一些嗜冷的微生物则能够在寒冷环境中快速繁殖，例如在冰川海洋或深海等极端条件下生长的微生物。
气体需求：有的微生物能够在缺氧的情况下存活，这些微生物被称为厌氧微生物。
另外一些微生物需要氧气才能正常生长，也就是所谓的好氧微生物。
PH值：不同菌类对于PH值的偏好不同。
例如霉菌一类的微生物偏好在中性或者微酸性条件下才能正常生长。
但是，酵母菌则可以在酸性条件下存活。
2. 代谢方式代谢方式决定了微生物能够吸收哪些营养物质，并产生哪些化学反应。
微生物的代谢过程分为两种类型：catabolism（分解代谢）和anabolism（合成代谢）。
catabolism：是由一系列酶的作用下产生的，它将复杂的化合物降解成简单的化合物，同时也可以产生一些能量。
anabolism：需要能量的输入才能完成。
这个过程是将简单的化合物组成起来，形成复杂的有机分子，以促进生长和次生代谢产物的制造。
微生物在工业微生物学中的应用微生物在工业上的应用不仅局限于食品加工和药物制造，还涉及很多其他领域。
1. 食品加工食品加工业是微生物在工业上的重要应用之一。
微生物可以用于有利于食品保存的过程，例如制作乳酸菌饮料时，将乳酸菌和糖溶于水中，放置数天，乳酸菌就可以将糖转化成乳酸，从而使水变酸，避免细菌滋生。
另外，微生物还可以用于发酵面包、酿造酒、制作奶酪等。
微生物生理学
微生物生理学简介微生物生理学是研究微生物（包括细菌、真菌、病毒等）在生理上的活动和代谢过程的学科。
微生物在地球上广泛存在，并在各个生态系统中扮演着重要角色。
了解微生物生理学有助于我们理解微生物的生命活动和其与环境之间的相互关系。
本文将从微生物的生长、代谢、运动等方面介绍微生物生理学的基本知识。
微生物的生长微生物的生长是指微生物个体数量的增加。
微生物可以通过两种主要方式进行繁殖：有丝分裂和无丝分裂。
有丝分裂适用于真菌和一些原生动物，通过细胞核的分裂和细胞质的分裂来产生新的个体。
无丝分裂适用于细菌和病毒等微生物，在此过程中，微生物通过复制DNA并将其分配给新形成的细胞来繁殖。
微生物的生长受到一系列因素的影响，包括温度、pH值、营养物质和氧气含量等。
不同的微生物对这些环境因素的要求各不相同。
例如，嗜热菌可以在高温环境中生长，而嗜冷菌则适应于低温环境。
微生物的代谢微生物通过代谢产生能量和合成生物分子。
代谢过程可以分为两个主要类型：有氧代谢和厌氧代谢。
有氧代谢是指微生物在氧气存在的情况下进行的代谢过程，产生较多的能量。
厌氧代谢是指微生物在氧气缺乏的条件下进行的代谢过程，产生较少的能量。
微生物通过新陈代谢和合成代谢来维持生理功能。
新陈代谢是指分解有机物质以产生能量的过程，合成代谢是指合成微生物所需的有机物质和细胞组件的过程。
微生物的运动微生物可以有不同的运动方式，包括游动、滑动和极纤毛等。
游动是指微生物利用鞭毛或纤毛等结构在液体中进行活动。
滑动是指微生物利用纤毛或假足等结构在固体表面上移动。
极纤毛是一种很短的纤毛，存在于细菌和某些原生动物中，用于以一种像旋转的方式推动细胞。
微生物的运动与其环境之间的相互作用密切相关。
微生物通过感知环境中的化学物质浓度、光照和温度等刺激来调整自己的运动方式。
这种对环境的感知和反应既可以是积极的，也可以是消极的，有助于微生物适应不同的生态环境。
结论微生物生理学作为一个重要的学科，研究微生物在生理上的活动和代谢过程。
人体微生态系统的生理学功能与调控
人体微生态系统的生理学功能与调控人类与微生物有着长久的共生关系。
在人体内，存在着大量微生物，其中微生物数量的总和多达100万亿个。
这些微生物包括细菌、真菌、病毒和原生动物等等，但是数量最多的是细菌。
这些微生物组成了人体微生态系统，对人体的发育、代谢和免疫系统都有重要的影响。
本文旨在介绍人体微生态系统的生理学功能与调控。
一、人体微生物组成人体微生态系统包括许多部分，其中最重要的就是肠道微生物群。
人体肠道中的微生物数量远远超过常规的细胞数量。
肠道内的微生物群在人体内起着非常重要的作用，它们可以消化食物、产生维生素、协助免疫系统等等。
然而，人体内并不只有肠道微生物群，还有鼻子、口腔、皮肤、生殖道等处都有微生物群落。
这些微生物群落的共同作用对维持人体的健康和平衡至关重要。
二、人体微生态系统的生理学功能人体中的微生物对生理系统有很多功能。
这些功能包括：1. 消化肠道中微生物可以分解人体不易消化的食物成分，如纤维素。
这些微生物群落可以将食物分解成人体能够利用的能量。
同时，它们也能帮助人体吸收一些重要的营养素，例如维生素和矿物质等。
2. 免疫调节微生物可以通过调节免疫系统来保护人体免受外界病原体的侵害。
肠道中的微生物通过分泌各种分子，如细胞因子和免疫球蛋白等来影响人体免疫系统的功能。
3. 药代谢人体内的微生物可以影响人体对一些药物的代谢和吸收。
它们可以分解生物体产生的一些化学物质，并影响人体对药物的反应。
这对医生来说是非常重要的，因为对于特定药物的剂量需求等有关信息需要精准。
4. 产生维生素人体内的一些微生物可以产生一些重要的维生素。
例如，人体需要维生素K来帮助凝血。
此外，微生物还可以产生B族维生素等其他重要维生素。
如果人体缺少这些维生素，就会发生一些健康问题。
以上是人体微生态系统的部分生理学功能。
不同的微生物群落在这些功能中占有不同的比重。
调节微生物群落的组成和数量，以及微生物之间的相互作用，可以对人体的生理功能进行调节和控制。
微生物生理学的研究及应用
微生物生理学的研究及应用微生物是生命系统中极为重要的一环，因为它们在许多过程中发挥着至关重要的作用。
微生物生理学是对这些微生物的生理特征、生长繁殖规律、代谢过程等行为的研究，涉及到一系列的学科，包括微生物学、生物化学、分子生物学等。
近年来，微生物生理学得到了越来越多的关注，因为它具有极大的潜力在医药、生物能源、化工等众多领域中得到应用。
下面从三个方面来论述微生物生理学的研究和应用：一、微生物代谢研究及应用微生物代谢过程是其生长繁殖和能量合成的基础。
通过对微生物生理学的仔细研究，人们可以揭示微生物代谢规律以及其在生态系统中的角色，从而开发出许多应用。
例如，研究葡萄糖和其他多糖在微生物体内的代谢途径，人们可以开发出发酵工艺，使微生物在葡萄糖进料的情况下，合成出更多的生物产物，如酒精、酸、乳酸等。
微生物代谢的研究也对生物能源的发展有着重要的作用。
利用微生物的代谢途径，可以开发出多种能量转化和储存技术。
例如，利用微集成系统，可以将在线电化学传感器与微生物电解池相结合，将有机废水转化为化学能或电能，实现了污水的净化和能源的高效利用。
二、微生物在医药行业中的应用微生物在医药行业中应用广泛。
从古代的发酵制药到现代的微生物发酵、基因重组生产等，微生物学在药学领域发挥着越来越重要的作用。
例如，许多广谱抗菌素和抗真菌感染的药物都是由微生物生产和发现的。
现代微生物学还可以通过合成基因工程技术，建立人类蛋白质表达系统，用于创新药物的研究和开发。
此外，利用微生物的纯化和培养技术，可以大规模生产抗体，具有极大的生物医学价值。
三、微生物在环境保护中的应用微生物在环境保护和恢复中也扮演着重要的角色。
例如，污水处理和污染物去除领域，利用微生物的生长特性和代谢反应，可以高效地去除有害物质。
微生物的一些代谢产物还具有很强的氧化还原能力，能够有效去除水体和土壤中的异味、有毒物质和重金属。
总之，微生物生理学在现代科技领域中具有广泛的应用前景。
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微生物发酵法生产L-色氨酸的研究摘要：L-色氨酸是人体和动物体生命活动必需的8种氨基酸之一，在人体内不能自然合成，必需从食物中摄取。
它以游离态或结合态存在于生物体中，对动物的生长发育、新陈代谢等生理活动起着非常重要的作用，被称为第二必需氨基酸，在食品、饲料和医疗等诸多行业应用广泛。
L-色氨酸的生产方法有化学合成法、转化法和微生物发酵法。
近年来，随着代谢工程在色氨酸菌种选育中的成功运用，微生物发酵法逐渐成为主要的色氨酸生产方法。
系统综述了微生物发酵法生产色氨酸所涉及的代谢工程策略，包括生物合成色氨酸的代谢调控机制以及途径改造的措施和效果，此外，还探讨了 L-色氨酸未来的发展前景。
关键词：L-色氨酸；代谢工程；微生物发酵法1 L-色氨酸的理化性质〔1～3〕L-色氨酸学名为B-吲哚基丙氨酸,英文名L-Tryptophan,化学名L-B-(3-吲哚基)-A-丙氨酸,别名L-胰化蛋白氨基酸,化学式C11H12O2N2,相对分子量204.23。
L-色氨酸属于中性芳香族氨基酸,呈白色或微黄色结晶或结晶粉末,无臭,味微苦。
L-色氨酸在水中微溶,在乙醇中极微溶解,在氯仿中不溶,在甲酸中易溶,在氢氧化钠试液或稀盐酸中溶解,在酸液和碱液中较为稳定,但在存在其他氨基酸或糖类物质时则易分解。
L-色氨酸有3种光学异构体,长时间光照易变色。
L-色氨酸在水中加热产生少量吲哚,在与氢氧化钠或硫酸铜共热时则产生多量吲哚。
图1-1 L-Trp的分子结构Fig.1-1 The molecular structure of L-TRP2 L-色氨酸的用途L-色氨酸在生物体内不能自然合成，需要从食物中摄取，是动物和一些真菌生命活动中的必须氨基酸。
L-色氨酸在蛋白质中含量很低，平均含量约1%或更少[4]。
L-色氨酸能调节蛋白质的合成、调节免疫及消化功能[5]、增加5-羟色胺代谢作用以及增强认知能力[6]等，因此在人和动物的新陈代谢、生长发育中有重要作用。
L-色氨酸的这些营养和药用价值使其被广泛应用于医药、饲料和食品等行业。
3 L-色氨酸的合成方法L-色氨酸的生产方法有化学合成法、转化法和微生物发酵法。
化学合成法由于存在工艺复杂、产品成分复杂等原因，已逐渐被淘汰。
而转化法( 酶转化法和微生物转化法) 虽然已经实现了工业化，但仍然存在原料昂贵、低转化率等问题。
以葡萄糖等廉价原料来生产色氨酸的微生物发酵法是最早开发的色氨酸生产方式，但这种方法在很长的一段时期内都无法实现工业化。
究其原因，主要是在早期的研究中，研究者单一依靠传统的化学或物理诱变方式选育色氨酸生产菌株; 但是色氨酸的生物合成途径存在极其复杂的调控机制，仅通过诱变方式无法根除其所有的代谢调控作用，因此在这种情况下，研究者无法获得优良的菌株用于 L-色氨酸生产。
近年来，随着 DNA 重组技术的快速发展，特别是代谢工程育种方式的兴起，研究者逐渐选育出一批高产的色氨酸生产菌株，大幅提高了微生物发酵法生产色氨酸的效率，使其成为工业上主要的色氨酸生产方法〔7〕。
本文系统综述了微生物发酵法生产L-色氨酸所涉及的代谢工程策略，并探讨了其未来的发展趋势。
4 L-色氨酸的微生物合成机制4.1 微生物合成L-色氨酸的代谢途径目前用于生产 L-Trp 的微生物种类主要有大肠杆菌、谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌、枯草杆菌、酵母等菌种。
各种微生物的 L-Trp 合成机制略有差异，以大肠杆菌为例，L-Trp 合成代谢包括中心代谢途径、芳香族氨基酸共同途径和L-Trp 分支途径三个部分[8]。
中心代谢途径指以葡萄糖为起始物经磷酸戊糖（HMP）途径的赤藓糖-4-磷酸(E4P)和糖酵解（EMP）途径中的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)二者缩合形成 3-脱氧-α-阿拉伯庚酮糖酸-7-磷酸(DAHP)的过程；共同途径指从 DAHP 开始，经莽草酸（SHIK）、到达分支酸(CHA)的过程；余下的从 CHA 至 L-Trp 部分，则称为 L-Trp 分支途径（图1-2）。
目前关于 L-Trp 的代谢工程研究大多集中在共同途径和 L-Trp 分支途径的改造上。
Glucose图1-2 大肠杆菌中L-Trp的合成途径及相关调控Fig.1-2 Metabolic pathways and regulation for biosynthesis of L-Trp in E.Coli4.2 微生物合成L-色氨酸的调控机制色氨酸的微生物合成代谢存在复杂的调控机制，从而严格控制着色氨酸的合成。
4.2.1 限速酶的反馈抑制色氨酸的合成代谢中存在两个明显的限速酶: DAHP 合成酶和邻氨基苯甲酸( ANTA) 合成酶( 图 1-2) 。
DAHP 合成酶催化中心代谢途径中的 PEP 和 E4P 生成 DAHP，严格控制着由中心代谢途径进入芳香族氨基酸共同途径的碳流量。
大肠杆菌的 DAHP 合成酶由基因aroF、aroG和aroH编码的 3个同工酶组成，且这 3 个同工酶的酶活性分别受到酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸的反馈抑制。
而在谷氨酸棒杆菌里，只存在两种 DAHP 合成酶，分别由aro和aroⅡ编码。
ANTA 合成酶则负责催化共同途径的末端产物CHA 生成 ANTA，从而进入色氨酸分支途径。
ANTA 合成酶由基因trpED编码，酶活性受到终端氨基酸色氨酸的反馈抑制［9］。
4.2.2 关键酶的转录调控除酶活性受到反馈抑制作用外，一些关键酶的转录表达水平同样受到终端氨基酸的调控。
大肠杆菌中，从分支酸到色氨酸的合成是由色氨酸操纵子完成的。
在色氨酸操纵子的上游存在一个trpR基因，其编码 trpR阻遏蛋白参与色氨酸操纵子的转录调控。
当胞内色氨酸的浓度高于某一阀值时，在 trpR 阻遏蛋白的作用下，操纵子的转录则受到阻遏。
此外，色氨酸操纵子的转录还受到衰减子序列的调控。
色氨酸操纵子序列中，在结构基因之前有一段由 162 核苷酸组成的前导序列。
在转录过程中，当胞内色氨酸达到一定浓度时，这段核苷酸序列的二级结构则发生变化，进而阻止操纵子的继续转录［9］。
4.2.3 转运途径调控培养液中的色氨酸被微生物转运至胞内进行吸收利用，是由特定的转运系统进行控制的。
在大肠杆菌中，3 个色氨酸转运基因 mtr、tnaB和aroP 调控着色氨酸由胞外向胞内的转运。
( 图 1-2) 。
其中，mtr和tnaB基因分别编码色氨酸的高亲和性和低亲和性色氨酸通透酶，均专一性调控色氨酸由胞外向胞内的吸收; 而由aroP基因编码一种跨质膜双向运输芳香族氨基酸通透酶，除调控色氨酸的吸收外，还参与调控苯丙氨酸和酪氨酸的吸收［10］。
但在谷氨酸棒杆菌中，色氨酸的吸收则仅由基因aroP蛋白调控［11］。
4.2.4 其他调控机制除上述调控机制外，色氨酸合成代谢还存在一些其它的重要调控机制。
例如，微生物还通过色氨酸降解反应以及众多竞争途径来调节色氨酸的合成。
大肠杆菌的tnaA基因编码色氨酸酶，虽然在高浓度的丙酮酸和氨条件下该酶能有效地催化丙酮酸、吲哚和氨合成色氨酸。
但在正常情况下它只发挥降解色氨酸生成丙酮酸、吲哚和氨的作用，阻碍色氨酸的积累。
因此，失活tnaA 基因有利于大肠杆菌积累更多的色氨酸［12］。
此外，在色氨酸合成途径的关键节点还存在众多的竞争途径，进一步削弱流向色氨酸合成途径的碳流量。
例如，对于共同途径的末端产物CHA，除参与色氨酸的合成外，还是另外两种芳香族氨基酸苯丙氨酸和酪氨酸的共同底物，此外，它还参与叶酸、甲萘醌和泛醌等的生物合成。
5 增强L-色氨酸合成的代谢调控策略5.1 抗反馈抑制作用酶的帅选抗反馈抑制作用突变酶是微生物积累L-Trp的先决条件。
在野生型大肠杆菌的无机培养过程中，AroG 和 AroF 同工酶的酶活占 DAHP 合酶总酶活的 99%以上，而 AroH 同工酶的酶活不足总酶活的 1%，因此，在芳香族氨基酸的菌种选育研究中，大多数研究者通过筛选抗反馈调节突变的 aroG 和 aroF 基因（aroG fbr 和 aroF fbr）,来解除终端氨基酸对 DAHP 合酶的反馈抑制作用。
到目前为止，许多抗反馈调节的 DAHP合酶基因已经被报道。
其中，抗反馈抑制的 AroF 同工酶的突变位点有：第 148 个氨基酸残基脯氨酸突变为亮氨酸 Pro148Leu；第 152 个氨基酸残基谷氨酰胺突变为异亮氨酸Gln152Ile；N 末端第 8 个氨基酸残基天冬酰胺突变为赖氨酸 Asn8Lys。
抗反馈抑制的 AroG 同工酶的突变位点有：第150 个氨基酸残基脯氨酸突变为亮氨酸 Pro150Leu；第 146 个氨基酸残基天冬氨酸突变为天冬酰胺 Asp146Asn。
在抗反馈调节 ANTA 合酶的筛选方面，Maureen.G 等通过化学诱变及序列分析的方法获得了一系列 Salmonella typhimurium 来源的抗反馈调节 ANTA 合酶基因。
中国军事医学科学院放射与辐射医学研究所的李剑欣依据 Maureen.G 等的研究成果，通过定点突变大肠杆菌 ANTA 合酶TrpE 亚基第 40 个氨基酸残基 Ser 为 Phe,获得了完全抗 L-Trp 反馈抑制的ANTA 合酶。
5.2 共同途径及色氨酸分支途径的改造芳香族氨基酸共同途径和 L-Trp 分支途径的改造主要涉及抗反馈调节作用酶(DAHP 合酶、ANTA 合酶)和其它关键酶基因（trp 操纵子、serA 等）的克隆表达；以及基因组上 TrpR 阻遏蛋白基因 trpR 和色氨酸酶基因 tnaA 的失活等。
1982 年 Aiba 等将含有 trp 操纵子的组成型质粒 Psc101 trp.I115（TrpE、TrpD 解除反馈调控）转化至 trpR 和 tnaA 双基因失活的宿主菌中，通过向培养基中流加 ANTA，发酵 27 小时菌株可以积累 6.2 g/L 的 L-Trp。
在此基础上，经过多轮化学诱变，菌株的产 L-Trp 能力提高至 30 g/L；通过在发酵中期添加适量的表面活性剂 L61，最终 L-Trp产量提高至 54.5 g/L，这是目前文献报道中大肠杆菌产 L-Trp 的最高产量。
2002 年Dodge 等将含有 trp 操纵子（TrpE 解除反馈抑制）、aroG（解除反馈抑制）和 serA 基因的质粒 pBE7 转化至 tnaA 和 serA 基因失活的抗 ANTA 的突变宿主菌中，通过优化发酵过程中葡萄糖的流加速率，使 L-Trp 产量达到 42 g/L。
这是在不添加任何前体物的情况下，文献报道的大肠杆菌产 L-Trp 的最高产量。
国内开展 L-Trp 代谢工程育种的研究较晚，李剑欣 2007 年在质粒 pBV220 中引入解除反馈调控的 aroG 和 trpED 基因，并转化至已敲除 trpR 和 tnaA 基因的大肠杆菌 K-12 中，摇瓶发酵后产L-Trp 0.168 g/L。