L-精氨酸生产菌种和工艺技术
L-精氨酸生产菌种和工艺技术
精氨酸（L-Arginine）是一种复杂的氨基酸，在蛋白质和酶的反应点可以发现它。在幼儿生长期，精氨酸是一种必需氨基酸。
精氨酸是鸟氨酸循环中的一个组成成分，具有极其重要的生理功能。多吃精氨酸，可以增加肝脏中精氨酸酶的活性，有助于将血液中的氨转变为尿素而排泄出去。所以，精氨酸对高氨血症、肝脏机能障碍等疾病颇有效果。
精氨酸是一种双基氨基酸，对成人来说虽然不是必需氨基酸，但在有些情况如机体发育不成熟或在严重应激条件下，如果缺乏精氨酸，机体便不能维持正氮平衡与正常的生理功能。病人若缺乏精氨酸会导致血氨过高，甚至昏迷。婴儿若先天性缺乏尿素循环的某些酶，精氨酸对其也是必需的，否则不能维持其正常的生长与发育。
精氨酸的重要代谢功能是促进伤口的愈合作用，它可促进胶原组织的合成，故能修复伤口。在伤口分泌液中可观察到精氨酸酶活性的升高，这也表明伤口附近的精氨酸需要量大增。精氨酸能促进伤口周围的微循环而促使伤口早日痊愈。
精氨酸的免疫调节功能，可防止胸腺的退化（尤其是受伤后的退化），补充精氨酸能增加胸腺的重量，促进胸腺中淋巴细胞的生长。
补充精氨酸还能减少患肿瘤动物的体积，降低肿瘤的转移率，提高动物的活存时间与存活率。在免疫系统中，除淋巴细胞外，吞噬细胞的活力也与精氨酸有关。加入精氨酸后，可活化其酶系统，使之更能杀死肿瘤细胞或细菌等靶细胞。
我们的技术水平：
发酵水平：60-70g/L
发酵时间：60-65小时
糖酸转化率：20-25%
提取得率：70-80%
L_苏氨酸的生产工艺
图1L-苏氨酸结构式苏氨酸（Threonine）是由W.C.Rose1935年从纤维蛋白水解产物中分离和鉴定出来的一种氨基酸，因其结构类似苏糖，故将其命名为苏氨酸，现已证明它是最后被发现的必需氨基酸。在动物体所需的8种必需氨基酸中,苏氨酸是仅次于蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸的第4种氨基酸。现已被广泛应用于食品工业、饲料工业及医疗等方面。苏氨酸是主要的限制性氨基酸,缺乏苏氨酸会抑制免疫球蛋白及T、B淋巴细胞的产生，从而影响免疫功能，另外，动物还可表现出对肿瘤和疟原虫敏感。近几年,全球苏氨酸市场以每年20%多的增长率高速增长，而未来苏氨酸的市场仍将增加。因此对苏氨酸生产工艺的研究开发，有利于促进苏氨酸的产量的增长，从而促进其他相关产品的生产开发。1苏氨酸的结构及理化性质1.1苏氨酸的化学结构苏氨酸的分子式为C4H9NO3，结构式为CH3-CH（OH）-CH（NH2）-COOH，相对分子质量为119.18。由结构式可见,苏氨酸分子中具有2个不对称碳原子,有4种异构体，但只有L-苏氨酸是天然存在并对机体有生理作用的一种氨基酸。其化学结构式如图1所示：
1.2苏氨酸的理化性质天然存在的L-苏氨酸为无色或微黄色晶体，无臭、微甜,可溶于水,20℃时溶解度为9g/100mL，难溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，熔点为253～257℃；D-苏氨酸为斜方晶体，是无色或白色结晶粉末，溶于水，不溶于有机溶剂，易被碱破坏，熔点229～230℃。L-苏氨酸的解离常数为pKCOOH=2.15，pKNH2=9.12，等电点pI（25℃）=5.64。2苏氨酸生产工艺类型及特点目前，L-苏氨酸的制备方法主要有生物合成法、化学合成法和蛋白质水解法三种。然而，在工业化生产中，化学合成法和蛋白质水解法由于存在一些缺陷已经基本不被使用。生物合成法则因生产成本低、资源节约、环境污染小等优点逐渐成为工业化生产L-苏氨酸的主要方式。2.1生物合成法生物合成法包括直接发酵法和酶转化法两种。酶转化法的优点是专一性高、产品单一、易于精制，近年来很受重视。但关于酶法生产L-苏氨酸的报道还不多。直接发酵法生产L-苏氨酸，通常采用短杆菌属细菌的α-氨基-β-羟基戊酸（AHV）和S-（2-氨基乙基）-L-半胱氨酸（AEC）双重抗性变异株。檀耀辉和张柄荣发现采用乳糖发酵短杆菌的AHV，AEC双重抗性，再通过以琥珀酸为唯一碳源的培养基（简称琥珀酸培养基）选择得到的变异株作为L-苏氨酸生产菌。直接发酵法，对菌种的生产能力和发酵设备及发酵条件要求都较高，因而生产往往受到限制。2.2化学合成法苏氨酸的化学合成路线，根据原料的不同可分为巴豆酸法、乙酰乙酸乙酯法、不对称环氧化法及甘氨酸铜法等。按所用介质的不同又可分为水相反应和非水相反应法。其中甘氨酸铜法的路线短、收率高并具有较高工业价值，是目前工业化生产苏氨L-苏氨酸的生产工艺冯烁（南京农业大学动物医学院，江苏南京210095）[中图分类号]TQ922.9[文献标识码]C[文章编号]1005-8613（2010）05-0029-03
色氨酸发酵工艺原理及工业生产
1
湖 北 大 学
发 酵 工 程 与 设 备 课 程 设 计
题 目 色氨酸发酵工艺
专业年级 08生物工程
学生姓名 赵雄峰
学 号 ****************
指导老师 李亚东
2011 年 6 月 4 日
2 目录
1前言------------------------------------------------3
2发酵机制--------------------------------------------6
3发酵工艺及特点--------------------------------------7
4菌种的制备及种子的扩大培养--------------------------9
5培养基的组成及制备----------------------------------12
6无菌空气制备系统-----------------------------------13
7部分工艺计算----------------------------------------15
8三废处理--------------------------------------------17
9参考文献---------------------------------------------18
3 一. 前言
L-色氨酸是种重要的氨基酸,广泛应用于医药、食品和饲料等行业。近年来,各行业对L-色氨酸的需求量日益增加,而现有产量远不能满足国内外市场的需求。因此,开发微生物酶法生产L-色氨酸的工艺路线具有广阔的应用前景。 目前我国市场上销售的[色氨酸主要依靠进口，我国国务院已于2004、 2007年将I色氨酸生产列入"鼓励外商投资产业目录"之中。直接发酵法生产[色氨酸的研究，对发展我国氨基酸发酵工业具有重大的意义。本文对发酵液中色氨酸的快速测定、出发菌株的生理特征和产酸特性、I色氨酸高产菌株的选育及发酵条件的优化进行了重点研究。
江南大学科技成果——精氨酸脱亚胺酶及瓜氨酸的生物制备
江南大学科技成果——精氨酸脱亚胺酶及瓜氨酸的生物制备
成果简介
精氨酸脱亚胺酶，简称ADI，它能将精氨酸水解，生产瓜氨酸和氨，是生物体中参与尿素循环而起作用的酶。基于这个反应机理，目前精氨酸脱亚氨酶一方面可用于功能性氨基酸L-瓜氨酸的生物制备；另一方面可作为药物用于癌症诸如肝细胞癌、黑色素细胞癌、肾癌等以及一些病毒感染的治疗。瓜氨酸是一种非蛋白质氨基酸，具有抗衰老、增强免疫力、提高运动员力量与耐力、增加创伤愈合和改善微循环等功能。
本项目通过菌种筛选获得一株高产精氨酸脱亚酶的粪肠球菌菌株，通过分子改造，获得适合人体生理条件的精氨酶脱亚酶，可用于医药；利用粪肠球菌来源的精氨酸脱亚氨酶可用于瓜氨酸的生物制备，瓜氨酸产量可达到250g/L以上，底物精氨酸的摩尔转化率100%。
创新要点
成功开发了具有自主知识产权的精氨酸脱亚胺酶生产菌株及瓜氨酸制备工艺，达到或超过国际先进水平。
授权专利
一株产瓜氨酸的菌株及用该菌株生物合成瓜氨酸的方法，ZL201210012036.2；一株产瓜氨酸的菌株及用该菌株生物合成瓜氨酸的方法，ZL201210012037.7。
L赖氨酸的发酵方法与设计方案
本技术涉及发酵领域，具体提供了一种L
赖氨酸的发酵方法，在赖氨酸一级种子培养基、赖氨酸二级种子培养基和赖氨酸发酵培养基中添加醋酸
盐，并优化了上述各培养基的配方和发酵工艺。本技术所提供的发酵方法，能够促进产赖氨酸菌体的生长和赖氨酸的合成，显著提高终点赖氨酸含
量、总酸量及糖酸转化率，并显著缩短发酵周期。
技术要求
1.
一种L-
赖氨酸的发酵方法，其特征在于，在赖氨酸一级种子培养基、赖氨酸二级种子培养基和赖氨酸发酵培养基中添加醋酸盐。
2.
根据权利要求1
所述的发酵方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
赖氨酸一级种子培养：赖氨酸摇瓶种子接入赖氨酸一级种子培养基在一级种子罐中培养，一级种子罐中硫酸铵的初始浓度为8-12g/L
，当一级种
子培养基中总糖浓度下降至8-15g/L
时，停止培养，得成熟赖氨酸一级种子液；
(2)
赖氨酸二级种子培养：将成熟赖氨酸一级种子液接入赖氨酸二级种子培养基在二级种子罐中培养，二级种子罐中硫酸铵的初始浓度为10-
15g/L
，当二级种子培养基中还原糖浓度下降至5-8g/L
时，停止培养，得成熟赖氨酸二级种子液；
(3)
赖氨酸发酵培养：将成熟赖氨酸二级种子液接入赖氨酸发酵培养基中，在流加葡萄糖溶液和硫酸铵溶液的条件下，在发酵罐中发酵培养，发酵
罐中的硫酸铵初始浓度为9-14g/L
，培养40-44
小时，得到L-
赖氨酸。
3.
根据权利要求1
或2
所述的发酵方法，其特征在于，所述赖氨酸一级种子培养基包括：蔗糖20-40g/L
，硫酸镁0.5-1.5g/L
，磷酸二氢钾0.5-1.5g/L
，
硫酸铵8-12g/L
，酵母浸粉5-10g/L
，苏氨酸0.4-0.6g/L
，蛋氨酸0.4-0.6g/L
，味精7-10g/L
，丙酮酸钠0.5-0.8g/L
，醋酸盐1-3g/L
。
4.
根据权利要求1
或2
所述的发酵方法，其特征在于，所述赖氨酸二级种子培养基包括：葡萄糖60-80g/L
，硫酸镁0.5-1.5g/L
，磷酸二氢钾0.5-
1.5g/L
氨基酸工艺学
.
. 氨基酸工艺学
一、名词解释
氨基酸工艺学：是一门新型发酵的技术科学，以探讨氨基酸发酵工厂的生产技术为主要目的。
氨基酸：生命有机体的重要组成部分，是生命机体营养、生存和发展极为重要的物质，在生命体内物质代谢调节调控、信息传递方面扮演重要的角色。
全价氨基酸：动物性蛋白质中各种必须氨基酸之间的比值与人体构成蛋白质需要的比值基本一致，可以全被人体吸收。
限制氨基酸：各类植物蛋白质中的各种氨基酸比值不很适宜，缺少的氨基酸。
淀粉：白色无定型结晶粉末，存在于各种植物组织中，淀粉颗粒具有一定的形态和层次分明的构造，在显微镜下观察淀粉颗粒是透明的，不同淀粉具有不同的形状和大小。
直链淀粉：由不分支的葡萄糖链构成，葡萄糖分子间以α-1,4糖苷键聚合成，呈链状结构，分子比较小，聚合度在100~6000之间。（遇碘呈蓝色）
支链淀粉：由多个较短的α-1,4糖苷键直链结合而成，聚合度为1000~3000000之间。一种膨胀性物质，置于水中加热时成为胶黏的糊状物，而且只有在加热加压的条件下，才能溶解于水。（呈紫红色）
糊化：淀粉在热水中能吸收水分而膨胀，最后淀粉粒破裂，淀粉.
. 分子溶解于水中形成带有黏性的淀粉糊，这个过程称为糊化。
酸解法：利用无机酸为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。
酸酶法：先将淀粉用酸水解成糊精或低聚糖，然后再用糖化酶将其水解成葡萄糖的工艺。
酶酸法：将淀粉乳先用α-淀粉酶液化，过滤除去杂质后，然后用酸水解成葡萄糖的工艺
双酶法：用专一性很强的淀粉酶和糖化酶为催化剂，将淀粉水解成为葡萄糖的工艺。
液化：利用液化酶使淀粉糊化，粘度降低，并水解到糊精和低聚糖的程度。
糖化：用糖化酶将液化产物进一步彻底水解成葡萄糖的过程。
老化：分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列成新氢键的过程，也就是一个复结晶的过程。
噬菌体：侵染细菌、放线菌等微生物并使其细胞破裂死亡的一类病毒。
色氨酸工艺流程设计及技术要点
色氨酸工艺流程设计、技术要
点及工艺参数
前 言
L-色氨酸是人体和动物生命活动中八种必需氨基酸之一，对人和动物的生长、发育和新陈代谢起着重要作用。近年来，随着色氨酸在医药、食品和饲料等方面应用的开拓，市场需求量不断增加，色氨酸已成为一种国际市场上发展前景良好，国内市场需求较大的产品，目前生产量远不能满足市场需求。提高色氨酸发酵产率、降低生产成本、实现工业化生产，已成为目前一个重要课题。
L-色氨酸是人和动物的必需氨基酸,参与机体蛋白质合成和代谢网络调节，广泛存在于自然界。D-色氨酸则主要存在于微生物和绿色植物中，动物体内含量较少。D-色氨酸在人体内几乎不发生作用，也无毒性。L-色氨酸是继蛋氨酸、赖氨酸的3～4倍，具有十分广泛的应用前景，近年来在医药、化妆、食品、保健品等行业也得到广泛的应用。
色氨酸分子式为C11H12N2O2，分子量为204.23，等电点为5.89。化学名称为α-2氨基2-β-2吲哚丙酸,有L型和D 型同分异构体,此外还有消旋体DL-色氨酸。本品为L-2-氨基-3(β-吲哚)丙酸。本品为白色或微黄色结晶或结晶性粉末；无臭，味微苦。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。
比旋度：取本品,精密称定，加水溶解并稀释成每1ml中约含10mg的溶液，依法测定比旋度为-29.0°至-32.8°。
编写《色氨酸生产工艺操作指导书》的目的是为了使生产操作工更好的了解本岗位工艺特性、实际操作方法及理论知识，提高工人技术操作水平，是提高企业产品质量的基础，也是企业能否进一步扩大经济效益的关键；为树立自身良好的操作规范，提高操作水平，提供指导工具，从而不断提高产品质量，提升梅花产品市场竞争力。
目 录
第一章 色氨酸发酵……………………………………………………1
一、连消岗位……………………………………………………………2
二、二级岗位……………………………………………………………5
l-苯丙氨酸生产工艺
l-苯丙氨酸生产工艺
1.引言
苯丙氨酸（L-Phenylalanine）是一种重要的氨基酸，它被广泛应用于医药、食品和化妆品等领域。本文将介绍一种常用的L-苯丙氨酸的生产工艺。
2.原料准备
L-苯丙氨酸的制备主要原料为苯丙酮（Phenylacetone）和氨水（Ammonia）。此外，还需要使用酵素催化剂和一些辅助材料。
3.反应步骤
（1）首先，将苯丙酮和氨水以适当比例混合，并加入一定量的酵素催化剂。酵素可选择使用外源源，如pseudomonas
organisms等。
（2）反应混合物置于适当的反应器内，控制反应温度和压力，一般情况下，反应温度为30-40℃，压力为1-2atm。
（3）反应开始后，酵素催化剂将苯丙酮和氨水转化为苯丙氨酸。此时，反应物和产物之间的比例将逐渐改变，苯丙氨酸的浓度会逐渐增加。
4.反应结束和产物分离
（1）当苯丙氨酸的浓度达到一定数值后，反应停止，此时反应液中主要是苯丙氨酸和未反应的苯丙酮、氨水等。
（2）将反应液通过过滤、蒸发、结晶等方式进行分离和提纯，获得苯丙氨酸。
5.工艺优化 为了增加工艺的产率和降低成本，可以采取以下措施进行工艺优化：
（1）优化反应条件，包括反应温度、反应时间和反应压力等，以提高反应速率和产率。
（2）优化催化剂的种类和用量，选择高效的酵素催化剂，并通过控制催化剂的浓度来提高反应的效率。
（3）设计和改进反应器，使反应混合物的传质和传热更加均匀，以提高反应的速率和产率。
（4）改善分离和提纯的工艺，采用高效的分离技术和提纯方法，以提高产品的纯度和收率。
6.结论
L-苯丙氨酸作为一种重要的氨基酸，在医药、食品和化妆品等领域具有广泛的应用前景。通过优化反应条件和工艺流程，可以提高生产工艺的效率和产量，从而降低成本，提高产品质量。
各种氨基酸的生产工艺doc
第 1 页 共 13 页
20 × 20 = 400 各种氨基酸生产的主要工艺
一 谷氨酸的主要生产工艺如下：
1 等电离交工艺（将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调 PH 值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2)，温度降到10 摄氏度以下沉淀，离心分离谷氨酸）
1.1 其主要用到的设备：发酵罐 离心机
2 连续等电工艺（将谷氨酸发 酵液适当浓缩后控制 40℃左右，连续加入有晶种的等电罐中，同时加入硫酸， 控制等电罐中PH值维持在 3.2 左右，温度 40℃进行结晶）
2.1 其主要用到的设备：发酵罐 结晶锅 等电罐
等电离交工艺与连续等电工艺的比较：
连续等电工艺的工艺方法废水量相对等电离交工艺的较少，但谷氨酸提取率及产品质量较差。
二 甘氨酸的主要生产工艺如下：
1 氯乙酸氨解法（以氯乙酸为原料，在催化剂乌洛托品存在下与氨水反应所得）
1.1 主要设备：分离机 结晶锅
2 施特雷克法（以甲醛、氰化钠、氯化铵为原料反应，在硫酸存在下醇解，然后与氢氧化钡一起加水分解而得甘氨酸产品）
2.1 主要设备：结晶锅 发酵罐 过滤器
3 氢氰法
3.1 主要设备： 干燥机 结晶锅 第 2 页 共 13 页
20 × 20 = 400 4 生物合成法（20世纪80年代后期，将好氧土壤杆菌属、短杆菌属、棒状杆菌属等微生物菌属加入到含有碳源、氮源及无机营养液的介质中进行培植，然后将该类菌种在 25～ 45℃，pH 值在 4～9 的情况下，使乙醇胺转化为甘氨酸，用浓缩中和离子交换处理得到甘氨酸。20世纪90年代将培养的假细胞菌属,酪蛋白菌属、产碱杆菌属等菌属以 0.5%(质量分数，干重)加入到 含甘氨酸胺基质中，在
30℃、pH 值 7.9～8.1 情况下，反应 45h，几乎所有的甘氨酸胺水解生成甘氨酸）
4.1 主要设备：培养基 发酵罐
5 各种生产工艺的比较：
鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸发酵
第十二章 鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸发酵
- 1 - 第十二章 鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸发酵
L-精氨酸（L-Arginine, L-Arg）是具有胍基的碱性氨基酸，是合成蛋白质和肌酸的重要原料。精氨酸是人体和动物体的半必需氨酸，在医药和食品工业上具有广泛的用途。L-鸟氨酸（L-Ornithine, L-Orn）和L-瓜氨酸（L-Citrulline, L-Cit）是精氨酸生物合成的前体物质。L-精氨酸是生物体尿素循环中的一种重要中间代谢产物，临床上除作为复合氨基酸输液的主要成分之一外，L-精氨酸及其盐类广泛用作氨中毒性肝昏迷的解毒剂和肝功能促进剂。对病毒性肝炎疗效显著，对肠道溃疡、血栓形成、神经衰弱和男性无精病等症都有治疗效果。它也是配制营养支持用或特殊治疗用要素膳的重要原料。
第一节 生物合成途径和代谢调节机制
一、鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸的相互转化
图12-l 鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸的结构
从结构（见图12-1）上看，鸟氨酸虽与谷氨酸都是五碳酸，但是鸟氨酸却是一羧基二氨基的氨基酸。如果在鸟氨酸末端氨基的氮上接上氨甲酰基，则生成瓜氨酸。瓜氨酸经过精氨琥珀酸，将瓜氨酸的酮基转换成亚氨基，则成为精氨酸。当然，精氨酸放出尿素，就转变为鸟氨酸。
因此，鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸的生物合成，可认为是从谷氨酸出发，逐步合成鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸，从而组成以精氨酸为最终产物的不分支代谢途径。但是，如果精氨酸发生分解，放出尿素，则生成鸟氨酸。这样在代谢途径上，就使所谓的终产物精氨酸与鸟氨酸相衔接，形成一个循环，即尿素循环或鸟氨酸环（图12-2）。 第十二章 鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸发酵
- 2 -
图12-2 尿素循环
二、生物合成途径和代谢调节机制
从谷氨酸经鸟氨酸、瓜氨酸生物合成L-精氨酸，由八个酶催化的反应组成（见图12-3），第一步和第五步反应因微生物的种类不同而不同。
谷氨酸N-乙酰谷氨酸N-乙酰谷氨酸磷酸N-乙酰谷氨酸半醛N-乙酰鸟氨酸鸟氨酸精氨酰琥珀酸ATPADPNADPHNADP×谷氨酸α-酮戊二酸瓜氨酸门冬氨酸+ATPADP××××氨基甲酰磷酸××⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺×精氨酸⑻反丁烯二酸I型 大肠杆菌、枯草杆菌×谷氨酸N-乙酰谷氨酸N-乙酰谷氨酸磷酸N-乙酰谷氨酸半醛N-乙酰鸟氨酸精氨酰琥珀酸精氨酸××××⑴⑵⑶⑷鸟氨酸瓜氨酸×⑸⑹⑺⑻×反馈抑制×阻遏×可能存在的阻遏II型 谷氨酸产生菌、酵母菌×
L-精氨酸合成及高产菌选育与发酵研究进展
７０ 微生物学杂志 ２０１２年１月第３２卷第１期ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＩＣＲＯＢＩＯＬＯＧＹ Ｊａｎ．２０１２ Ｖｏ１．３２ Ｎｏ．１ －精氨酸合成及高产菌选育与发酵研究进展 于向鹏，刘 静，刘 洁，金海如‘ （浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华３２１００４） 摘要精氨酸是合成蛋白质的重要原料，是一些代谢途径的中间代谢物。它在人和动物体内具有重要的生 理生化功能，在食品与医药工业应用十分广泛。对精氨酸高产菌株选育、发酵工艺优化、真核生物中的合成途 径、代谢调控机制等方面最新研究进展做了综述。 关键词精氨酸；合成途径；调控机制；菌种选育；发酵生产 中图分类号Ｑ８１５ 文献标识码Ａ 文章编号１００５—７０２１（２０１２）０１—００７０—０５ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｌ－Ａｒｇｉｎｉｎｅ Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｈｉｇｈ－Ｙｉｅｌｄｉｎｇ Ｓｔｒａｉｎ Ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ＹＵ Ｘｉａｎｇ－ｐｅｎｇ，ＬＩＵ Ｊｉｎｇ，ＬＩＵ Ｊｉｅ，ＪＩＮ Ｈａｉ—ｒｕ （Ｃｏｌ１．ｏｆＣｈｅｍ．＆Ｌｉｆｅ Ｓｃｉ．，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉ．，Ｊｉｎｈｕａ ３２１００４） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｌ・ａｒｇｉｎｉｎｅ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｉｎ ｓｏｍｅ ｍｅｔａ— ｂｏｌｉｃ ｐａｔｈｗａｙｓ．Ｉｔ ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｈｕｍａｎ ａｎｄ ａｎｉｍａｌ ｂｏｄｉｅｓ．Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ａｎｄ ｆｏｏｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．Ｔｈｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｏｆ Ｌ—ａｒｇｉｎｉｎｅ ｈｉｇｈ—ｙｉｅｌｄｉｎｇ ｓｔｒａｉｎ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ａｒｇｉｎｉｎｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐａｔｈｗａｙ ｏｆ ｅｕｋａｒｙｏｔｉｃ ｏｒｇａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｐｄａｔｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｌ・Ａｒｇｉｎｉｎｅ；ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐａｔｈｗａｙ；ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｓｔｒａｉｎ ｂｒｅｅｄｉｎｇ；ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ １９２９年广田氏研究鱼精蛋白发现其含大量 精氨酸，约占总氨基酸的８０％，因此命名为精氨 酸（ａｒｇｉｎｉｎｅ，Ａｒｇ），精氨酸最初是在羽扇豆苗提取 物中得到的…。精氨酸是一种人体半必需的碱性 氨基酸，具有特殊的生理生化功能，被广泛应用于 食品及医药工业中 。精氨酸不仅对氨中毒性肝 昏迷、病毒性肝炎的治疗效果显著 ，还通过精氨 酸—一氧化氮通路所产生的一氧化氮，调节一系列 免疫过程，对肌体起着全方位的保护作用 。创 伤后肌体补充适当的外源 一精氨酸，可以促进伤 口愈合，提高免疫水平 。此外，研究表明 －精氨 酸在男性生殖功能中起到作用 ，也有抗粥样动 脉硬化、调节血压的功能 。在生化方面，精氨 酸是尿素循环及合成聚胺、肌酸的代谢中间物，也 是合成胞浆蛋白与核蛋白的前体。目前精氨酸最 高产量为９６ ｇ／Ｌ 。国内菌株产酸水平和遗传稳 定性依然处于劣势，且使用菌种单一，易被噬菌体 污染。在重点综述真菌合成精氨酸研究进展基础 上，对精氨酸发酵前景做了探讨，并根据实际情况 提出了新的建议，为筛选高产精氨酸菌株提供新 的解决途径。 １ 精氨酸高产菌选育及发酵研究 进展 １．１ 高产精氨酸菌株选育进展 自然界中产精氨酸的正常菌株代谢会维持在 一个平衡的稳定状态，故菌株精氨酸产量低，不利 作者简介：于向鹏 男，硕士研究生。研究方向为微生物资源发掘与利用。Ｅ・ｍａｉｌ：ｙｕｘｐ＿９３３＠１６３．ｃｏｍ 通讯作者。男，教授，硕导。研究方向为微生物资源发掘与利用。Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｒｊｉｎ＠ｚｊｎｕ．ｃａ 收稿日期：２０１１－１１－０３；修回日期：