发酵机制及控制.ppt

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通过对环境的控制，来提高其产量和产率，
代谢控制发酵，产品多为代谢中间物质或者要进一步转化的物质。
不但需要严格的控制环境，通常还需要对其代谢机制有系统地了解
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第四章 发酵机制与代谢控制
§4-1 糖的代谢与调节
本节主要介绍糖代谢的几条代谢途径，和其调节机制，并简单介绍糖代谢厌氧发酵产物乙醇的发酵生产。
汇报人姓名
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糖代谢的途径
糖代谢的主要途径有：
糖的酵解途径——EMP途径
TCA循环
HMP途径（磷酸戊糖途径）
ED 途径
其产物是：丙酮酸
1、糖的酵解途径——EMP途径
丙酮酸有氧氧化生成： 乙酰辅酶A
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丙酮酸无氧代谢：脱羧，生成乙醛，乙醛还原生成乙醇
丙酮酸在有氧的条件下，在丙酮酸氧化脱羧酶系（脱氢酶）的作用下，氧化脱羧生成乙酰辅酶A （CH3-CO-SCoA ）
进入TCA循环，彻底氧化成CO2和H2O。总的反应式：
C6H12O6 = 6CO2 + 6H2O +32ATP
2、TCA循环
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5ATP*3 + +1 +
TCA一圈，即每分子乙酰辅酶A氧化，有：
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2*（*3 + +1 + ）+ *2 +2=32ATP
总计：
3、HMP途径（磷酸戊糖途径）
将葡萄糖彻底氧化成CO2和H2O，并有29分子的ATP生成
特点：
（1）中间代谢产物中有，C7 、C5 、C4 有利于微生物的合成代谢。
（2）只有NADP参入氧化脱氢反应，可以产生大量的NADPH
（3）是一条高产能的氧化途径。
反应式：C6H12O6 = 6CO2 + 6H2O +29ATP
常见的是细菌的ED途径，发酵生产乙醇。
反应式：
C6H12O6 = 2丙酮酸 +2TP + NADPH + NADH
例如：在谷氨酸发酵中，
菌体生长期：EMP / HMP =38%
GA 合成期：EMP / HMP =26%
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ED 途径
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二、糖代谢的调节机制

能荷 = [ATP] +1/2[ADP] / [ATP] +[ADP] +[AMP]
显然，能荷在0—1之间
糖原 ← 葡萄糖 → 产生ATP
关键酶 ： G 磷酸化酶
磷酸果糖激酶（PFK)
异柠檬酸脱氢酶
柠檬酸合成酶
因此，能荷对糖代谢的调节是方向性的。
生物素对糖代谢的调节与能荷的调节是不同的，后者是对糖代谢流的调节，而生物素的主要作用是对糖降解速率的调节，通常生物素能够促进糖的EPM途径，对TCA循环也有促进作用，对糖的HMP 途径也有促进作用，但是，对上述三条途径的促进作用的大小却不同，对EMP 途径的促进作用较大……。
生物素的调节
酵母菌的酒精发酵生产简介
磷酸盐的调节作用