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谷胱甘肽發酵法生產蛋白胨的原理

時間:2021-11-23 16:11:22 點擊:470次

    細胞內的谷胱甘肽是由y-谷氨酰半胱氨酸合成酶與谷胱甘肽合成酶在ATP存在催化L-Glu、L-Cys和Gly的連續反應而得的。每合成1molGSH,要消耗2mol ATP。


    從前體氨基酸生物合成GSH,兩部酶促反應都需要消耗ATP,因ATP的價格比較昂貴,經濟上不允許在反應過程中直接添加ATP。若建立一個適宜的ATP循環再生體系,在該體系中,由ATP降解而來的ADP(或AMP)通過其他途徑再合成為ATP,使ATP能循環使用。這樣就可以采用再生ATP的廉價底物來代替ATP,從而改善生產的經濟性。


    直接利用完整細胞,破碎細胞或細胞中制取的酶系統進行ATP再生的方法,具有較高的ATP再生活力和較好的反應活性。其中利用完整的細胞進行ATP再生,因不需要冗長的細胞破碎和酶提取過程,更具有優越性。


    目前報道的ATP再生系統中,有兩個途徑比較有發展前景。


    1·酵母細胞中的糖酵解途徑,該途徑所用的底物為碳水化合物和磷酸基因,是廉價、穩定的基質,適用于工業化生產。


    2·細菌中的乙酸酶反應。這種酶在革蘭氏陰性細菌中廣泛存在并有較高的活力。但是該途徑由于采用高能化合物作為底物,實驗室規模操作的小老板雖然較高,但在工業上使用卻很不穩定,會導致ATP再生反應總效率的下降,且大規模提供這種物質也有困難,因此該方法應用不廣。

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    因ATP的再生反應和消耗ATP的生物合成反應的酶源不同,可分為ATP再生自耦合反應系統和ATP再生種間耦合反應系統。前者利用一種菌自身的ATP再生酶活和需ATP合成反應酶活實現GSH的積累。后者采用不同微生物,一種作為ATP再生酶系供應體,另一種作為GSH的合成酶供應體。在該反應系統,需同時具有較高的ATP再生酶系活性和需ATP的GSH合成反應的酶系活性,才具有較高的效率。


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