Código fuente de la fórmula de variación de energía

1. Fermentación metabólica controlada: utiliza métodos genéticos u otros métodos bioquímicos para cambiar y controlar artificialmente el metabolismo de los microorganismos a nivel de moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN) para producir objetivos útiles. Productos de fermentación que se producen y acumulan en grandes cantidades. p2

2. La clave para el control metabólico de la fermentación: depende de si se puede liberar el mecanismo de control metabólico de los microorganismos, si se puede romper la regulación metabólica normal de los microorganismos y si se puede romper el metabolismo de los microorganismos. ser controlado artificialmente. p2

3. El concepto específico de ingeniería metabólica: p3

1. Cambiar el flujo metabólico:

(1), acelerar las reacciones limitantes (2; ) cambiar la dirección de las vías metabólicas ramificadas; (3) construir vías de derivación metabólicas (4) cambiar las vías del metabolismo energético;

2. Ampliar las vías metabólicas y construir nuevas vías metabólicas:

(1) Introducir genes extraños y ampliar las vías metabólicas (2) Utilizar nuevos sustratos para construir nuevas vías biosintéticas.

El capítulo 2 trata la idea básica del control metabólico de la fermentación.

1. El mecanismo regulador de las células microbianas: p7-9

(1), el mecanismo de control de la biosíntesis de enzimas mediante el control de genes:

①Inducción—— Promueve la síntesis de enzimas;

(2) Represión-inhibición de la síntesis de enzimas, incluyendo:

1) Represión del producto final, 2) Represión de catabolitos.

(2) Mecanismo de control de la actividad enzimática:

①Inhibición o activación de productos finales,

②Regulación de la actividad a través de niveles de coenzima,

③Activación de zimógeno,

④Activación de enzima latente.

(3) Controlando la permeabilidad celular: (según el papel de las enzimas en la regulación metabólica)

① Enzimas reguladoras: enzimas alostéricas, isoenzimas y enzimas multifuncionales.

②Enzima estática

③Enzima potencial

2. Desensibilización: Tras un tratamiento específico, la enzima alostérica no pierde su actividad pero pierde su capacidad de responder a los efectores alostéricos. sensibilidad.

Nota: Métodos de tratamiento: ① Despolimerización de enzimas alostéricas, ② Mutación genética. p15

3. Los tipos regulatorios de inhibición por retroalimentación se pueden dividir en las siguientes categorías: p18-21.

(1), los tipos de regulación de la actividad enzimática en vías monofuncionales: ① activación precursora, ② activación compensatoria.

(2) Tipos de regulación de la actividad enzimática en vías multifuncionales:

①Inhibición por retroalimentación cooperativa o inhibición por retroalimentación multivalente,

②Inhibición por retroalimentación cooperativa,

③Inhibición por retroalimentación acumulativa,

④Inhibición por retroalimentación secuencial,

⑤Inhibición por retroalimentación de error: se refiere a la inhibición por retroalimentación de análogos estructurales,

⑥Isoenzimas

4. Desintoxicación de productos catabólicos: cuando las células tienen un sustrato preferido (generalmente, pero no siempre, glucosa), se inhiben muchas otras vías de reacción catabólica. P27 (Nota: Basado en el efecto de la glucosa)

5. Medidas efectivas para romper el mecanismo de autorregulación de los microorganismos y acumular una gran cantidad de metabolitos: p31.

(1), Aplicación de cepas auxótrofas.

(2) Cultivo de mutantes resistentes a la regulación por retroalimentación.

(3) Cultivar mutantes de permeabilidad de la membrana celular: para que el producto final no se acumule en grandes cantidades en la célula y provoque una regulación por retroalimentación.

(4) Liberar la regulación de enzimas clave por parte del producto final a través de mutantes auxotróficos o mutantes condicionales.

(5) Utilizar tecnología de ingeniería genética para crear supermicroorganismos ideales (construir cepas de ingeniería objetivo).

(6) Optimización de las condiciones ambientales de fermentación.

6. Tipo de deficiencia de nutrientes: se refiere a una cepa mutante que ha perdido la capacidad de sintetizar una determinada sustancia debido a una mutación genética en la cepa original. Este nutriente debe complementarse desde el exterior durante el cultivo para crecer. El ejemplo más típico de p32: las cepas con auxotrofia de homoserina (hom -) o auxotrofia de treonina (thr -) logran la acumulación de lisina.

7. Tipo de defecto de fuga: se refiere al tipo de defecto de una enfermedad genética incompleta. (Nota: esta mutación sólo reduce la actividad de una de las enzimas, en lugar de perderla por completo.

No se pueden sintetizar productos finales excesivos, por lo que no provocarán inhibición de la retroalimentación ni afectarán la acumulación de metabolitos intermedios. )p33

8. La idea básica del control metabólico de la fermentación:

(1) Cortar el metabolismo de las ramas: (1) seleccionar mutantes auxotróficos, (2) seleccionar mutaciones con fugas. cuerpo.

⑵ Eliminación de la regulación de retroalimentación de las propias bacterias:

① Crianza de mutantes resistentes a análogos (mutantes resistentes a antagonistas metabólicos) - vía de formación: 1) Enzima alostérica Mutaciones genéticas estructurales, 2) Regulación de mutaciones genéticas. p35

②Utilización de la actividad enzimática

③Aplicación de revertentes auxotróficos

(3), aumentando la síntesis de precursores

(4) Eliminar el producto final.

5. Utilización de mecanismos reguladores especiales: ① Utilizar varios mecanismos de control de productos, ② Utilizar síntesis equilibrada,

③ Utilizar cadena metabólica, ④ Transformación de síntesis prioritaria.

⑹ Aplicación de mutación condicional

(7) Cultivar cepas que no produzcan subproductos.

(8) Seleccionar cepas que produzcan antagonistas metabólicos.

Capítulo 3 Tecnología básica de mejoramiento por fermentación para el control metabólico

1. Varias cuestiones en el mejoramiento por mutación: p61-65

① Selección de cepas iniciales: ①La influencia de la cepa inicial del mutágeno; ②La influencia de la ploidía cromosómica en el mutágeno.

②Preparación de suspensión celular: ①cultivo sincrónico, ②edad de bacterias, ③concentración de suspensión celular, ④preparación de suspensión celular.

③Selección de mutágeno y método de tratamiento: ①Selección de mutágeno, ②Selección de dosis de mutágeno, ③Selección de método de tratamiento con mutágeno.

④Cultivo intermedio

2. El método de concentración deficiente de nutrientes es el siguiente:

① Método de penicilina, ② Método de d-cicloserina, ③ Método de pentaclorofenol,

④Método de ácido sulfúrico, ⑤Método de nistatina, ⑤Método de 2-desoxiglucosa,

⑦Método de filtración, ⑧Método de esterilización diferencial

Nota: Para eliminar el tipo salvaje y el enriquecimiento -Células deficientes, independientemente de cuál de los métodos anteriores se utilice, el cultivo intermedio después de la mutagénesis debe tratarse de la siguiente manera: ① Cultivo de inanición, ② Dos cultivos de fuente de nitrógeno.

3. Métodos de detección de cepas auxotróficas: ① Método de detección uno por uno, ② Método de cultivo en sándwich, ③ Método de suplementación limitada, ④ Método de inoculación por fotocopia p68.

4. Pasos generales de la cría por fusión de protoplastos: p77

① Cribado de cepas marcadoras,

② Preparación de protoplastos: factores que influyen:

(1) Pretratamiento de las bacterias, (2) Tiempo de cultivo de las bacterias (generalmente elija la fase de crecimiento logarítmico de las bacterias),

(3) Concentración de enzima, (4) Temperatura de hidrólisis enzimática (generalmente controlado a 20-40°C), (5) tiempo de hidrólisis enzimática, (6) estabilizador de presión osmótica.

③Regeneración de protoplastos,

④Fusión de protoplastos,

⑤Selección de fusiones,

⑥Cribado de cepas prácticas.

5. Transducción: La transducción es un fenómeno en el que parte del ADN de la bacteria donante se introduce en la bacteria receptora utilizando como medio el fago de transducción, de modo que la bacteria receptora adquiere determinados rasgos genéticos. Debe haber tres componentes: el donante, el fago transductor y el aceptor. p88

6. Transformación: Transformación significa que una gran cantidad de fragmentos de ADN libres de las células del donante se absorben directamente en las células receptoras y se integran en el genoma de las células receptoras, lo que permite que las células receptoras adquieran la células del donante. Incluye tres pasos: preparación del ADN del donante, absorción del ADN por las células receptoras y selección de transformantes.

p92

Capítulo 7 Metabolismo y control del azúcar

Mejoramiento para el control metabólico de la fermentación de 1 y d-ribosa: boceto (p248)

① Selección de cepas iniciales,

②Aislamiento de mutantes deficientes en transcetolasa:

(1) Cultivar cepas mutantes que no utilicen d-gluconato o l-arabinosa,

⑵Crear mutantes con deleción de shikimato ,

⑶Seleccione deficiencia de l-triptófano, deficiencia de l-tirosina, deficiencia de l-fenilalanina, deficiencia de coenzima q, deficiencia de vitamina K o deficiencia de ácido fólico Cepas mutantes deficientes.

③Otros marcadores,

④Utiliza tecnología de ingeniería genética para construir cepas de ingeniería de ribosa,

⑤Control de fermentación.

2. Ideas de reproducción para controlar el metabolismo de la fermentación del ácido γ-linolénico: Diagrama esquemático p271-273.

①Selección de cepas iniciales,

(2) Cortar o debilitar ramas del metabolismo,

③Cancelar el ajuste de retroalimentación,

④ Fortalecer la energía. metabolismo,

(5) mejorar la síntesis de precursores,

⑥seleccionar mutantes con fuerte actividad δ6-deshidrogenasa,

(7) para cultivar el crecimiento a baja temperatura mutantes,

(8) para cultivar mutantes tolerantes al alto contenido de azúcar.

Capítulo 9 Control metabólico y fermentación de aminoácidos

1. Fermentación de lisina: boceto p292

(1) Cortar o debilitar el metabolismo de las ramas,

p>

(2) Cancelar el ajuste de retroalimentación,

③ liberar la cadena metabólica,

④ aumentar la permeabilidad de la membrana,

⑤ aumentar los precursores Síntesis de sustancias,

⑥Cultivo de mutantes sensibles a la temperatura,

⑦Creación de mutantes de recuperación de ureasa,

⑧Construcción de cepas de ingeniería de lisina utilizando tecnología de ingeniería genética.

2. Fermentación de triptófano:

① Cortar el metabolismo de las ramas,

(2) Liberar la regulación de la autorretroalimentación,

③Aumentar el precursor. ,

(4) Cortar un mayor metabolismo,

⑤Utilizar tecnología de ingeniería genética para construir una cepa modificada con triptófano,

⑥Otros marcadores.

Capítulo 10: Control metabólico y fermentación de sustancias de ácidos nucleicos

Mejoramiento para el control metabólico de la fermentación de inosina: p366

①Selección de cepas de partida,

(2) Aumentar las sustancias precursoras,

(3) Cortar el metabolismo de derivación: (1) Raza ade - cepa, (2) Raza xan - o Gu- cepa, (3) Seleccionar raza th - o sus - cepas, y (4) seleccionar cepas con nucleósido fosforilasa débil.

(4) Liberar la regulación de retroalimentación de las bacterias.

(1) Cultivar mutantes que sean resistentes a los análogos estructurales de adenina y guanina, como 8-azaadenina, 8-azaguanina y otros. mutantes resistentes,

(2) Crianza de mutantes resistentes a adenina o xantina,

(3) Crianza de sulfonamidas Fármacos como sulfadiazina, sulfapiridazina y otros mutantes resistentes a fármacos.