關(guān)于抗生素發(fā)酵的代謝與控制第一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一1、次級(jí)代謝產(chǎn)物和初級(jí)代謝產(chǎn)物的關(guān)系2、抗生素產(chǎn)生菌的幾種主要代謝調(diào)節(jié)機(jī)制3、細(xì)胞生長期和抗生素生產(chǎn)期的相互關(guān)系4、抗生素合成的關(guān)鍵酶5、影響次級(jí)代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的因素及改進(jìn)措施第二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一初級(jí)代謝產(chǎn)物：微生物產(chǎn)生的對(duì)自身生長和繁殖必須的物質(zhì)。而產(chǎn)生這些物質(zhì)的代謝體系稱為初級(jí)代謝(primarymetabolism)。初級(jí)代謝體系具體可分為：分解代謝體系素材性生物合成體系結(jié)構(gòu)性生物合成體系第一節(jié)、初級(jí)代謝產(chǎn)物和初級(jí)代謝第三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一次級(jí)代謝是指微生物在一定的生長時(shí)期，以初級(jí)代謝產(chǎn)物為前體，合成一些對(duì)微生物的生命活動(dòng)無明確功能的物質(zhì)的過程。這一過程的產(chǎn)物，即為次級(jí)代謝產(chǎn)物。次級(jí)代謝是相對(duì)于初級(jí)代謝而提出的一個(gè)概念。次級(jí)代謝產(chǎn)物大多是分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的化合物。根據(jù)其作用，可將其分為抗生素、激素、生物堿、毒素及維生素等類型。第四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一次級(jí)代謝與初級(jí)代謝關(guān)系密切，初級(jí)代謝的關(guān)鍵性中間產(chǎn)物往往是次級(jí)代謝的前體，比如糖降解過程中的乙酰-CoA是合成四環(huán)素、紅霉素的前體。次級(jí)代謝一般在菌體對(duì)數(shù)生長后期或穩(wěn)定期間進(jìn)行，但會(huì)受到環(huán)境條件的影響；某些催化次級(jí)代謝的酶的專一性不高；次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成，因菌株不同而異，但與分類地位無關(guān)；質(zhì)粒與次級(jí)代謝的關(guān)系密切，控制著多種抗生素的合成。1、初級(jí)代謝與次級(jí)代謝的關(guān)系第五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一第六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一第七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一從上圖可以看出，許多物質(zhì)處于代謝的分叉點(diǎn)上，例如：CH3CO-SCoA，是葡萄糖糖經(jīng)HMP、EMP生成的中間物質(zhì)，經(jīng)羧化后可形成丙二酰輔酶A，丙二酰輔酶A可用于脂肪酸的合成上，進(jìn)而又可經(jīng)多次重復(fù)縮合、環(huán)化等形成四環(huán)素類或其他抗菌素等次級(jí)代謝產(chǎn)物，而CH3COSCoA又可以進(jìn)入TCA循環(huán)，這類物質(zhì)稱之為：分叉中間體，還有丙酮酸、草酰乙酸、莽草酸等；這些分叉中間體把微生物的次級(jí)代謝和初級(jí)代謝緊密地聯(lián)系起來。第八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一次級(jí)代謝產(chǎn)物一般不在產(chǎn)生菌的生長期產(chǎn)生，而在隨后的生產(chǎn)期形成；2.種類繁多，結(jié)構(gòu)特殊，含有不常見的化合物（如：抗生素、毒素、色素和生物堿等）；含有少見的化學(xué)鍵（如：吩嗪、吡咯、喹啉、聚乙烯和多烯的不飽和鍵等）；2、微生物次級(jí)代謝的特征第九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一一種微生物的不同菌株可以產(chǎn)生分子結(jié)構(gòu)迥異的次級(jí)代謝物；不同種類的微生物也能產(chǎn)生同一種次級(jí)代謝物；次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成比生長對(duì)環(huán)境因素更敏感。如菌體生長，磷酸鹽濃度0.3～300mmol/L；產(chǎn)物合成，磷酸鹽濃度0.1～10mmol/L；第十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一3、次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成①養(yǎng)分的攝入；②通過中樞代謝途徑（初級(jí)代謝）養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為中間體；③小分子建筑單位（前體，進(jìn)入次級(jí)代謝）的形成；④前體進(jìn)入次級(jí)代謝生物合成途徑；⑤在次級(jí)代謝的主要骨架形成后作最后的修飾，成為產(chǎn)物。第十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一4、次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成主要調(diào)節(jié)機(jī)制①.酶合成的誘導(dǎo)調(diào)節(jié)；②.反饋調(diào)節(jié)；③.磷酸鹽的調(diào)節(jié)；④.ATP的調(diào)節(jié)作用；第十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一①能量供應(yīng)不足是啟動(dòng)寡聚酮化合物合成的關(guān)鍵因素。如在金霉素合成期高產(chǎn)菌株胞內(nèi)ATP濃度比低產(chǎn)菌株的低許多；且其腺苷酸的合成能力低，故其能量代謝活性較低。②ATP對(duì)初級(jí)代謝產(chǎn)物的某些酶，如檸檬酸合成酶與PEP羧化酶的活性有變構(gòu)抑制作用。低濃度的ATP促進(jìn)PEP羧化形成草酰乙酸，并由此生成丙二酰CoA。ATP的調(diào)節(jié)作用第十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一一、概述狹義抗生素:由微生物（包括細(xì)菌、放線菌、真菌等）產(chǎn)生的在低濃度條件下，對(duì)特異微生物（包括細(xì)菌、真菌、立克次體、支原體、衣原體等）的生長有抑制作用的次級(jí)代謝產(chǎn)物或化學(xué)半合成法制造的相同的和類似的化合物。第二節(jié)、抗生素產(chǎn)生菌的代謝與調(diào)節(jié)第十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一廣義抗生素：①由微生物產(chǎn)生的抗菌及抗其他病原微生物的物質(zhì)；②與微生物產(chǎn)物相同的化學(xué)合成物。即首先發(fā)現(xiàn)于微生物代謝物中，如氯霉素；③以微生物產(chǎn)物為原料，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)所得的衍生物或鹽類；④由以上三種來源的驅(qū)蟲物質(zhì)。第十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一現(xiàn)代抗生素定義是生物在其生產(chǎn)活動(dòng)過程中所產(chǎn)生，并能在低微濃度下有選擇性的抑制或殺滅其他微生物或腫瘤細(xì)胞的有機(jī)物。歷史：

1929年，英國費(fèi)萊明發(fā)現(xiàn)青霉素，二戰(zhàn)期間，大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)，也是世界上最早用于臨床的抗菌素。隨后，氯霉素（1947年）、新霉素（1949年）、土霉素（1950年）、紅霉素（1952年）、四環(huán)素（1953年）、頭孢菌素（1959年）、喹諾酮類（1980年）……也都相繼被發(fā)現(xiàn)。第十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一根據(jù)抗生素的作用機(jī)制分類抑制細(xì)胞壁合成：青霉素；抑制細(xì)胞膜功能：多烯類抗生素；抑制蛋白質(zhì)合成：四環(huán)素；抑制核酸合成：絲裂霉素。第十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一根據(jù)抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類：β-內(nèi)酰胺類β-lactam：青霉素類penicillins、頭孢霉素類cephalosporins；氨基糖苷類aminoglycosides：鏈霉素、慶大霉素；大環(huán)內(nèi)酯類macrolides：紅霉素、麥迪加霉素；四環(huán)類tetracyclines：四環(huán)素、土霉素；多肽類polymyxin：多粘菌素。第十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一二、細(xì)胞生長期和抗生素生產(chǎn)期

的相互關(guān)系微生物的生長曲線可分為4個(gè)期：延滯期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和衰老期。抗生素發(fā)酵可分為2個(gè)代謝期：生長期（營養(yǎng)期）和生產(chǎn)期（抗生素分泌期）。不少抗菌素只能在生產(chǎn)期產(chǎn)生：鏈霉素、青霉素、金霉素、紅霉素等。也有的生產(chǎn)期和生長期平行，如氯霉素。第十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一

在生長期，微生物按一定比例吸收和利用主要營養(yǎng)物質(zhì)而快速生長。生長期結(jié)束時(shí)，一種主要營養(yǎng)物質(zhì)（如P，N或S）可能消耗殆盡或降低到一定程度，成為限制因素，使菌體的生長速度減慢或保持平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)入生產(chǎn)期。生長期中負(fù)責(zé)抗生素合成的酶處于被阻遏的狀態(tài)，如鏈霉素生物合成中的轉(zhuǎn)脒基酶，青霉素生物合成中的?；D(zhuǎn)移酶和苯乙酸活化酶。一旦菌體生長接近生長末期，解除對(duì)相關(guān)酶的阻遏。第二十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一為什么抗生素發(fā)酵明顯分為兩個(gè)階段？為什么生長期負(fù)責(zé)抗生素合成的酶受到阻遏？由生長期過渡到生產(chǎn)期的因素是什么？

從微生物的遺傳控制來看，可根據(jù)操縱子學(xué)說和代謝調(diào)節(jié)機(jī)制來探討。問題：第二十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一R：阻遏基因P：?jiǎn)?dòng)基因O：操縱基因S：結(jié)構(gòu)基因E：酶第二十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一抗生素合成酶在生長期中被阻遏的可能機(jī)制：（1）阻遏蛋白有兩個(gè)位點(diǎn)，分別與操縱基因和誘導(dǎo)物結(jié)合。誘導(dǎo)物結(jié)合后，阻遏蛋白就發(fā)生變構(gòu)，不能與操縱基因結(jié)合，結(jié)構(gòu)酶解除阻遏，能夠合成。生長期中誘導(dǎo)物尚未積累，抗生素合成酶處于被阻遏狀態(tài)。生長末期，菌體代謝的變化使誘導(dǎo)物積累或外源加入誘導(dǎo)物，解除阻遏，從而合成抗生素。第二十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（2）在生長期中，產(chǎn)生了易利用碳源的分解代謝產(chǎn)物，這些產(chǎn)物對(duì)生產(chǎn)期的基因產(chǎn)生分解代謝產(chǎn)物阻遏。當(dāng)分解代謝產(chǎn)物被利用后，才解除對(duì)生產(chǎn)期基因的阻遏。例如：葡萄糖的分解代謝產(chǎn)物能阻遏合成放線菌素D的關(guān)鍵酶——吩噁嗪酮合成酶。當(dāng)葡萄糖耗盡時(shí)，該酶才合成。第二十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（3）初級(jí)代謝終產(chǎn)物對(duì)次級(jí)代謝產(chǎn)生反饋?zhàn)瓒糇饔?，?dāng)這種終產(chǎn)物耗盡時(shí)，生產(chǎn)期的結(jié)構(gòu)基因的受阻遏狀態(tài)才被解除。（4）抗生素合成途徑受高能化合物的阻遏作用。當(dāng)ATP量減少后，阻遏作用被解除。第二十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（5）生長期RNA聚合酶只能啟動(dòng)生長期基因的轉(zhuǎn)錄作用，不能附著在操縱生產(chǎn)期的啟動(dòng)基因上，結(jié)果次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成酶基因受阻遏。菌體停止生長后，酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，允許RNA聚合酶啟動(dòng)生長期基因的轉(zhuǎn)錄作用。第二十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一

參與抗生素生物合成的酶什么時(shí)候出現(xiàn)？其合成如何控制？哪些初級(jí)代謝活動(dòng)能供給抗生素生物合成的前體物質(zhì)？上述兩種系統(tǒng)如何協(xié)調(diào)以保證抗生素合成高效進(jìn)行？三、抗生素生物合成的調(diào)節(jié)與控制第二十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一酶的誘導(dǎo)及解除阻遏；碳源分解代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)；氮源分解代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)；磷酸鹽的調(diào)節(jié)；反饋調(diào)節(jié)；細(xì)胞膜透性的調(diào)節(jié)；抗生素生物合成的終止。第二十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一1、參與抗生素合成的酶的誘導(dǎo)及解除阻遏：很多參與抗生素合成的酶由誘導(dǎo)作用產(chǎn)生：

誘導(dǎo)酶需要誘導(dǎo)物存在才能形成，如：甘露糖鏈霉素酶的形成需要α-甲基甘露糖苷、甘露聚糖等誘導(dǎo)；6-氨基-葡萄糖-2-去氧鏈酶胺是卡那霉素生物合成中卡那霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶的誘導(dǎo)物。具有誘導(dǎo)作用的物質(zhì)只有在菌體生長末期加入才有誘導(dǎo)作用，在菌的旺盛生長期及次級(jí)代謝合成期加入不起作用，說明酶的誘導(dǎo)與生長速率有關(guān)。第二十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一為什么酶的誘導(dǎo)與生長速率有關(guān)？微生物生長速率的降低證明微生物的生長受到了外界環(huán)境條件（多為營養(yǎng)條件）限制，初級(jí)代謝活動(dòng)不能平衡進(jìn)行，造成中間產(chǎn)物的積累，誘導(dǎo)了次級(jí)代謝合成酶的合成。生長速率降低，可能使已合成的生物大分子轉(zhuǎn)化作用加強(qiáng)，造成具有誘導(dǎo)作用的低分子物質(zhì)的濃度升高而產(chǎn)生作用。第三十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一2、碳源分解代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)碳分解代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)分為分解產(chǎn)物阻遏和分解產(chǎn)物抑制兩種。分解產(chǎn)物的調(diào)節(jié)機(jī)制至今尚不完全清楚（在E.coli中與cAMP有關(guān)），可能與具有調(diào)節(jié)作用的底物的代謝速率有關(guān)。第三十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一在抗生素的生物合成中這兩種調(diào)節(jié)方式都是存在的。葡萄糖對(duì)放線菌素、嘌呤霉素的合成產(chǎn)生分解產(chǎn)物阻遏。葡萄糖對(duì)青霉素、新霉素合成的影響可能是由于葡萄糖的分解產(chǎn)物抑制作用。第三十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一抗生素產(chǎn)生菌抗生素產(chǎn)生菌放線菌素桿菌肽頭孢菌素氯霉素鏈霉菌地衣型芽孢桿菌丁頭霉菌委內(nèi)瑞拉鏈霉菌卡那霉素絲裂霉素鏈霉素青霉素卡那霉素鏈霉菌頭狀鏈霉菌灰色鏈霉菌產(chǎn)黃青霉表受葡萄糖抑制的抗生素生產(chǎn)第三十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一3、氮源分解代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)（1）氮源與抗生素的合成有些抗生素的合成受氨和其他能被迅速利用的氮源的阻遏。例如：紅霉素的合成在氮受限制的情況下可一直進(jìn)行到發(fā)酵液中的氮源耗竭為止。如在生產(chǎn)中添加利用的氮源，紅霉素的合成會(huì)立即停止。因此抗生素發(fā)酵宜選用較難消化的氮源。黃豆餅粉降解成氨基酸或氨的速度很慢，不至于抑制抗生素的合成，因此常作為抗生素工業(yè)發(fā)酵的氮源。第三十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（2）抗生素分子中的氮原子的來源直接前體氨基酸、嘌呤和嘧啶的代謝過程為抗生素的生物合成提供含氮前體。氮轉(zhuǎn)移反應(yīng)

氨基糖苷類抗生素的生物合成包括多步氮轉(zhuǎn)移反應(yīng)，包括轉(zhuǎn)氨基，轉(zhuǎn)脒基，轉(zhuǎn)氨甲?；取Ｈ绻@些抗生素合成酶受氮源阻遏，須補(bǔ)加適當(dāng)濃度的氨基或脒基供體（如Gln，Ala，Glu，Arg等）。第三十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一絲裂霉素C的生物合成PEP+E-4-P由莽草酸途徑合成PEP：磷酸烯醇式丙酮酸E-4-P：赤蘚糖-4-磷酸與D-葡萄糖胺有關(guān)精氨酸瓜氨酸第三十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（3）初級(jí)氮代謝物及氨鹽的調(diào)節(jié)某些氨基酸除了直接參與生長和作為次級(jí)代謝產(chǎn)物的前體外，還有調(diào)節(jié)次級(jí)代謝物合成的功能。

例如：色氨酸可誘導(dǎo)麥角堿生物合成酶二甲烯基丙基色氨酸合成酶的合成，增加該酶的活力；諾爾思鏈霉菌谷胺酰胺合成酶受到高濃度銨離子的阻遏。第三十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一4、磷酸鹽的調(diào)節(jié)磷酸鹽不僅是菌體生長的主要限制性營養(yǎng)成分，還是調(diào)節(jié)抗生素生物合成的重要參數(shù)。表現(xiàn)在：過量磷酸鹽對(duì)四環(huán)類、氨基糖苷類和多烯大環(huán)內(nèi)酯類等32種抗生素的生物合成產(chǎn)生抑制作用。工業(yè)生產(chǎn)中常需控制在亞適量。當(dāng)磷酸鹽0.3～300mmol/L時(shí)明顯促進(jìn)菌體生長；濃度為10mmol/L或大于10mmol/L時(shí)對(duì)許多抗生素的合成產(chǎn)生抑制。第三十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一磷酸鹽的調(diào)節(jié)作用歸納如下：無機(jī)磷促進(jìn)初級(jí)代謝，抑制次級(jí)代謝無機(jī)磷過量，葡萄糖代謝速率加快，胞內(nèi)DNA，RNA和蛋白質(zhì)的量增加，呼吸速率上升，次級(jí)代謝的合成受阻，或使其生物合成馬上停止。無機(jī)磷對(duì)比生長速率、產(chǎn)物合成速率的影響生二素鏈霉菌的螺旋霉素生產(chǎn)能力受其生長速率的影響，而生長速率又取決于初磷濃度。螺旋霉素的比生長速率隨初磷濃度升高，與比生產(chǎn)速率成反比。第三十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一無機(jī)磷與糖分解代謝途徑的影響無機(jī)磷濃度增加時(shí)磷酸戊糖途徑的代謝活性降低，而酵解途徑活性增加。HMP途徑提供NADH2或前體不足，會(huì)影響次級(jí)代謝產(chǎn)物合成。磷限制次級(jí)代謝產(chǎn)物合成的誘導(dǎo)物的合成磷通過抑制麥角堿生物合成的誘導(dǎo)物色氨酸來抑制麥角堿的生物合成，其原因是高濃度的磷抑制HMP途徑，使色氨酸生成減少。第四十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一過量磷抑制次級(jí)代謝產(chǎn)物的前體的生成磷抑制或阻遏次級(jí)代謝產(chǎn)物合成所必需的磷酸酯酶

鏈霉素、新霉素、紫霉素等合成途徑的中間物均為磷酸化物，需要磷酸酯酶的參加，該酶受到磷酸的抑制或阻遏。第四十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一5、反饋調(diào)節(jié)抗生素的生物合成途徑中，反饋調(diào)節(jié)起著重要作用?？股乇旧淼姆e累起反饋調(diào)節(jié)作用。

如：青霉素，氯霉素抗生素的前體是初級(jí)代謝產(chǎn)物時(shí)，初級(jí)代謝產(chǎn)物的形成受到反饋調(diào)節(jié)，會(huì)影響抗生素的形成。

如：青霉素前體物是纈氨酸，纈氨酸的合成受到的反饋調(diào)節(jié)就會(huì)影響青霉素的合成。第四十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一初級(jí)與次級(jí)代謝間存在分叉中間體，由交叉中間體產(chǎn)生的初級(jí)代謝終產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié)可影響次級(jí)代謝產(chǎn)物的形成。分叉中間體主要有：莽草酸，乙酰CoA和α-氨基己二酸。丙二酰CoA既可以在初級(jí)代謝中合成脂肪酸，也可以經(jīng)縮合，環(huán)化或閉環(huán)生成四環(huán)素類或其他類抗生素。如青霉素合成中賴氨酸的反饋抑制。Lys抑制青霉素前體之一的a-氨基己二酸的合成途徑的酶的活性或酶量。第四十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一6、細(xì)胞膜透性的調(diào)節(jié)細(xì)胞膜透性的調(diào)節(jié)是代謝調(diào)節(jié)的一個(gè)重要方面。在青霉素發(fā)酵中，產(chǎn)生菌細(xì)胞膜輸入硫化物能力的大小是影響青霉素發(fā)酵單位高低的一個(gè)因素，因?yàn)榫w需要足夠的硫源來合成青霉素，如輸入硫化物的能力增大，硫源供應(yīng)充足，合成青霉素的量就增多。誘變獲得的青霉素高產(chǎn)菌中，有的菌株提高了膜攝取無機(jī)硫酸鹽的濃度。第四十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一7、抗生素生物合成的終止抗生素生產(chǎn)周期取決于產(chǎn)生菌的遺傳特性和環(huán)境條件。在抗生素合成酶形成后抗生素生物合成的速率在一定時(shí)間里直線上升，但不同菌種維持時(shí)間不同。抗生素合成的終止有以下機(jī)制：第四十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（1）抗生素合成酶的不可逆衰退

多肽類抗生素合成酶的活力在抗生素生產(chǎn)開始后幾小時(shí)就開始下降，其機(jī)制尚不清楚，短桿菌肽S合成酶失活的機(jī)制可能是：酶被蛋白水解酶分解為大小不同的兩個(gè)亞單位。酶的失活與氧有關(guān)，氧使酶的巰基氧化鈍化。通入氮可除去氧防止酶失活，指數(shù)期供給大量氧而后期維持適當(dāng)水平也有利于抗生素生成。第四十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（2）受自身合成的抗生素反饋調(diào)節(jié)

已證實(shí)氯霉素、環(huán)己酰亞胺、嘌呤霉素、制霉菌素、霉酚酸和青霉素等抑制自身的生物合成。產(chǎn)生菌的抗生素抑制其生物合成的程度一般與該菌株的生產(chǎn)能力有關(guān)。第四十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一四、人工克服微生物次級(jí)代謝

調(diào)控作用的限制改進(jìn)發(fā)酵條件：添加誘導(dǎo)物，控制磷的含量，控制葡萄糖的濃度等。誘變育種：回復(fù)突變解除反饋調(diào)節(jié)，抗結(jié)構(gòu)類似物突變株?；蚬こ淘谔岣呱a(chǎn)性能上的應(yīng)用：強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)構(gòu)；改變表達(dá)體系；擴(kuò)增抗生素產(chǎn)生菌的抗性基因；提高編碼關(guān)鍵酶的基因劑量；提高轉(zhuǎn)譯水平的表達(dá)效率；增強(qiáng)重組菌的生長能力；調(diào)節(jié)性啟動(dòng)子。第四十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一1、強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)構(gòu)途徑特定調(diào)控基因：基因產(chǎn)物為途徑特異的激活蛋白，如使其在對(duì)數(shù)生長期表達(dá)，可使抗生素合成提前。如放線紫紅素調(diào)節(jié)基因：act-ORF4。多效調(diào)控基因：多種基因的協(xié)調(diào)作用。如：天藍(lán)色鏈霉菌的基因：afsR、afsB和bldA之間的協(xié)調(diào)作用。強(qiáng)化中間體的表達(dá)：波賽鏈霉菌轉(zhuǎn)入dnrR1和dnrR2多拷貝質(zhì)粒，可使柔紅霉素中間體紫紅霉酮大量增加?；蚬こ淘谔岣呱a(chǎn)性能上的應(yīng)用：第四十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一2、改變表達(dá)體系引入全部結(jié)構(gòu)基因的克?。?/p>

將結(jié)構(gòu)基因克隆，導(dǎo)入生產(chǎn)菌表達(dá)。如：將酚霉素（肽類抗生素，含89個(gè)L-氨基酸）的結(jié)構(gòu)基因PHM插入質(zhì)粒中，轉(zhuǎn)化大腸桿菌，可使產(chǎn)量提高。引入通用調(diào)節(jié)基因：

通用調(diào)節(jié)基因可以調(diào)控多種抗生素的生物合成。如變鉛青鏈霉菌調(diào)節(jié)基因afsR2可以誘導(dǎo)變鉛青鏈霉菌和天藍(lán)色鏈霉菌的兩種結(jié)構(gòu)不相干的抗生素——放線紫紅素和十一烷基靈桿菌素的生物合成。將afsR2引入S.avermitilis菌可促進(jìn)阿凡曼菌素生產(chǎn)。第五十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一3、擴(kuò)增抗生素產(chǎn)生菌的抗性基因提高菌種對(duì)其自身抗生素的耐受能力是高產(chǎn)的先決條件。如使卡那霉素鏈霉菌編碼乙?；D(zhuǎn)移酶的基因在卡那霉素鏈霉菌中表達(dá)可使卡那霉素產(chǎn)量比野生型提高4.5倍。第五十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一4、提高編碼關(guān)鍵酶的基因劑量通過定點(diǎn)誘變或增加基因劑量有可能提高關(guān)鍵酶的活性，從而提高產(chǎn)物的表達(dá)量。乙酰氧頭孢菌素C合成酶是抗生素合成的限制步驟，克隆該酶的基因cefCF并轉(zhuǎn)化到頭孢霉中可使頭孢菌素C產(chǎn)量提高25％。第五十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一5、提高轉(zhuǎn)譯水平的表達(dá)效率重組頭孢菌素C的脫乙酰基酶（C