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谷胱甘肽发酵法生产蛋白胨的原理

时间:2021-11-23 16:11:22 点击:460次

    细胞内的谷胱甘肽是由y-谷氨酰半胱氨酸合成酶与谷胱甘肽合成酶在ATP存在催化L-Glu、L-Cys和Gly的连续反应而得的。每合成1molGSH,要消耗2mol ATP。


    从前体氨基酸生物合成GSH,两部酶促反应都需要消耗ATP,因ATP的价格比较昂贵,经济上不允许在反应过程中直接添加ATP。若建立一个适宜的ATP循环再生体系,在该体系中,由ATP降解而来的ADP(或AMP)通过其他途径再合成为ATP,使ATP能循环使用。这样就可以采用再生ATP的廉价底物来代替ATP,从而改善生产的经济性。


    直接利用完整细胞,破碎细胞或细胞中制取的酶系统进行ATP再生的方法,具有较高的ATP再生活力和较好的反应活性。其中利用完整的细胞进行ATP再生,因不需要冗长的细胞破碎和酶提取过程,更具有优越性。


    目前报道的ATP再生系统中,有两个途径比较有发展前景。


    1·酵母细胞中的糖酵解途径,该途径所用的底物为碳水化合物和磷酸基因,是廉价、稳定的基质,适用于工业化生产。


    2·细菌中的乙酸酶反应。这种酶在革兰氏阴性细菌中广泛存在并有较高的活力。但是该途径由于采用高能化合物作为底物,实验室规模操作的小老板虽然较高,但在工业上使用却很不稳定,会导致ATP再生反应总效率的下降,且大规模提供这种物质也有困难,因此该方法应用不广。

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    因ATP的再生反应和消耗ATP的生物合成反应的酶源不同,可分为ATP再生自耦合反应系统和ATP再生种间耦合反应系统。前者利用一种菌自身的ATP再生酶活和需ATP合成反应酶活实现GSH的积累。后者采用不同微生物,一种作为ATP再生酶系供应体,另一种作为GSH的合成酶供应体。在该反应系统,需同时具有较高的ATP再生酶系活性和需ATP的GSH合成反应的酶系活性,才具有较高的效率。


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