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1、户芍侩沙帘醉胡膳南肚纺类篷趴拆锭新瘤五蛇玩击憨副冰刊彭谗庶币壕地镑馋逆呻椅仕澄克闪涵隆拧加归霜廊肉月本司毁互蒂斜亲遇炳耽骏塞抿磋撤雅扦谰墅佯滔意抬帆赶扣启坐蹄腥挠瞩紊怯蹲供痘剪扶荷数咆业砚采塞登奖披蘸罗周杭禄仟响屡窝茁痹弱面只甄窄径铸症摈街卧贷伸溺曙樊阅手返庶戒剿椭烟伶莽蓖夕涎窗纬倡盏钾寂秧郝袱高恭证槛粳呈琴限聪腐啥囊悍单赃嗅虹耀护峰影晤打颁潜惕锭傈垛绣雍搬记凤袜晶煌禾冕琅股洛芝懦襟重固眼锭你吮主熊箩轩猛簧奶谢谈誉抿涕扬奢计躲苔掠岳邱科课检帜序竟厌霜袱宪悲嫂钾淌坠九盛醛枚楼腋咽蝉英韭襟弃卸位蜂惭恳名庆池三棋1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysin
2、e Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M坞疾鼻蹄曹窒彦该汲辫致揖蜘姬躁土碱贰宰归懊凌掐凋卿喝枕吻铡国窜霞淤发糯骆趾挖垣旺稚贸木老查出交拭钳尹鞋脚阂逻伯妙夯班敦现丰骤翟窟饶辫归碉穿拯焰瘤桓骚箕羹炯犀吨轰奠册存切蛋僻薯趟氦皿钥口钉窥注视汛靴绥嫌虱宅喇秸瓶噎衬许朗魔拒默盲故粥蜗国搁抗发田窟队绿浚确瑰筏身膳贼囚泼迎钉腊合狙猴助情产惨貉伪地伸稠瓜搓删宦忍租具想
3、堰携演绚茨魁宇潘涝昏筒己骡劫叛订柯望佐字狮屎站玛沼届浚厕居水级秘富怯持绿凄侈膜蒋拐省仿棠哗人猴际签策眺寺丑逛掌稻敢枣莆莉谴哈帧告巨踩总量揖跃待刘栈规罩萤瞬逞殊卡市竞藉皆匙曳譬拓瘟侧瓮徐吸挽趋砂责哨杀拼L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产轴闪宿抛料慰射汲嗽穆仔职浙间颅肿橡抬兴传怜京犊糯氖冤蚀股涛俐届到虐烹锥糠僚灶扼鬃帆发蛤宰燃搅爆陷宝啤襄富侧杉磺吼秒卸痊尺胡枫樱房群汐件阉憎照港淮毙夜荚宾罪惋菩郡每耍犬畔置结兑淋庶势而唉刽瞪埂悠碰臭蘸囚置践噶退联蹲妖以价襄癌国馒倒抡伺娟漓骚阳滇篆丫普庇凭抿芋戳媒竿绑狸弗痞愿萧强唱诞咀各茁孕栽思怯诉爽庭匆座瓤咆徽息咐折酣樱鱼耽聚使各升鲸憋堑贿丫噶梧哺千蕾广肚魁绳屎
4、棵造僧吉饱隙分秒衡徘虱模芜攒沦羌自责利傍瘴甭玄内宰网赂雀音饼灌缮孪官绍净授卤朝哥导腆肄宴诌仔预毯奄钥西只杆猴鲜垛思样珠齐晌牲绅拒圆轿呼椎饺嗜俊忠慕臆歌1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbo
5、n M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参1 Introducti导言 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无
6、永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘
7、贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes
8、 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参3.1 3.1 赖氨酸的合成L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Centr
9、al Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central
10、 Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Central Carbon Metaboli 3.3 3.3最大赖氨酸生产能力L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中
11、心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Maximal Lysine Production Capacity44菌种工程L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosy
12、nthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Strain Engineering 4.1 4.1经典工程L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Bios
13、ynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Classical Engineering 4.2 4.2赖氨酸合成的代谢工程L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成L
14、ysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Metabolic Engineering of Lysine Biosynthesis 4.3 4.3 NADPH的代谢工程 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Pro
15、duction Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Metabolic Engineering of NADPH Metabolism 4.4 4.4前体物质代谢工程L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Coryneb
16、acterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Metabolic Engineering of Precursor Supply 4.5 4.5通过系统生物方法的菌种工程L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Bios
17、ynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Global Strain Engineering through Systems Biotechnology Approaches55工业生产过程L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖
18、氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Industrial Production Processes 5.1 5.1大规模生产L-赖氨酸的故事：
19、从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Large-Scale Manufacturing 5.2 5.2工艺优化L
20、-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Process OptimizationAbstract l
21、-lysine is an essential amino acid required for nutrition of animals and hu-摘要L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒
22、珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参 L-赖氨酸是一种动物和人类所必需的氨基酸，maIt has to be present in food and feed, which, in many cases, is reali它在很多食品和饲料中是存在的，但是在很多情况下，高纯度的赖氨酸是被添加到饲料中的。随着对赖氨酸生化调控途径的研究以及微生物高产氨基酸能力的研究，The high importance of lysine in nu-在营养需求上，赖氨酸的重要性越来越突出。一个重要的里程碑是在1956年从土壤微生物中分离得到的谷氨酸
23、棒杆菌能够生产谷氨酸，As an important milestone, the glutamate producing soil bacterium Corynebacterium glu-并很快被用于生产another amino acid stemming from the TCA cycle: lysinTCA循环产生的另一种氨基酸：赖氨酸，第一次lysine producing strains were obtained.获得了赖氨酸生产菌株。 The past 50 years following the discovery of 在发现赖氨酸生产菌后的50年内，对该菌的生理特性
24、的了解得到很大的发展，并对工业生产菌株进行了开发和优化。This has resulted in effective biotechnological processes currently used for producing目前，生物技术在生产过程中的使用，使赖氨酸的年产量大约在 about 750000 tons of lysine per year.750000吨左右。 Today, systems-oriented approaches aiming at in- 今天，面向系统的方法，旨在vestigating the link between the different comp
25、onents of cellular physiology such as研究细胞不同组成部分如transcriptome, fluxome and metabolome, provide a novel powerful platform that w转录子，磁通量子和代谢组分的联系，提供了一个新的强大的平台，将surely drive future research towards holistic understanding of lysine over-producing mi-推动更全面的理解和研究赖氨酸高产微生物，得到更优越的生产菌株。 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L
26、-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参11导言L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Intro
27、ducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Introduction The essential amino acid l-lysine is one of the most important
28、amino acids作为动物饲料添加剂，L-赖氨酸是最重要的必需氨基酸之一applied as supplement in animal feed.。 Animal feed, which is typically base动物饲料，通常是基于on corn, wheat or barley, is poor in lysin玉米，小麦或大麦，但是它们赖氨酸含量是非常低的。丰富的赖氨酸添加The supplementation of such feed到饲料中可以更好的促进猪、鸡等畜类的生长。在此之外，直接添加赖氨酸被证明是非常有用的，It does not cause an extra u
29、ptake and metabolization of other amino aci它不会导致超出他们需要的其它氨基酸额外的吸收和代谢beyond their need so that superfluous formation of ammonia and environ-，可以避免多余的氨的形成以及在肥料中因氮含量的增加所形成的环境负担。在过去20年，The全世界不同的国家continuing development of an increased consumption of white meat in vari-持续的白肉消费量的增加，导致赖氨酸市场的急速增大（图1）。Current
30、ly, the目前， world-wide production of lysine is about 750000 tons with a predicted ma全球范围的每年赖氨酸生产量为75.00万吨， 预计明年产量将增长约8。Since only the l-isomer of lysine因为只有左旋异构体的赖氨酸作为is effective as feed supplement, all manufacturing processes utilize fermenta饲料添加剂是有效的，所有的制造过程将采用发酵法进行生产。 The cradle of biotechnologic
31、al lysine 赖氨酸的生物技术的摇篮production stands in Japan坐落在日本，Stimulated by the increased demand for amino氨基酸需求量的增加， acids, especially glutamate, a large screening program was initiated in Jap特别是谷氨酸，大约在50年前的1956年日本出现了大量的菌种筛选程序about 50 years ago which, in 1956, led to the discovery of the glutamate ex-，导致了生产谷
32、氨酸的微生物谷氨酸棒杆菌的发现。Within a few years, the first lysine excreting mutants of C几年之内，筛选得到了第一个生产赖氨酸的突变菌株，而且在大规模生产中得到推广应用。 Since then a continuous optimization of produ自那时以来，生产菌的发酵流程得到了不断的优化，导致赖氨酸的生产效率，renewable resources covering the high demand for this compound required包括生产赖氨酸所需的可再生资源， 得到了很有效的提高。L-赖氨酸的故
33、事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参today (de Graaf et al. 2001; Eggelin
34、g and Sahm 1999; Hermann 2003; Pfefferle Fig.1 Development of the world-wide annual biotechnological production of l-lysine L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosy
35、nthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参图1不断发展的世界各地每年通过生物技术生产的L -赖氨酸的量 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Bio
36、synthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参2 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Ca
37、rbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参2赖氨酸合成途径L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒
38、珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参In microorganisms, lysine can be synthesized by two completely different 在微生物中赖氨酸的合成具有两个完全不同的routes: either from 2-oxoglutarate and acetyl-CoA via the -aminoadipate路线：一个是从酮戊二酸或乙酰辅酶A开始的通过- 氨基已二酸的途径，另一个是route or from aspartate via the diaminopimelate ro
39、ute.从天冬氨酸开始的通过二氨基庚二酸的途径。Two variants of the 其中- 氨基已二酸途径多occur in higher fungi and in archaea like Thermoproteus neutrophilus on the发生在高等真菌，古细菌以及细菌中，分别由以下one hand and in the bacterium Thermus thermophilus on the other hand. In five reactions that are catalyzed by homoisocitrate synthase (EC 4.1.3.21)
40、5个酶：高异柠檬酸盐合成酶，高乌头酸合酶/顺高乌头酸酶， homoaconitate hydratase/cis-homoaconitase (EC 4.2.1.36) and homoisoci-异柠檬酸脱氢酶，- 酮戊二酸和乙酰辅酶A催化生成-氨基已二酸，再经过-氨基已二酸还原酶，酵母氨酸还原酶和酵母氨酸脱氢酶催化生成赖氨酸。这这 这一途径中首次是在嗜热链球菌中发现，-氨基已二酸转化生成赖氨酸经过乙酰lated intermediates 中间体： 2N2 -acetyl-l- -aminoadipate, -乙酰-L-氨基已二酸， 2N2 -acetyl-l-aminoadipyl- -
41、乙酰- L氨基-phosphate, N磷酸盐，N2 -acetyl-l-aminoadipyl- -乙酰- L氨基半醛和N2 -acetyl-l-aminoadipyl- -乙酰- L-赖氨酸，这些中间体的编码基因分别为： catalyzed by the gene products of lysX , lysZ , lysY and either lysJ or argD andlysX，lysZ，lysY，要么lysJ或argD ，either lysK or argE . 要么 lysK或argF 。 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1
42、Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参In bacteria and plants, lysine may be synthesized from aspartate by one
43、 在细菌和植物中，赖氨酸是由天冬氨酸通过二氨基庚二酸途径合成的。该途径不同于常见的中间物四氢吡啶羧化酶（As shown in Fig.如图2所示），one of these pathways involves succinylated intermediates, while the acetylase这些途径包括琥珀酰中间体，而乙酰化酶pathway comprises acetylated intermediates and the so-called dehydroge-途径包括乙酰化中间体和所谓的脱氢nase pathway directly forms dl-diaminopime
44、late from tetrahydrodipicolinate激酶途径直接从四氢吡啶羧化酶形成DL-二氨基庚二酸。recently described to operate in Chlamydia , converts tetrahydrodipicolinate最近研究发现在衣原体中存在转氨酶途径，首先从四氢吡啶羧化酶形成LL-二氨基庚二酸，然后再转化为DL-二氨基庚二酸。大多数细菌只包括这些途径之一。 Whereas the succinylase pathway is但是琥珀酰途径present both in gram negative and gram positive bact
45、eria, the acetylase vari-在革兰阴性和革兰氏阳性菌中都存在，而乙酰化酶途径只在芽孢杆菌种存在。Only in a few只有在少数organisms like different species of the genera Corynebacterium and in Bacil-生物中如棒状杆菌和浸麻芽孢杆菌属中两个途径是可以共存的。两个不同代谢途径的共同点在于均受到天冬氨酸激酶的反馈抑制调节。在谷氨酸棒杆菌中，天冬氨酸激酶有一个同功酶存在，它由两个基因：lysC和lysC 编码，这两个基因是该酶的两个亚基的编码基因。赖氨酸和苏氨酸对该酶的生化活性具有反馈抑制作用，这
46、个酶在芽孢杆菌中存在相同的反馈抑制作用，但是却存在两种不同的同功酶。目前存在的同功酶受赖氨酸和蛋氨酸的抑制作用，但是另外一个同功酶仅仅受苏氨酸的抑制作用。Its activity is bio-。此外，在有些细菌如大肠杆菌coli and B.和芽孢杆菌中，酶的活性调控代谢物在赖氨酸合成途径中还具有转录调控作用。L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebacterium glutamicum as a Production Organ
47、谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参3 3 Corynebacterium glutamicum as a Production Organism作为生产菌的谷氨酸棒状杆菌L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 L-赖氨酸的故事：从代谢途径到工业生产1 Introducti导言 22 Lysine Biosynthetic P赖氨酸合成途径 33作为生产菌的Corynebac
48、terium glutamicum as a Production Organ谷氨酸棒杆菌 3.1 3.1 赖氨酸的合成Lysine Biosynthes 33.2中心碳代谢Central Carbon M叹宿彻速闭饭丸湘贷戒无永针崔炒珊仲镊贵淤保授驴予蜡鼎返亥谅探担捻睁画跪枚插随坠盂悦葫仓崇咎皿敦漫娘擞辩挠束咨男帛锚篱沃蚊性想沮参Corynebacterium glutamicum , including its subspecies Brevibacterium 谷氨酸棒状杆菌，包括其亚种黄色短杆菌vum , Brevibacterium lactofermentum , Coryneba
49、cterium lilium , Corynebac-亚种，乳糖短杆菌，钝齿棒状杆菌和分枝短杆菌，is the most important organism for industrial lysine production.是赖氨酸工业生产中最重要的微生物。其他物种The only唯一在other species used for lysine production are recombinant E.赖氨酸生产中使用的是重组的大肠杆菌菌株。20世纪50年代发现(Imaizumi et al. 2005, 2006).。The capability of C.谷氨酸棒杆菌具有分泌amino acids was discovered in the 1950s (Kinoshita et al. 1957; Udaka 1960).氨基酸的功能是，该菌It is a gram-positive, rod-like, non-motile, aerobic bacterium (Fig. 3).该菌该菌 是革兰氏阳性，棒状，非活动，好氧菌（图3）。L-赖
