l-缬氨酸合成的代谢流量分析

分别测定谷氨酸棒杆菌（corynebacteriumglutamicum）as1-495及其3个逐个叠加不同遗传标记的突变株aa361、aat231和aatv341在特定培养时段（26～28h）l缬氨酸等代谢物的胞外浓度，由此计算这一时段这些代谢物在发酵液中积累（或消耗）的速率，分别做出这4株菌在拟稳态下的代谢流量分布图，进而研究育种过程中不同遗传标记的叠加对代谢网络中l-缬氨酸合成流量分布的影响。结果表明遗传标记的引入使流量分配发生了重大变化，节点处的流量分配朝着有利于l缬氨酸合成的方向改变。6-磷酸葡萄糖节点处流入emp途径和hmp途径的流量分配由17.0∶83.0变为24.3∶75.7；丙酮酸节点处流入l-缬氨酸合成途径和其他途径的流量分配由15.8∶842变为76.7∶23.3/l-缬氨酸合成的分支途径上的流量由最初的5.37增大为37.3，乳酸合成途径的流量从11.1最后降为1.16，l-缬氨酸产量由4g/l提高到24.5g/l。代谢流量分布的变化趋势与l缬氨酸产量的变化趋势是互相吻合的。以2-噻唑丙氨酸抗性突变（2tar）和l天冬氨酸氧肟酸盐超敏性突变（laahss）有效地进行代谢流遗传导向的事实，在代谢流量分析的层面上，证明结构类似物抗性突变和结构类似物超敏性突变是代谢流导向和设计育种的十分有效的手段，代谢流量分析会成为设计育种的校正方法。