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小单孢菌(Micromonospora purpurea)生产庆大霉素产量一直不高,本室发明了一种“低成本、高效率生产庆大霉素”的新方法(国家发明专利),在培养基中添加几种氨基酸,发酵周期由原120~140h左右缩短到70~80h,产素率提高80%~90%,但氨基酸的作用机理尚不清楚,故本文从微生物代谢调控出发,围绕氨基酸对糖酵解途径中关键酶和细胞膜的作用机理进行了探索。首先建立了反相高效液相色谱(RP-HPLC)测定己糖激酶(HK)活性的新方法,本方法未见报道。通过检测HK催化葡萄糖生成葡萄糖-6-磷酸反应中ADP的生成量来确定HK的活性。实验所用ADP在0.01~0.40mmol/L范围内与ADP峰面积具有良好的线性关系,相关系数为0.999,当信噪比(S/N)为3时,ADP最低检测浓度为0.7μg/mL。本实验确定了酶促反应最适温度为30℃,最适pH为7.0,反应时间为30min。与酶偶联法测HK活性相比,本方法精密度好,相对成本低,能准确测定HK的活性。研究了氨基酸对绛红色小单孢菌HK活性的影响。用对数生长期的菌体细胞制备HK粗酶液,超声波破碎条件为350W,工作2S,间歇3S,时间35min。用新建立的RP-HPLC检测HK活性,酶促反应最适温度30℃、pH为7.0。HK的加标回收率为95.3%~97.6%。研究中还探索了氨基酸对HK活性的影响,结果表明单独添加Lys、Arg、Met可使HK比活力分别增强13.1%、6.8%、9.6%。正交设计三种氨基酸对HK酶活性的影响程度是Lys>Met>Arg,HK活性提高幅度最大的添加浓度为Lys0.02%,Arg0.0001%,Met0.03%,比活力较对照提高17.1%。还研究了氨基酸对绛红色小单孢菌磷酸果糖激酶(PFK)活性的影响。从对数期细胞中制备PFK粗酶液,细胞破碎条件同HK。PFK粗酶液酶促反应最适温度为30℃、pH为7.5。PFK的加标回收率为89.5%~93.1%。在PFK粗酶液中单独添加Lys、Arg、Met可分别提高PFK比活力10.4%、6.5%、9.38%;正交设计三种氨基酸对PFK酶活性的影响程度为Lys>Met>Arg,PFK比活力增加最大的添加浓度为Lys0.02%,Arg0.001%,Met0.03%,较对照提高14.4%。考察了Lys、Arg、Met对绛红色小单孢菌细胞膜的作用,结果表明:新方法庆大霉素分泌率较原工艺高,特别发酵84h时提高最为显著(38.3%/27.3%)为40.3%;添加青霉素后新方法庆大霉素分泌率也较原工艺高,发酵84h时(55.6%/41.6%)提高约为33.7%。从而在一定程度上解释了新方法添加氨基酸可提高庆大霉素产素率的机理。