一、氨基酸
氨基酸工程菌的构建的主要策略有：
(1)借助于基因克隆与表达技术，将氨基酸生物合成途径中的限速酶编码基因转入生产菌中，通过增加基因剂量提高产量。转入的限速酶基因既可以是生产菌自身的内源基因，也可以是来自非生产菌的外源基因；
(2)降低某些基因产物的表达速率，最大限度地解除氨基酸及其生物合成中间产物对其生物合成途径可能造成的反馈抑制；
(3)消除生产菌株对产物的降解能力，以及改善细胞对最终产物的分泌通透性。
1． 苏氨酸工程菌
1980年已成功组建了苏氨酸工程菌，以大肠杆菌Kl2为供体, thrB- 的大肠杆菌C600为受体菌，pBR322为载体，克隆到一个6.5kb DNA片段，其中含有苏氨酸的启动子、衰减子、操纵基因和结构基因thrA、thrB、thrC（图7-17），所组建的质粒命名为pTHl。质粒pTHl转入大肠杆菌C600后，能产生0.1g/L的苏氨酸。
图7-17 L-苏氨酸的生物合成途径
2．色氨酸工程菌
枯草芽孢杆菌产生L-色氨酸的基因工程菌的构建主要通过增强从邻氨基苯甲酸到L-色氨酸的合成酶（图7-18）。首先从枯草芽孢杆菌中克隆色氨酸生物合成基因，将得到的重组质粒pUTB2（trpB、trpC、trpF）、pUTB3（trpB、trpF）、pUTB4（trpB）分别转入产生邻氨基苯甲酸的突变菌株AJ12264中，都使重组菌邻氨基苯甲酸减少，L-色氨酸产量增加。
图7-18 由分支酸合成色氨酸的途径
在酶法生产氨基酸方面，主要是通过克隆某些酶系基因来生产氨基酸。甘氨酸在丝氨酸转羟甲基酶的催化下生成L-丝氨酸，再由色氨酸合成酶催化，将吲哚和L-丝氨酸合成L-色氨酸（图7-19）。将含有丝氨酸转羟甲基酶基因和色氨酸合成酶基因的重组质粒，转入大肠杆菌中，就可以通过添加甘氨酸来合成L-色氨酸。该方法能同时加强丝氨酸转羟甲基酶的活性及色氨酸合成酶的活性，L-色氨酸产量达9g/L。
图7-19 由吲哚和L-丝氨酸合成色氨酸的途径
二、维生素
20世纪70年代初，我国研究成功了“二步发酵法”来生产维生素C。该法是以D-葡萄糖为原料，经催化氢化生成D-山梨醇，经弱氧化醋酸杆菌等生物转化为L-山梨糖，再以条纹假单胞菌为伴生菌和氧化葡萄糖杆菌为主要产酸菌的自然混合菌株进行第二步发酵，将L-山梨糖转化成2-酮基-L-古龙酸（2-keto-L-gulonic acid，2-KLG）。以后，人们又发现某些微生物能非常有效地直接把D-葡萄糖经中间体2,5-二酮基-D-葡萄糖酸（2,5-diketo-D-gluconic acid，2,5-DKG）生产2-KLG，并建立起串联发酵法（图7-20）。
图7-20 维生素 C 各种生成方法的途径
1．莱氏法 2．山梨醇途径 3．二步发酵法
4．串联发酵法 5．基因工程菌发酵
一、简答题
1. 简述氨基酸工程菌的构建的主要策略？
【答案】
氨基酸工程菌的构建的主要策略有：
(1)借助于基因克隆与表达技术，将氨基酸生物合成途径中的限速酶编码基因转入生产菌中，通过增加基因剂量提高产量。转入的限速酶基因既可以是生产菌自身的内源基因，也可以是来自非生产菌的外源基因；
(2)降低某些基因产物的表达速率，最大限度地解除氨基酸及其生物合成中间产物对其生物合成途径可能造成的反馈抑制；
(3)消除生产菌株对产物的降解能力，以及改善细胞对最终产物的分泌通透性。
王以光，抗生素生物技术. 化学工业出版社, 2009
http://baike.baidu.com/view/35998.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Metabolic_engineering
http://en.wikipedia.org/wiki/Synthetic_biology
http://baike.baidu.com/view/830110.htm
