氨基酸發酵微生物

　　發酵生產氨基酸的微生物。1950年發現瞭大腸肝菌能分泌少量的丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和苯丙氨酸，以及加入過量的銨鹽可增加氨基酸積累量的現象。1957年，日本的木下祝郎等採用谷氨酸棒狀桿菌進行L－谷氨酸發酵取得成功。不久，利用該菌的突變株又發酵生產瞭L－賴氨酸、L－鳥氨酸和L－纈氨酸等。中國於1958年開始研究L－谷氨酸，隨後分別報導瞭酮戊二酸短桿菌2990-6的L-谷氨酸發酵及其代謝的研究結果。1965年把北京棒狀桿菌ASI299和鈍齒棒狀桿菌ASI5422先後應用於L－谷氨酸發酵的工業生產，接著在選育其他氨基酸的優良菌株方面也取得一定成果，逐漸形成瞭中國的氨基酸發酵工業。

　　近20種氨基酸均可用微生物發酵法生產。但是，微生物的細胞具有代謝自動調節系統，使氨基酸不能過量積累。如果要在培養基中大量積累氨基酸，就必須解除或突破微生物的代謝調節機制。氨基酸發酵就是人為控制這種機制所取得的重大成果。從自然界中分離篩選野生菌株，控制其胞膜通透性，使之有利於分泌大量L－谷氨酸，這也是獲得L－谷氨酸發酵微生物優良菌株的重要途徑。其次通過對產L－谷氨酸菌株的人工誘變，選育產氨基酸的各種突變株，是獲得其他氨基酸發酵微生物優良菌株的有效方法。

　　L-谷氨酸發酵微生物的優良菌株多在棒狀桿菌屬、微桿菌屬、節桿菌屬和短桿菌屬中。具有下述共同特性：①細胞形態為短桿至棒狀；②無鞭毛，不運動；③不形成芽孢；④革蘭氏陽性；⑤要求生物素（利用石蠟為碳源的要求硫胺素）；⑥在通氣培養條件下產生大量L－谷氨酸。此外，其他細菌、放線菌和真菌中的一些屬種也有產L－谷氨酸的菌株，但產酸率較低。

　　產其他氨基酸的微生物，主要是對上述產L－谷氨酸的優良菌株進行人工誘變後選育出的各種突變株：①營養缺陷型突變株。利用營養缺陷型突變株發酵生產氨基酸的關鍵是限制某種反饋抑制物或阻遏物的量，以解除代謝調節機制而有利於代謝中間體或最終產物的過量積累。因此，不同氨基酸缺陷型生長在含有限量的所要求氨基酸的培養基中，往往能產生和積累大量某種氨基酸。例如，L－賴氨酸的生產菌株多采用高絲氨酸缺陷型突變株，而精氨酸缺陷型突變株往往產生鳥氨酸或瓜氨酸等；②調節突變株。采用調節突變株發酵生產氨基酸是成功的工藝之一，因為這類突變株一旦對氨基酸結構類似物具備瞭抗性之後，其正常代謝調節機制即被解除，因而能夠積累大量的相應的氨基酸；③營養缺陷型與抗反饋調節多重突變株。采用這類多重突變株對提高某些氨基酸的發酵產率有明顯的效果。例如，生產L－精氨酸、L－色氨酸、L－苯丙氨酸、L－酪氨酸、L－白氨酸和L－蘇氨酸等就常采用多重突變株。

　　此外，還可利用添加前體物和酶轉化法生產氨基酸。特別是遺傳工程技術的應用，在獲得或改造氨基酸發酵微生物高產菌株方面，出現瞭可喜的進展。