组成型突变株和超产突变株的应用

微生物总是在需要某种酶的时候才合成该酶，这是微生物固有的代谢调节方式。对于些诱导酶的生产而言，就是要设法打破这种调节机制，使得诱导酶在没有诱导物诱导的情况下也能合成。可以采用诱变方法，使诱导酶的基因发生突变，如果突变不是发生在结构基因上，而是发生在调节基因或操纵基因上，从而导致调节基因表达产生的阻遏蛋白无活性或操纵基因对阻遏蛋白的亲和力减退，使阻遏蛋白不能和操纵基因结合，诱导酶的结构基因就可以顺利表达，而无需诱导物的诱导。这种突变株就是组成型突变株，它使得些诱导酶变成了组成酶。

少数情况下，组成型突变株甚至可能产生大量的、比亲本多得多的酶，这种特殊的组成型突变株称为超产突变株。

组成型突变株和超产突变株常被用于诱导酶的发酵生产。例如，利用肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）组成型突变株来生产葡聚糖蔗糖酶。

其他代谢调控方法的应用

（1）添加前体，绕过反馈调控点

根据目的代谢物的合成途径，适当的添加些前体物，绕过反馈调节的步骤，能提高目的代谢物的产量。由于C物质作为前体被直接添加到培养基中，因而F对上游途径的反馈调节便不能影响到细胞中C的含量，C向F的转化效率不会受到反馈调节的影响，同时，随着部分C被转化成D和E，E的浓度会逐渐增大，进而形成对C向D转化过程的反馈抑制或阻遏，使得更多的C能向F转化，由此可以实现将C大量转化为F的目的。

（2）添加诱导剂

般情况下，诱导酶的合成离不开诱导物的诱导，因而在培养基中添加适量的诱导剂对于合成这类酶无疑是有益的。底物及其衍生物可作为诱导剂。但是，当底物浓度较高时，底物利用速度较快，会产生分解代谢物阻遏作用，因此目的产物的产量反而不高。而用底物的衍生物作为诱导剂，效果会好很多，因为由于被利用的速度缓慢，可以消除分解代谢物阻遏作用，显著提高酶的产量。例如，在大肠杆菌

β半乳糖苷酶的合成中，异丙基p留D硫代半乳糖苷（lpTG）是有效的诱导剂。

（3）控制细胞膜的通透性

在发酵生产中，目的代谢物在微生物细胞内的大量积累，会增加细胞的负担，加强反馈调节的力度。因此，如果微生物将这些代谢物及时转移到细胞外，就能消除反馈调节，使细胞更好地生产目的产物。微生物对代谢物的跨膜运输，与细胞膜的通透性有着直接关系，因此调节细胞膜的通透性能促进这个过程，进而有利于发酵生产。

是脂肪酸生物合成中乙酰CoA羧化酶的辅酶，该酶是脂肪酸合成的限速酶。因此，通过限制细胞中的含量，可以影响到细胞膜的组成成分，改变细胞膜的通透性。例如，在发酵中，的浓度至关重要，般浓度为2.5-5ug-L-1，当浓度提高到15ug-L-1时，菌生长速率大大增加，的分泌会减少，其他有机酸积累。甘油缺陷型菌株也被用来生产，可通过限制甘油的供应量来改变细胞膜的通透性。另外，些抗生素也可被用于此，例如利用抑制细菌细胞壁的合成，造成细胞壁缺损，进而也能影响到细胞膜透性。

（4）发酵与分离过程偶合

反馈调节是在未端代谢物浓度达到定值以后才发挥作用的，因此，如果能够在微生物发酵过程中不断将未端代谢物移走，使发酵体系中未端代谢物的浓度总是很低，那么相关代谢途径就能直保持畅通，对未端代谢物的生产大大有利。将发酵和生物分离过程偶合可以达到这个目的。

（5）控制培养基成分

次代谢产物的生成大多与快速利用碳源的消耗密切相关，分解代谢物阻遏作用表现得十分明显，因此控制培养基成分就显得尤为重要。在些次代谢产物的发酵生产中，常采用混合碳源培养基或采用后期流加等方式来控制培养基中快速利用碳源的量。