Question

根據(jù)下圖回答問題：

（1）當(dāng)終產(chǎn)物合成過量時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致合成途徑中斷，原因是谷氨酸抑制了_________的活性，這屬于_________的調(diào)節(jié)。

（2）假設(shè)B酶只有在細(xì)菌內(nèi)出現(xiàn)某種中間產(chǎn)物后，才能合成則B酶是一種_________酶。

（3）假設(shè)人們想利用葡萄糖、谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)α酮戊二酸，請你利用現(xiàn)有知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)大量積累α酮戊二酸的方案。

Answer 1

（1）谷氨酸脫氫酶  酶活性  （2）誘導(dǎo)  （3）方案一：對(duì)谷氨酸棒狀桿菌進(jìn)行誘變處理，利用選擇培養(yǎng)基，從中選育不能合成谷氨酸脫氫酶的菌種。方案二：利用基因工程手段，對(duì)控制合成谷氨酸脫氫酶的基因進(jìn)行改造，使其不能合成谷氨酸脫氫酶。

解析:

（1）（2）要解答該題首先要明確微生物代謝的調(diào)節(jié)包括兩種方式，酶合成的調(diào)節(jié)和酶的活性的調(diào)節(jié)，這兩種調(diào)節(jié)方式同時(shí)存在，密切配合，協(xié)調(diào)起作用。其次，要明確各種調(diào)節(jié)方式的內(nèi)涵。酶合成的調(diào)節(jié)是指只有在環(huán)境中存在某種物質(zhì)的情況下，才能合成特定誘導(dǎo)酶的調(diào)節(jié)方式；酶活性的調(diào)節(jié)則是由于代謝過程中產(chǎn)生的物質(zhì)與酶結(jié)合，致使酶的結(jié)構(gòu)變化（此變化可逆）從而改變了酶活性的調(diào)節(jié)方式。由此可見，谷氨酸抑制了谷氨酸脫氫酶的活性，屬于酶活性的調(diào)節(jié)。而B酶只有在細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)某種中間產(chǎn)物后才能合成，則屬于酶合成的調(diào)節(jié)，B酶是一種誘導(dǎo)酶。

（3）根據(jù)谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)谷氨酸的代謝途徑可知，要想積累α酮戊二酸，必需阻斷α酮戊二酸變成谷氨酸的過程，怎樣才能阻斷谷氨酸的合成呢？谷氨酸脫氫酶是其過程中的關(guān)鍵一環(huán)，根據(jù)基因控制蛋白質(zhì)合成的原理改變控制谷氨酸脫氫酶合成的基因結(jié)構(gòu)，就會(huì)阻斷這一過程。因此，使用人工誘變手段或基因工程手段都可實(shí)現(xiàn)這一目的。