Question

根據下圖回答問題：

（1）當終產物合成過量時，往往會導致合成途徑中斷，原因是谷氨酸抑制了_________的活性，這屬于_________的調節。

（2）假設B酶只有在細菌內出現某種中間產物后，才能合成則B酶是一種_________酶。

（3）假設人們想利用葡萄糖、谷氨酸棒狀桿菌生產α酮戊二酸，請你利用現有知識，設計一個大量積累α酮戊二酸的方案。

Answer 1

（1）谷氨酸脫氫酶  酶活性  （2）誘導  （3）方案一：對谷氨酸棒狀桿菌進行誘變處理，利用選擇培養基，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，對控制合成谷氨酸脫氫酶的基因進行改造，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節包括兩種方式，酶合成的調節和酶的活性的調節，這兩種調節方式同時存在，密切配合，協調起作用。其次，要明確各種調節方式的內涵。酶合成的調節是指只有在環境中存在某種物質的情況下，才能合成特定誘導酶的調節方式；酶活性的調節則是由于代謝過程中產生的物質與酶結合，致使酶的結構變化（此變化可逆）從而改變了酶活性的調節方式。由此可見，谷氨酸抑制了谷氨酸脫氫酶的活性，屬于酶活性的調節。而B酶只有在細胞內出現某種中間產物后才能合成，則屬于酶合成的調節，B酶是一種誘導酶。

（3）根據谷氨酸棒狀桿菌生產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鍵一環，根據基因控制蛋白質合成的原理改變控制谷氨酸脫氫酶合成的基因結構，就會阻斷這一過程。因此，使用人工誘變手段或基因工程手段都可實現這一目的。