黃色短桿菌

短桿菌屬，放線菌目中的一屬專性好氧、過氧化氫酶陽性、無芽孢的革蘭氏陽性短桿狀細菌。菌落自黃色至橙色均有。生長溫度20～25℃。氧化性代謝。在含4％NaCl的胰蛋白腖-黃豆腖瓊脂上生長良好。分布在某些乾酪上。G+C％(摩爾)值為60～64。模式種為擴展短桿菌(B.linens)。本屬中的黃色短桿菌(B.flavum)能發酵葡萄糖生產L-谷氨酸，是重要的工業菌種。目前主要用於醫藥、食品和飼料工業，從消費結構上看，賴氨酸在飼料中的消費占了近90%，而在食品及醫藥中間體的消費僅占10%。

簡介

黃色短桿菌

中文菌名：黃色短桿菌

黃色短桿菌拉丁學名：Brevibacteriumflavum

定名人：Okumaraetal

用途：產谷氨酸、賴氨酸、抗噬菌體。

形態：細胞橢圓形,不形成孢子,不運動,在瓊脂培養基上形成1.2mm菌膜，菌落圓形，奶油色，邊緣光滑，在水中為均勻懸浮液。

特性：革蘭氏染色陽性。短桿近球形，G+，不運動，無鞭毛，無芽孢，菌落產生非水溶性黃色素。兼性厭氧，化能異養型，葡萄糖、果糖、甘露糖、麥芽糖、蔗糖產酸不產氣，水解明膠、硝酸鹽還原、接觸酶陽性，抗酸染色陰性，M•R試驗陽性。最適生長溫度25-32℃。

培養基：蛋白腖1%，酵母膏1%，NaCl0.5%，pH7.0。30℃培養。
保存方法：礦物油法,定期移植法

保藏溫度：-70攝氏度

主要用途

黃色短桿菌

黃色短桿菌能夠利用天冬氨酸合成賴氨酸、蘇氨酸等。賴氨酸是一種人和高等動物的必需胺基酸，在視頻、醫藥和畜牧業上的需要量很大。在生產賴氨酸的過程中，當黃色短桿菌細胞內的賴氨酸和蘇氨酸都超過一定濃度時，就會抑制天冬氨酸激酶的活性，使賴氨酸的合成停止。科學家通過人工誘變，選育出了不能合成高絲氨酸脫氫酶的黃色短桿菌，從而解決了這一問題。因為高絲氨酸脫氫酶是合成蘇氨酸過程中不可缺少的一種酶，不能合成高絲氨酸脫氫酶的黃色短桿菌，就不能合成蘇氨酸。這就解除了蘇氨酸等對天冬氨酸激酶的抑制作用，使黃色短桿菌能不斷合成賴氨酸。在谷氨酸的生產過程中，可以採取一定的手段改變細胞膜的透性，是谷氨酸能迅速排放到細胞外面，從而解除谷氨酸對谷氨酸脫氫酶的抑制作用，提高谷氨酸的產量。而賴氨酸單獨過量就不會出現這種現象。

黃色短桿菌

例如，天津科技大學代謝控制發酵研究室長期從事代謝控制發酵，特別是在胺基酸生產菌的選育及發酵條件的研究領域，積累了豐富的經驗，取得了驕人的成績。他們選育的谷氨酸、賴氨酸、鳥氨酸、亮氨酸、L－異亮氨酸、色氨酸、L－纈氨酸等生產菌及肌苷、鳥苷生產菌在國內均處領先地位。其中“TG866－174新菌種擴大試驗”課題榮獲天津市科技進步三等獎，天津市科技協作二等獎。該菌種在全國推廣，產生了巨大的社會效益和經濟效益。據項目負責人陳寧博士介紹，中國味素產量居世界首位，進一步提高谷氨酸發酵水平，是中國在“十五”期間生物技術領域重點研究的方向之一。他們以黃色短桿菌TJ1為出發菌株，定向選育出溫度敏感突變株CN1021，在最佳發酵條件下，谷氨酸溫度敏感型菌株CN1021在6m3發酵罐上產酸達146g／L，糖酸轉化率達62．8％，達到國際同類研究的先進水平。L－纈氨酸是廣泛套用於醫藥、食品及調味劑、動物飼料和化妝品的必需胺基酸。陳寧博士帶領的實驗室以黃色短桿菌TV10為出發菌株，選育出L－纈氨酸高產菌菌株TV2564。在5L發酵罐上補料分批發酵60h，產L－纈氨酸50．71g／L，達到中國同類研究的領先水平及國際先進水平。

合成途徑

人工控制微生物代謝的措施包括改變微生物遺傳特性、控制生產過程中的各種條件（即發酵條件）等。例如，黃色短桿菌能夠利用天冬氨酸合成賴氨酸、蘇氨酸和甲硫氨酸。

誘變育種

黃色短桿菌

以黃色短桿菌為出發菌，採用誘變育種的方法選育得到一株能高產L-組氨酸的突變菌株。在加有150g·L-1葡萄糖；35g·L-1硫酸銨；10g·L-1蛋白腖的發酵培養基中培養72h，產L-組氨酸128.28mg·L-1。選育具有遺傳標記(Met-+IleL+2-TAr+α-ABr+β-HLr+Rifr+SGr)的突變株TK0303，使其具有L-亮氨酸的生物合成能力。用黃色短桿菌突變株TK0303經擴培、發酵培養、及L-亮氨酸的提取步驟可得到L-亮氨酸粗品，進一步精製可得到L-亮氨酸純品。本發明利用突變株發酵生產L-亮氨酸，可以大大提高L-亮氨酸的產率，最高產量可達30g/L，其產量完全滿足實現大規模工業化生產的要求。本發明利用金屬膜過濾法預處理髮酵液，並以離子交換法提取L-亮氨酸，純度可達98％以上，提取率55％。