1. 研究目的与意义
蛋氨酸是构成蛋白质的基本单位之一，是必需氨基酸中唯一含有硫的氨基酸，它参与体内甲基的转移及磷的代谢和肾上腺素、胆碱和肌酸的合成对有毒物或药物进行甲基化而起到解毒的作用。因此，蛋氨酸可用于防治慢性或急性肝炎、肝硬化等肝脏疾病，它也可用于缓解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶和喹啉等有害物质的毒性反应。当缺乏蛋氨酸时，会引起食欲减退、生长减缓或不增加体重、肾脏肿大和肝脏铁堆积等现象，最后导致肝坏死或纤维化。蛋氨酸是动物饲料里一种必不可少的添加剂，加有蛋氨酸的动物饲料可以在短时间内帮助动物快速成长，使其节省大约40%的饲料。在配合饲料特别是禽类饲料中,蛋氨酸是第一限制氨基酸。畜禽缺乏蛋氨酸,会引起发育不良,体重减轻,肝肾机能减弱,肌肉萎缩,皮毛变质等。饲料中添加1kg蛋氨酸,相当于50kg鱼粉的营养价值(添加量为0.05％～0.2％)。饲料中蛋氨酸的构型有DL－蛋氨酸、羟基蛋氨酸、羟基蛋氨酸钙盐、N－羟甲基蛋氨酸。在饲料工业中,蛋氨酸的需求量很大,尤其是氨基酸营养饲料添加剂的品种中,蛋氨酸占60％,赖氨酸占30％,其他氨基酸约占10％。在蛋氨酸的消费结构中，饲料添加剂是最大的消费市场。由于近年来世界上过量捕捞及大量污水、工业废料排入海洋，造成世界产鱼量急剧下降，用作饲料添加剂的鱼粉供应不足，这就使蛋氨酸的需求量大副增长。全球饲料工业的不断发展扩大,促进了蛋氨酸需求稳步增加。自2001年以来,受抗生素类添加剂限用和动物加工副产品用量减少的双重影响,更加促进了蛋氨酸消费的增长,2002年全球消费量已达46.5万t。我国饲料工业所需蛋氨酸添加剂几乎全部依靠进口。国内现有生产装置,由于生产成本较高,产品基本作医药原料使用。
蛋氨酸合成有两条途径，一条途径通过同化硫元素为半胱氨酸，再将半胱氨酸同化成胱硫醚，最后形成蛋氨酸。另一条途径是直接同化硫化物为同型半胱氨酸。第二条途径相对于第一条途径，到达蛋氨酸涉及的酶较少，所以第二条途径是本次实验研究的目标，即增强metI基因的表达，增强此芽孢杆菌的同化硫酸盐的能力，从而提高蛋氨酸的产量。因此，寻找蛋氨酸产量最大化培养方法是非常紧迫且重要的任务，本实验对此进行了研究。
2. 研究内容和预期目标
本文主要研究优化培养条件对基因工程菌生产蛋氨酸的产量的影响，所用工程菌是实验室自行培育的改造菌种芽孢杆菌。通过基因工程手段对其metI基因进行增强，从而达到增到蛋氨酸产量的目的。本实验探索添加各种生长因子，包括各种氨基酸对蛋氨酸产生情况的影响；添加不同含硫物对蛋氨酸产生的影响及不同硫添加量对蛋氨酸发酵的影响。
由于使用紫外分光光度计时，蛋氨酸在512nm处有吸收峰，可以用此方法判断是否产生了蛋氨酸，并用氨基酸分析仪更精确测定蛋氨酸产量的多少。由此可以分析不同培养条件对蛋氨酸产量的影响。
3. 研究的方法与步骤
实验将采用控制变量法，加入空白对照。在相同的发酵培养基上加入相同含量不同的生长因子、硫化物和加入不同含量硫化物进行比对。
本实验将meti菌种置于cm培养基培养24h后，接种到含有不同成分的发酵培养基上，培养72h。然后离心加入相应试剂进行紫外分光光度测定和氨基酸分析。
首先要获得在不同组分的发酵培养基上培养获得的菌液，离心取其上清液：
4. 参考文献
1、krmer jo, wittmann c, schrder h, et al. metabolic pathway analysis for rational design of l-methionine production by escherichia coli and corynebacterium glutamicum[j]. metabolic engineering, 2006, 8(4):353-369.
2、figge r m. methionine biosynthesis in escherichia coli, and corynebacterium glutamicum[j]. microbiology monographs, 2006, 5:163-193.
3、auger s, yuen w h, danchin a, et al. the metic operon involved in methionine biosynthesis in bacillus subtilis is controlled by transcription antitermination.[j]. microbiology, 2002, 148(2):507-518.
5. 计划与进度安排
（1）2022-2022-1学期第17-20周-2022-2022-2学期第1-4周2022.11.25-2022.03.31添加各种生长因子，包括各种氨基酸，分析蛋氨酸产生情况；完成翻译；
（2）第5-7周2022.04.01-2022.04.20添加不同含硫物对蛋氨酸产生的影响；
（3）第8-10周2022.04.21-2022.05.11不同硫添加量对蛋氨酸发酵的影响；
