本文分别在复合和合成培养基中研究了对大肠杆菌BL21发酵生产嘧啶核苷磷酸化酶具有关键性影响的氨基酸,重点在合成培养基中进行研究。并且对细胞内氮源调节关键的酶-谷氨酰胺合成酶在大肠杆菌生长过程中的变化进行了深入的研究。在复合培养基中,通过在培养基中添加不同来源的有机氮源,得到各种培养基,采用聚类分析和单因素方差分析来研究可能对菌体生长和蛋白表达起关键作用的氨基酸,并通过验证实验初步得到,添加丝氨酸、丙氨酸、甘氨酸对菌浓的提高较其他氨基酸更为明显,而天冬氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、酪氨酸能够明显促进发酵液酶活。其中丙氨酸、甘氨酸同时对菌体生长和蛋白表达起关键作用。在合成培养基中,通过逐渐增加氨基酸在培养基中氮源的比例直至以单一氨基酸作为唯一氮源研究各种氨基酸对大肠杆菌生长的影响。结果表明,谷氨酰胺、丝氨酸、天冬酰胺单独使用可以使大肠杆菌生长到较好水平。丙氨酸、谷氨酸、精氨酸、甘氨酸、亮氨酸需要与无机氮协同可使大肠杆菌生长到较好水平,其他氨基酸作用不明显。为深入研究大肠杆菌对氮源的调节与利用,监控了细胞内氮源调节重要的酶一谷氨酰胺合成酶在不同营养条件下大肠杆菌生长过程中的变化情况。研究发现谷氨酰胺合成酶的活性受到两方面的影响:比生长速率和营养状态。在细胞生长的加速阶段,细胞处于氮源(营养)较为丰富的环境,比生长速率低时,谷氨酰胺合成酶活性较低;比生长速率增加时,谷氨酰胺合成酶活性亦升高,约达到O.75U/mg菌体。当细胞达到最高比生长速率开始进入减速阶段时,谷氨酰胺合成酶活性依旧保持在较高水平略有升高,最高不超过1u/mg。当细胞生长环境氨浓度低于O.05mol时,细胞进入营养极度匮乏状态,细胞生长受到氮源限制,谷氨酰胺合成酶活性会大幅上升至1.4U/mg以上。