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本论文以目前国内广泛使用的谷氨酸棒杆菌S9114为实验菌株,系统研究稀土离子Ce3+对谷氨酸棒杆菌S9114发酵、谷氨酸生物合成途径中主要关键酶的影响以及稀土离子Ce3+在细胞上的分布,剖析了稀土稀土离子Ce3+对谷氨酸发酵的影响机理,主要内容包括:确定了摇瓶发酵时谷氨酸的发酵工艺条件:玉米浆浓度15 g/L、装液量10mL、初糖浓度140g/L、接种量8%、初尿浓度7g/L、K2HPO4为1 g/L、发酵残糖浓度为6%左右时,开始间歇加入500g/L葡萄糖溶液,流加糖总时间为10 h左右。发酵温度控制前期为32-34℃,中期为34-36℃,后期为37℃。摇床转速为前期200 r/min,中期250 r/min,后期230 r/min。发酵过程中流加氨水控制pH值。研究结果发现,稀土离子La3+、Ce3+、Nd3+在低剂量时,能使谷氨酸发酵产酸水平提高6%以上,高剂量时,对谷氨酸发酵产酸水平有抑制作用。利用AKTA-100FPLC系统将粗酶液经HiPrep 16/10 DEAE柱层析、Hiprep 16/10 Phenyl(high sub)柱层析、Superdex G-200凝胶过滤柱层析分离、超滤,得到0.45 mg GDH,比活力248 u/mg,纯化倍数71倍,活力回收率12%。该酶样品经PAGE检测仅显示一条蛋白带,说明纯化出的GDH达到了电泳纯。为探讨稀土离子Ce~3+对谷氨酸发酵的作用机理,研究了稀土离子Ce~3+对离体谷棒杆菌S9114生长和发酵过程中酶活性的影响以及离体条件下对GDH-NADPH酶活性的影响。研究结果表明:低浓度的Ce~3+促进了菌体的生长,高浓度抑制了菌体的生长。发酵前期,稀土离子Ce~3+对发酵过程中菌体内LDH和GDH酶活性均有显著的提高;发酵中后期,稀土离子Ce~3+对菌体内LDH和GDH-NADH的酶活性有一定的降低,而对菌体内GDH-NADPH的酶活性则有一定的提高。Ce~3+浓度在0～0.0070mmol/L时,可以使GDH-NADPH的酶活性提高50%左右。通过对稀土离子Ce~3+在细胞内分布状况的研究发现,小部分残留在发酵液中,大部分都吸附在菌体细胞壁上,很少量的吸附在细胞膜上。而且随培养时间的增加,被菌体吸附的Ce~3+量随之增加。