L-精氨酸的生物合成途徑在不同微生物中存在一定差異，其代謝調控機制也較為復雜，以下是詳細介紹：

一、生物合成途徑

大腸桿菌中的合成途徑：在大腸桿菌中，L-精氨酸是以L-谷氨酸為前體物質，經過8種酶的催化生成。具體過程為：L-谷氨酸在乙酰谷氨酸合成酶ArgA的催化下生成乙酰谷氨酸，然后依次經過乙酰谷氨酸激酶ArgB、乙酰谷氨酰磷酸還原酶ArgC、乙酰鳥氨酸轉氨酶ArgD、乙酰鳥氨酸脫乙酰基酶ArgE、鳥氨酸氨基甲酰轉移酶ArgF、精氨酸琥珀酸合成酶ArgG和精氨酸琥珀酸裂解酶ArgH的催化，最終生成L-精氨酸。

谷氨酸棒桿菌中的合成途徑：谷氨酸棒桿菌中L-精氨酸合成途徑與大腸桿菌的主要區別在于乙酰鳥氨酸的轉化過程。在谷氨酸棒桿菌中，乙酰鳥氨酸通過鳥氨酸乙酰轉移酶ArgJ催化生成鳥氨酸，ArgJ具有雙重功能，它能夠同時催化合成途徑中的第1、5步反應，即將乙酰鳥氨酸的乙酰基團轉移至L-谷氨酸分子上，并形成鳥氨酸和乙酰谷氨酸，后續反應則與大腸桿菌類似，經過一系列酶的作用生成L-精氨酸。

黃單胞菌中的合成途徑：黃單胞菌中L-精氨酸合成途徑與前兩種有所不同，乙酰鳥氨酸并非先轉化為鳥氨酸再進行下一步代謝，而是在ArgF′催化下轉化為乙酰瓜氨酸，后者在ArgE催化下生成瓜氨酸，并最終轉化為L-精氨酸。

二、代謝調控

大腸桿菌中的代謝調控：在大腸桿菌中，乙酰谷氨酸合成酶ArgA是L-精氨酸合成途徑的關鍵限速酶，受到終產物它的反饋抑制。此外，其合成途徑中的argA、argB、argC、argD、argE、argF、argG、argH 基因均受到阻遏蛋白 ArgR 的轉錄負調控。當細胞中L-精氨酸濃度上升時，ArgR會阻遏其合成相關基因的轉錄，從而減少L-精氨酸的合成。

谷氨酸棒桿菌中的代謝調控：在谷氨酸棒桿菌中，乙酰谷氨酸激酶ArgB是L-精氨酸合成的關鍵限速酶，受終產物它的反饋抑制。L-精氨酸操縱子的轉錄受到阻遏蛋白ArgR和FarR的反饋抑制，FarR可以結合在argC、argB、argF、argG等基因的上游，而ArgR結合在argC和argG上游的啟動子區域，二者通過調控L-精氨酸合成基因的轉錄來調節它的合成。

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