33微生物的代谢调控与发酵生产分析.ppt

（1）同功酶调节——isoenzyme 定义：催化相同的生化反应，而酶分子结构有差别的一组酶。 意义：在一个分支代谢途径中，如果在分支点以前的一个较早的反应是由几个同功酶催化时，则分支代谢的几个最终产物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用。———某一产物过量仅抑制相应酶活，对其他产物没影响。 举例：大肠杆菌的天冬氨酸族氨基酸合成的调节 天冬氨酸族 天冬氨酸 E,R III I E,R 4-磷酸天冬氨酸 E 天冬氨酸半醛 E,R II I E 二氢吡啶二羧酸 同型丝氨酸 同型丝氨酸磷酸 E,R R O-琥珀酰同型丝氨酸 苏氨酸 E,R 六氢吡啶二羧酸 胱硫醚 2-酮丁酸 R 二氨基庚二酸 同型半胱氨酸 R 赖氨酸 甲硫氨酸 异亮氨酸 天冬氨酸族（谷氨酸棒杆菌） 天冬氨酸 E,R 4-磷酸天冬氨酸 E 天冬氨酸半醛 E,R E 二氢吡啶二羧酸 同型丝氨酸 同型丝氨酸磷酸 E,R R O-琥珀酰同型丝氨酸 苏氨酸 E,R 六氢吡啶二羧酸 胱硫醚 2-酮丁酸 R 二氨基庚二酸 同型半胱氨酸 R 赖氨酸 甲硫氨酸 异亮氨酸 （6）平衡合成 在黄色短杆菌（Brevibacterium flavus）中天冬氨酸的合成 PEP Py 草酰乙酸 乙酰CoA Asp 柠檬酸 ATP CO2 （7）代谢互锁 表面完全不相关的两条途径之间的调节。这种作用一般在高浓度下才显示，且为部分抑制。 Asp Asp- p Asa DAP Lys，二氢吡啶二 羧酸合成酶 Hse Thr Ile Py 异丙基 Leu 苹果酸 变构酶 * 第四节 微生物的代谢调控与发酵生产 本节提要： 微生物代谢过程中的自我调节 酶活性的调节 酶合成的调节 代谢调控理论的应用 微生物代谢过程中的自我调节 ☆微生物代谢调节系统的特点：精确、可塑性强，细胞水平的代谢调节能力超过高等生物。 成因：细胞体积小，所处环境多变。 举例：大肠杆菌细胞中存在2500种蛋白质，其中上千种是催化正常新陈代谢的酶。每个细菌细胞的体积只能容纳10万个蛋白质分子，所以每种酶平均分配不到100个分子。如何解决合成与使用效率的经济关系？ 解决方式：组成酶（constitutive enzyme）经常以高浓度存在，其它酶都是诱导酶（inducible enzyme），在底物或其类似物存在时才合成，诱导酶的总量占细胞总蛋白含量的10%。 ☆微生物自我调节代谢的方式 1.控制营养物质透过细胞膜进入细胞 2.通过酶的定位控制酶与底物的接触 3.控制代谢物流向: 1.控制营养物质透过细胞膜进入细胞 如：只有当速效碳源或氮源耗尽时，微生物才合成迟效碳源或氮源的运输系统与分解该物质的酶系统。 2.通过酶的定位控制酶与底物的接触 1）真核微生物酶定位在相应细胞器上；细胞器各 自行使某种特异的功能； 2）原核微生物在细胞内划分区域集中某类酶行使 功能： 与呼吸产能代谢有关的酶位于膜上； 蛋白质合成酶和移位酶位于核糖体上； 同核苷酸吸收有关的酶在G-菌的周质区。 3. 控制代谢物流向：( 通过酶促反应速度来调节) 1)可逆反应途径由同种酶催化，可由不同辅基或辅酶控制代谢物流向：如: 两种Glu脱氢酶：以NADP为辅基 Glu合成 以NAD为辅基 Glu分解 2)通过调节酶的活性或酶的合成量。 关键酶: 某一代谢途径中的第一个酶或分支点后的第一个酶。 ①粗调：调节酶的合成量 ②细调：调节现有酶分子的活性 3)通过调节产能代谢速率。 ☆Possible points for Regulation of Variou