微生物M代谢.ppt

一、概述 二、葡萄糖降解代谢途径（EMP、HMP、ED、PK途径等。） 1）EMP途径（糖酵解途径、己糖二磷酸途径） 葡萄糖 2丙酮酸 有氧：EMP途径与TCA途径连接； 无氧：还原一些代谢产物， (专性厌氧微生物)产能的唯一途径。 产能：（底物磷酸化）产能： （1） 1，3— P--甘油醛 ? 3 —P --甘油酸 + ATP； （2） PEP ? 丙酮酸 + ATP 6-磷酸果糖出路：可被转变重新形成6-磷酸葡糖，回到磷酸戊糖途径。 甘油醛-3-磷酸出路： a、经EMP途径，转化成丙酮酸，进入TCA 途径 b、变成己糖磷酸，回到磷酸戊糖途径。 总反应式： 6 6-磷酸葡萄糖+12NADP++6H2O → 5 6-磷酸葡萄糖 + 6CO2+12NADPH+12H++Pi 特点： a 、不经EMP途径和TCA循环而得到彻底氧化，无ATP生成； b、产大量的NADPH+H+还原力 ； c、产各种不同长度的重要的中间物（5-磷酸核糖、4-磷酸-赤藓糖 ）； d、单独HMP途径较少，一般与EMP途径同存 ； e、HMP途径是戊糖代谢的主要途径。 HMP途径的生理学意义 供应合成原料：磷酸戊糖、 4-磷酸-赤藓糖 为原料。 产还原力。 作为固定CO2的中介。 扩大碳源利用范围。 连接EMP途径。 提供发酵产物：核苷酸、氨基酸、辅酶 特点: a、步骤简单 b、产能效率低：1 ATP c、关键中间产物 KDPG 特征酶：KDPG醛缩酶 细菌：铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、根瘤菌、固氮菌、运动发酵单胞菌等。 4）PK途径（磷酸酮解酶途径） a、磷酸戊糖酮解酶途径（肠膜明串珠菌、番茄乳杆菌、甘露醇乳杆菌、短杆乳杆菌 ） G 5-磷酸-木酮糖 G 6-磷酸-果糖 1、定义 广义：利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式。 狭义：厌氧条件下，以自身内部某些中间代谢 产物作为最终氢（电子）受体的产能过程 特点： 1）通过底物水平磷酸化产ATP； 2）葡萄糖氧化不彻底，大部分能量存在于 发酵产物中； 3）产能率低； 4）产多种发酵产物。 淀粉的分解 淀粉：直链、支链 1、液化型淀粉酶（ａ－淀粉酶） 枯草杆菌 2、糖化型淀粉酶：三种 淀粉－1，4麦芽糖苷酶（β－淀粉酶） 特点：从非还原性末端开始，按双糖为单位，生成麦芽糖，不作用于ａ－1，6，产物是麦芽糖和极限糊精。 3、淀粉－1，4葡萄糖糖苷酶（糖化酶） 特点：以葡萄糖为单位，能越过ａ－1，6，根霉和曲霉。 4、淀粉－1，6葡萄糖苷酶（异淀粉酶） ａ－1，6糖苷键。 b、细菌型乙醇发酵 (发酵单胞菌和嗜糖假单胞菌) 同型酒精发酵 1 G 2 丙酮酸 代谢速率高，产物转化率高，发酵周期短等。缺点是生长pH较高，较易染杂菌，并且对乙醇的耐受力较酵母菌低. 4）丙酮-丁醇发酵 ——严格厌氧菌进行的 唯一能大规模生产的发酵产品。（丙酮、丁醇、乙醇混合物，其比例3：6：1） ——丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutyricum) 硝酸盐作用 同化性硝酸盐作用： NO3- ? NH3 - N ? R - NH2 异化性硝酸盐作用： 无氧条件下，利用NO3-为最终氢受体 NO3- ? NO2 ? NO ? ? N2O ? N2 反硝化意义： 1）使土壤中的氮（硝酸盐NO3-）还原成氮气而消失，降低土壤的肥力； 2）反硝化作用在氮素循环中起重要作用。 硫呼吸 （硫还原） —— 以元素S作为唯一的末端电子受体。 电子供体：乙酸、小肽、葡萄糖等 碳酸盐呼吸（碳酸盐还原） ——以CO2、HCO3- 为末端电子受体 产甲烷菌 — 利用H2作电子供体（能源）、CO2为 受体，产物CH4；