5微生物的代谢 PPT.ppt

二、次级代谢的调节 1. 初级代谢对次级代谢的调节 次级代谢一般以初级代谢产物为前体 2. 碳、氮代谢物的调节作用 菌体生长时利用的碳源的分解物阻遏次级 代谢酶系的合成(迟效碳源和速效碳源) 3. 诱导作用及产物的反馈抑制 第六章 微生物工业和产品 l 工业发酵的菌种和发酵特征 l 工业发酵的方式 l 工业发酵的产品 第一节 工业发酵的菌种和特征 微生物工业指人们工业化规模培养微生 物生产的商品性产品，也指以微生物为 主体生产产品的工业 微生物的工业发酵指利用各种微生物的 不同发酵特性，发酵生产众多有价值的 发酵产品 1. CO2的固定 将空气中的CO2同化成细胞物质的过程称 为CO2的固定作用 微生物同化CO2的方式 自养式: CO2能合成糖并重新生成受体 异养式: CO2被固定在有机酸上,不能转化 成有机物 自养微生物同化CO2所需要的能量来自 光能或无机物氧化所得的化学能 自养微生物固定CO2的途径: ⑴ 卡尔文循环 ⑵ 还原性三羧酸循环固定CO2 ⑶ 还原的单羧酸环 2. 生物固氮 微生物将氮还原为氨的过程 氮体系 厌氧自生固氮菌－巴氏固氧梭菌 共生固 根瘤菌－豆科 自生固 好氧自生固氮菌－固氧菌属 氮体系 弗兰克氏菌－非豆科 联合固氮体系 雀稗固氮菌 3. 二碳化合物的同化 回补途径：指能补充兼用代谢途径中因合 成代谢而消耗的中间代谢产物 的反应 ⑴ 乙醛酸循环 异柠檬酸裂解酶 苹果酸合成酶 底物: 乙酸 好氧微生物 ⑵ 甘油酸途径 底物: 甘氨酸 乙醇酸 草酸 4. 糖类的合成 ⑴ 单糖的合成 EMP途径合成葡萄糖,然后再转化其它单糖 自养微生物:卡尔文循环→甘油醛-3-磷酸 →草酰乙酸或乙酰COA 异养微生物: 乙酸——醛酸循环→草酰乙酸 乙醇酸,草酸,苷氨酸——苷油酸途径→ 苷油醛-3-磷酸 乳酸——丙酮酸 生糖氨基酸——脱氨基 已糖生物合成中的两个关键中间物是 葡糖-6-磷酸和UDP-葡萄糖 戊糖生物合成一般由葡糖-6-磷酸脱羧而成 核糖-5-磷酸 ⑵ 多糖的合成 同多糖: 相同单糖分子聚合而成 杂多糖: 不同单糖分子聚合而成 核苷糖————核苷糖-单糖 能量来源：核苷糖中高能糖-磷酸键水解 单糖单位——核苷糖为载体 转移酶类的特异性决定次序 5. 氨基酸的合成 碳骨架来自糖代谢产生的中间代谢产物 氨: ①直接从外界环境获得; ②体内含氮化合物的分解; ③固氮作用; ④由硝酸还原作用; ⑴氨基化作用 在转氨酶的作用下,使一种氨基酸的氨基转 移给酮酸,形成新的氨基酸的过程 ⑵转氨基作用 a-酮酸与氨反应生成氨基酸 a-酮戊二酸和丙酮酸及延胡索酸和谷氨酸 ⑶前体转化 6. 核苷酸的合成 ⑴ 嘌呤核苷酸的生物合成 以核糖磷酸为底物，碳和氮来自氨基酸、 CO2和甲酸 合成方式： ①由各种小分子化合物，全新合成次黄 嘌呤，再转化 ②由自由碱基或核苷组成相应的嘌呤核 苷酸 ⑵嘧啶核苷酸的合成 合成方式： ①由小分子化合物全新合成尿嘧啶核 苷酸，再转化 ②以完整的嘧啶或嘧啶核苷分子，组成 嘧啶核苷酸 ⑶脱氧核苷酸的合成 核苷酸糖基第2位上的—OH还原为H E. coli：核糖核苷二磷酸 赖氏乳酸菌：核糖核苷三磷酸 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸：尿嘧啶脱氧 核糖核苷酸，脱磷酸再甲基化 二、其他耗能反应：运动、动输、生物发光 鞭毛运动；在固体表面滑动；气囊 1. 运动 2. 运输 3. 生物发光 荧光色素酶 一种长链脂肪酸 第四节 微生物的代谢调节 ①酶活性调节，调节已有酶分子的活性， 酶化学水平 ②酶合成的调节，调节酶分子的合成量， 遗传学水平 代谢调节类型: 一、酶活性的调节 一定数量的酶，通过其分子构象或分子 结构的改变来调节其催化反应的速率 1. 变构调节 变构酶：通常是某一代谢途径的第一个 酶或催化某一关键反应的酶 2. 修饰调节 共价调节酶通过修饰酶催化其多肽上 某些基团进行可逆的共价修饰，使之 处于活性和非活性状态 磷酸化/去磷酸化；乙酰化/去乙酰化； 腺苷酰化/去腺苷酰化；尿苷腺化/去尿 苷腺化；甲基化/去甲基化；S-S/SH相 互转变；ADPR化/去ADPR化 3. 两者差别： 变构调节只是构象变化； 修饰调节是一级结构变化，对调节信 号具有放大效应，效率高 二、分支合成途径调节 特点： 每个分支途径的末端产物控制分 支点后的第一个酶，同时每个末 端产物又对整个途径的第一个酶 有部分的抑制作用 第五节 微生物次级代谢与次级代谢产物 一、次级代谢与次级代谢产物 微生物从外界吸收各种营养物质，通过 分解代谢和合成代谢，生成维持生命活 动的物质和能量的过程 1. 初级代谢 微生物在一定的生长时期，以初级代谢 产物为前体，合成一些对微生物的生命 活