异柠檬酸裂合酶苹果酸合成酶微生物独特合成代谢途径举例一.ppt

第五章 微生物的新陈代谢 第一节 能量代谢 第二节 分解代谢与合成代谢的联系 第三节 微生物独特合成代谢途径举例 第四节 微生物的代谢调节与发酵生产 第一节 能量代谢 复习概念 新陈代谢（metabolism） 分解代谢（catabolism）=（异化作用） 合成代谢（anabolism）= （同化作用） 复杂分子 简单分子 + ATP +[H] 能源不同的主要原因与机体酶系组成及所处环境条件有关。 光能自养型微生物以日光为能源,将光能转化成ATP。 化能自养型微生物以无机物的氧化反应中得到能量。 化能异养型微生物多是以氧化有机物为能源,并形成ATP。 有机物 化能异养菌 最初能源 日光 光能营养菌 通用能源（ATP） 还原态无机物 化能自养菌 一、化能异养微生物的生物氧化和产能 生物氧化过程： 可分脱氢（或电子）、递氢和受氢3个阶段。 递氢过程：呼吸链 受氢体：氧、无机物和有机氧化物三种。 （一）底物脱氢的4条途径 4条途径： 糖酵解途径（EMP） 戊糖磷酸途径（HMP） ED途径（2-酮-3脱氧-6-磷酸葡萄糖酸途径，KDPG） 三羧酸循环途径（TCA）。 1.EMP途径 1.EMP途径 与乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇的发酵生产关系密切。 2.HMP途径 2.HMP途径 总反应式： 6葡萄糖-6-磷酸+ 12NADP+ + 6H2O 5葡萄糖-6-磷酸 +12NADPH+12H+ +6CO2+Pi 通过HMP途径可得到的发酵产物：核苷酸、氨基酸、辅酶、乳酸。 3.ED途径 3.ED途径 某些缺乏完整EMP途径的微生物的一种替代途径 微生物所特有 总反应式： 葡萄糖+ADP +Pi+NADP+ +NAD 2丙酮酸+ATP+NADPH+ H+ +NADH+ H+ 4.三羧酸循环 4.三羧酸循环 发酵产物：柠檬酸、苹果酸、谷氨酸、延胡索酸、琥珀酸。 （二）递氢和受氢 生物氧化的类型（产能模式）：根据递氢特点、受氢体性质的不同，以有机物为基质的生物氧化分为呼吸、无氧呼吸和发酵3种类型。 3种类型： 呼吸 无氧呼吸 发酵 1.呼吸（好氧呼吸） 定义：好气性微生物的底物按常规方式脱氢后，脱下的氢经呼吸链传递，最终被外源分子氧接受，生成H2O和ATP。 递氢和受氢都必须在有氧条件下完成。有氧呼吸底物被彻底氧化,产能最高。 好气性微生物的有氧环境中生长所进行有氧呼吸和兼性厌气性微生物在有氧环境中生长所进行的有氧呼吸 。 无氧呼吸（厌氧呼吸） 定义：指一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物（少数为有机氧化物）的生物氧化。 能进行无氧呼吸的微生物叫厌气性微生物，在无氧条件下，产能效率低。 无氧呼吸根据呼吸链末端氢受体的不同，分成多种类： ( l )硝酸盐呼吸（nitrate respiration ） 又称反硝化作用. 硝酸盐具有两种功能： 氮源营养物，称为同化性硝酸盐还原作用 无氧条件下，某些兼性厌氧徽生物利用硝酸盐作为呼吸链的最终氢受体，把它还原成亚硝酸、NO 、 N2O 、N2，称为异化性硝酸盐还原作用，又称硝酸盐呼吸或反硝化作用。 这两个还原过程的共同特点：是硝酸盐都要通过一种含钼的硝酸盐还原酶将其还原为亚硝酸盐。 能进行硝酸盐呼吸的都是一些兼性厌氧徽生物― 反硝化细菌．例如地衣芽饱杆菌、脱氮副球菌、铜绿假单胞菌、脱氮硫杆菌。 在通气不良的土壤中，反硝化作用会造成氮肥的损失， ( 2 ）硫酸盐呼吸 特点： 硫酸盐还原细菌．或反硫化细菌 严格厌氧菌：脱硫弧菌、巨大脱硫弧菌、致黑脱硫肠状菌 最终还原产物是H2S 在浸水或通气不良的土壤中，有害产物对植物根系生长不利。 3.发酵 发酵有两个涵义，广义的发酵和狭义的发酵。 广义的发酵定义：指任何利用微生物来生产有用代谢产物或食品、饮料的一类生产方式。 狭义的发酵定义：指在无氧等氢受体的条件下，底物脱氢所产生的还原力[H]未经呼吸链传递而直接交给某一内源性中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化的生物氧化反应。 在发酵过程中，有机物既是被氧化的基质，而电子受体是基质未被彻底氧化的产物(也是有机物)，由于基质氧化不彻底，产生能量比较少。 各种微生物都能进行发酵作用，好气性微生物进行有氧呼吸过程中也需经过发酵阶段。 介绍4类重要发酵 （1）EMP途径中丙酮酸出发的发酵 同型酒精发酵：酿酒酵母 同型乳酸发酵：产物为单一的2分子乳酸。 丙酸发酵 混