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微生物学
郝鲁江
第五章微生物的新陈代谢
•新陈代谢(metabolism)简称代谢,是推动生
物一切生命活动的动力源,通常泛指发生在活
细胞中的各种分解代谢(catabolism)和合成
代谢(anabolism)的总和。
第五章微生物的新陈代谢
第一节微生物的能量代谢
第二节分解代谢和合成代谢的联系
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
第一节微生物的能量代谢
l由于一切生命活动都是耗能反应,因此,能量
代谢就成了新陈代谢中的核心问题。
一、化能异养微生物的生物氧化和产能
•生物氧化(biologicaloxidation)就是发生在活
细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。
一、化能异养微生物的生物氧化和产能
•生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢
和失去电子3种;
•生物氧化的过程可分脱氢(或电子)、递氢
(或电子)和受氢(或电子)3个阶段;
•生物氧化的功能有产能(ATP)、产还原力
[H]和产小分子中间代谢物3种;
•而生物氧化的类型则包括了呼吸、无氧呼吸
和发酵3种。
(一)底物脱氢的4条途径
1.EMP途径(Embden-Meyerhof-
Parnaspathway)
•又称糖酵解途径(glycolysis)或己糖二磷酸途径(
hexosediphosphatepathway),是绝大多数生物所
共有的一条主流代谢途径。
•它以1分子葡萄糖为底物,约经10步反应而产生2
+
分子丙酮酸、2分子NADH+H和2分子ATP的过
程。
•EMP途径可概括为两个阶段(耗能和产能)、3种
产物和10个反应(图5-2)。
1.EMP途径(Embden-Meyerhof-
Parnaspathway)
EMP途径关键步骤
1.葡萄糖磷酸化→1.6二磷酸果糖(耗能)
2.1.6二磷酸果糖→2分子3-磷酸甘油醛
3.3-磷酸甘油醛→丙酮酸
总反应式:
葡萄糖+2NAD+2Pi+2ADP→2丙酮酸+2NADH+2ATP
2
CoA↓丙酮酸脱氢酶
乙酰CoA,进入TCA
EMP途径的生理功能
•供应ATP形式的能量和NADH2形式的还原力
;
•是连接其他几个重要代谢途径的桥梁,包括三
羧酸循环(TCA)、HMP途径和ED途径等;
•为生物合成提供多种中间代谢物;
•通过逆向反应可进行多糖合成。
若从EMP途径与人类生产实践的关系来看
,则它与乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇等的
发酵生产关系密切。
2.HMP途径(hexosemonophosphate
pathway)
•又称己糖一磷酸途径、已糖一磷酸支路(shunt)、戊
糖磷酸途径(pentosephosphatepathway)、磷酸葡萄
糖酸途径(phosphogluconatepathway)或WD途径
(Warburg-Dickenspathway)。
•其特点是葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而得到彻
+
底氧化,并能产生大量NADPH+H形式的还原力以
及多种重要中间代谢产物。
2.HMP途径(hexosemonophosphate
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