(1.4)--第五章 微生物的新陈代谢.ppt

第5章

微生物的代谢;一、代谢

1、代谢的概念：是细胞内发生的各种生物化学反应的总称。

3、微生物代谢的特点：具有代谢旺盛和类型多样两个特点。;二、产能代谢的重要性;最初

能源;四、生物氧化;2、生物氧化与燃烧的比较;生物氧化的形式;①和氧的直接结合：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O;生物氧化的过程;生物氧化反应的三个阶段;生物氧化的功能;;生物氧化的过程;一、底物脱氢;底物脱氢的四条途径;一、底物脱氢;1.EMP途径（Embdem-Meyerhof-ParnasPathway）;在总反应中，可概括成

两个阶段

(耗能和产能)、

三种产物

(NADH＋H+、丙酮酸和ATP)

和10个反应步骤。;EMP途径的总反应式为：

C6H12O6＋2NAD+＋2ADP＋2Pi→2CH3COCOOH＋2NADH

＋2H+＋2ATP＋2H2O;在其终产物中，2NADH＋H+

在有氧条件下，可经呼吸链的氧化磷酸化反应产生6ATP；

在无氧条件下，则可还原丙酮酸产生乳酸或还原丙酮酸的脱羧产物——乙醛还原成乙醇。;EMP途径是多种微生物所具有的代谢途径，其产能效率虽低，但其生理功能极其重要：

①供应ATP形式的能量和NADH2形式的还原力：2ATP、2NADH2

②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；;③为微生物合成提供多种中间代谢物：6-磷酸葡萄糖，磷酸-二羟丙酮，3-磷酸甘油酸，磷酸-烯醇式丙酮酸，丙酮酸。

④通过逆向反应进行多糖合成。;底物脱氢的四条途径;2.HMP途径（hexosemonophosphatepathway）;1.氧化阶段：6-磷酸葡萄糖脱氢脱羧生成5-磷酸核糖;HMP途径的总反应式为：

6葡糖-6-磷酸＋12NADP+＋6H2O→5葡糖-6-磷酸＋12NADPH

＋12H+＋12CO2＋Pi;HMP途径在微生物生命活动中有着极其重要的意义，具体表现在：

供应合成原料：

为核酸、核苷酸、NAD(P)+、FAD(FMN)和CoA等的生物合成提供戊糖-磷酸；

途径中的赤藓糖-4-磷酸是合成芳香族、杂环族氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和组氨酸）的原料。;②产还原力：产生大量的NADPH2形式的还原力，不仅可供脂肪酸、固醇等生物合成之需，还可供通过呼吸链产生大量能量之需。

③作为固定的CO2中介：是光能自养微生??和化能自养微生物固定CO2的重要中介；

;④扩大碳源利用范围：微生物利用C3～C7多种碳源提供了必要的代谢途径；

⑤连接EMP途径：通过与EMP途径的连接，微生物合成提供更多的戊糖。;底物脱氢的四条途径;3.ED途径（Entner-Doudoroffpathway）;ED途径特点是葡萄糖只经过4步反应即可快速获得由EMP途径须经10步才能获得的丙酮酸。;ED途径的总反应式为：

C6H12O6＋ADP＋Pi＋NADP+＋NAD+→2CH3COCOOH＋ATP

＋NADPH＋H+＋NADH＋H+;①具有一特征反应：KDPG裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛

②存在特征性酶：2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）醛缩酶

③其终产物2分子丙酮酸来历不同：一分子由KDPG直接裂解产生，另一分子由磷酸甘油醛经EMP途径转化而来

④ED途径产能效率低（1摩尔葡萄糖仅产生1摩尔ATP）;ED途径为合成代谢提供了：

1、ATP；

2、NADH2，NADPH2；

3、6-磷酸葡萄糖，3-磷酸甘油酸，磷酸-烯醇式丙酮酸，丙酮酸。;底物脱氢的四条途径;4.TCA循环（tricarboxylicacidcycle）;真核微生物，TCA循环的反应在线粒体内进行，其中的大多数酶定位在线粒体的基质中；

原核微生物，例如细菌中，大多数酶都存在于细胞质内。只有琥珀酸脱氢酶属于例外，它在线粒体或细菌中都是结合在膜上的。;是指由丙酮酸经过一系列循环式反应而彻底氧化、脱羧、形成CO2、H2O和NADH2的过程。;整个TCA循环的总反应式为：

丙酮酸＋4NAD+＋FAD＋GDP＋Pi＋3H2O→3CO2＋FADH2＋GTP