新編生物工藝學(xué)復(fù)習(xí)題11-文庫吧
2025-04-02 01:33 本頁面
【正文】 天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶，簡稱ATCase7） 酶合成的調(diào)節(jié)是一種通過調(diào)節(jié)酶的合成量進(jìn)而調(diào)節(jié)代謝速率的調(diào)節(jié)機(jī)制，這是一種在基因水平上（在原核生物中主要在轉(zhuǎn)錄水平上）的代謝調(diào)節(jié)。8） 酶合成的誘導(dǎo) 在某種化合物(包括外加的和內(nèi)源性的積累)作用下,導(dǎo)致某種酶合成或合成速率提高的現(xiàn)象。9） 按酶合成對底物的依賴性，微生物體內(nèi)的酶可分為組成酶和誘導(dǎo)酶兩類。酶合成的誘導(dǎo)分為兩大類： 同時(shí)誘導(dǎo)：即當(dāng)誘導(dǎo)物加入后，微生物能同時(shí)或幾乎同時(shí)誘導(dǎo)幾種酶的合成，它主要存在于短的代謝途徑中。例如，將乳糖加入到E．coli培養(yǎng)基中后，即可同時(shí)誘導(dǎo)出β半乳糖苷透性酶、β半乳糖苷酶和半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶的合成；順序誘導(dǎo)：即先合成能分解底物的酶，再依次合成分解各中間代謝物的酶，以達(dá)到對較復(fù)雜代謝途徑的分段調(diào)節(jié)。10） 酶合成的阻遏
在微生物的代謝過程中，當(dāng)代謝途徑中某末端產(chǎn)物過量時(shí)，通過阻遏作用來阻礙代謝途徑中包括關(guān)鍵酶在內(nèi)的一系列酶的生物合成，從而更徹底地控制代謝和減少末端產(chǎn)物的合成的過程。阻遏的類型主要有末端代謝產(chǎn)物阻遏和分解代謝產(chǎn)物阻遏兩種。 (1)、反饋抑制和反饋?zhàn)瓒? 反饋抑制:生物合成途徑的最終代謝物抑制該途徑的前面第一或第二個(gè)酶的作用(活性)。 反饋?zhàn)瓒?抑制酶的形成,是由途徑終點(diǎn)產(chǎn)物或其衍生物施行的,影響由支點(diǎn)到終點(diǎn)的酶。(2)、這兩種機(jī)制都是調(diào)節(jié)途徑終點(diǎn)產(chǎn)物的生產(chǎn)速率以配合大分子合成的速率。最終產(chǎn)物的阻遏和終點(diǎn)產(chǎn)物 的抑制作用是相輔相成的。 (3)、反饋抑制劑是終點(diǎn)產(chǎn)物而不是其衍生物。與經(jīng)典的競爭性抑制作用不同。(4)、反饋?zhàn)瓒糇饔檬且粡V泛現(xiàn)象。它調(diào)節(jié)氨基酸、嘌呤、嘧啶核苷酸和維生素等分子的合成。受反饋?zhàn)?遏作用控制的酶,是R基因編碼阻遏物蛋白。11）代謝系統(tǒng)的分子控制機(jī)制n 原核基因操縱子分兩類:n 一類是誘導(dǎo)型操縱子，只有當(dāng)存在誘導(dǎo)物（一種效應(yīng)物）時(shí)，其轉(zhuǎn)錄頻率才最高，并隨之轉(zhuǎn)譯出大量誘導(dǎo)酶，出現(xiàn)誘導(dǎo)現(xiàn)象。n 另一類是阻遏型操縱子，只有當(dāng)缺乏輔阻遏物（一種效應(yīng)物）時(shí)，其轉(zhuǎn)錄頻率才最高。由阻遏型操縱子所編碼的酶的合成，只有通過去阻遏作用才能起動(dòng)。 11） 次級代謝物生物合成的步驟：
養(yǎng)分的攝入
通過中樞代謝途徑，養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為中間體。
小分子構(gòu)建單位（前體）合成。
改變其中的一些中間體
這些前體進(jìn)入次級代謝產(chǎn)物合成的專有途徑
在主要骨架形成后，作最后的修飾，成為產(chǎn)物。12） 微生物代謝的前體：加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化合物能被直接結(jié)合到產(chǎn)物分子中區(qū)，而自身的結(jié)構(gòu)無多大變化，且具有促進(jìn)產(chǎn)物合成的作用。 起抗生素建筑材料的作用：丙酮酸是重要的中間體。丙酮酸→乙酰CoA→羧化得丙酰CoA→聚酮化物，該物是四環(huán)素族、大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的主要構(gòu)成單位。中間體轉(zhuǎn)化為次級終產(chǎn)物需要經(jīng)過三個(gè)過程：生物氧化與還原、生物甲基化、生物鹵化。許多次級代謝產(chǎn)物是由不同的中間體作為建筑材料合成的。而這些中間體來源于許多分支代謝。n 誘導(dǎo)抗生素生物合成：n α氨基己二酸提高青霉素的發(fā)酵單位n 苯乙酸提高芐青霉素的發(fā)酵單位n L纈氨酸是環(huán)孢菌素A的前體和誘導(dǎo)物n 丙醇誘導(dǎo)紅霉素鏈霉菌乙酰CoA羧化酶，促進(jìn)紅霉素合成。n 前體與誘導(dǎo)物的區(qū)別n 誘導(dǎo)物在生長期或生產(chǎn)期前起作用，前體在生產(chǎn)期起作用；n 誘導(dǎo)物可以被非前體的結(jié)構(gòu)類似物取代；n 誘導(dǎo)物的誘導(dǎo)系數(shù)特別高。把前體引入次級代謝物生物合成的專有途徑關(guān)鍵酶13） 次級代謝物結(jié)構(gòu)的后幾步修飾常見的有：氧化
鹵化
氨化
甲基化
羥基化
糖基化
?；?4） 復(fù)合抗生素鏈霉素的裝配過程：
dTDP雙氫鏈霉糖+鏈霉胍→擬二糖，雙氫鏈霉糖基轉(zhuǎn)移酶催化此反應(yīng)。
之后，擬二糖+XDPN甲基L葡萄糖胺縮合成雙氫鏈霉素6磷酸酯，再經(jīng)氧化成為鏈霉素6磷酸酯再經(jīng)水解成為鏈霉素15） 次級代謝產(chǎn)物往往是一組結(jié)構(gòu)相似的化合物，是因?yàn)椋?A ）A參與次級產(chǎn)物的酶的基質(zhì)專一性不強(qiáng)，B參與次級產(chǎn)物的酶有很強(qiáng)的基質(zhì)專一性C前體種類繁多，D變構(gòu)酶的作用16） 短鏈脂肪酸為前體的抗生素的合成步驟：
第一步：形成鏈狀聚酮化物，初始前體活性丙酸和丙二酸首先轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A和丙二酰輔酶A，或其衍生物，然后脫羧縮合成聚酮體。反應(yīng)位置在胞膜表面的酶處進(jìn)行。
第二步：鏈狀聚酮化物在次級代謝途徑被還原，引入雙鍵或三鍵產(chǎn)生多烯或多炔類抗生素。也可以進(jìn)入初級代謝途徑合成脂肪酸
第三步：部分還原的聚酮化物鏈經(jīng)環(huán)化作用形成大環(huán)內(nèi)酯或經(jīng)重復(fù)環(huán)化生成四環(huán)素或蒽環(huán)類抗生素。17） 以氨基酸為前體的抗生素主要有青霉素、頭孢菌素、環(huán)絲氨酸和肽類抗生素。前體氨基酸：合成蛋白質(zhì)的氨基酸；經(jīng)修飾的氨基酸（D氨基酸、N或β甲基化氨基酸、β氨基酸、亞氨基酸、前體氨基酸如α氨基己二酸）；與其他代謝物（如糖、脂肪酸）相結(jié)合的氨基酸。肽類抗生素合成機(jī)制與蛋白質(zhì)不同，無轉(zhuǎn)錄、無核糖體、無轉(zhuǎn)移RNA和信使RNA。青霉素合成的前體：α氨基己二酸、L半胱氨酸和L纈氨酸。
青霉素G側(cè)鏈前體有：苯乙酸、苯乙胺、苯乙酰胺和苯乙酰甘氨酸，適量參入提高產(chǎn)量，過多有毒性。18） 代謝工程是指借某些特定生化反應(yīng)的修飾來定向改善細(xì)胞的特性或運(yùn)用重組DNA技術(shù)來創(chuàng)造新的化合物1） 培養(yǎng)基通常指人工配制的適合微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。2） 適宜大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)基的特點(diǎn)：
能滿足產(chǎn)物最經(jīng)濟(jì)的合成
發(fā)酵后形成的副產(chǎn)物盡可能少
培養(yǎng)基的原料應(yīng)因地制宜、價(jià)格低廉、資源豐富、性能穩(wěn)定、保證供應(yīng)、適宜大規(guī)模貯藏。
所選培養(yǎng)基應(yīng)該符合整體工藝要求，不影響通氣、提取、純化及廢物處理。3） 培養(yǎng)基的用途：篩選菌種、保藏菌種、檢驗(yàn)雜菌、培養(yǎng)種子、發(fā)酵生產(chǎn)等4） 天然培養(yǎng)基(natural medium)
凡利用生物的組織、器官及其抽取物或制品配成的培養(yǎng)基，稱為天然培養(yǎng)基。5） 常見的天然培養(yǎng)基成分有：麥芽汁、肉浸汁、魚粉、麩皮、玉米粉、花生餅粉、
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