次級(jí)代謝復(fù)習(xí)ppt課件(已修改)
2025-01-26 22:58 本頁(yè)面
【正文】 3 微生物次級(jí)代謝與調(diào)節(jié) 次級(jí)代謝產(chǎn)物 (Secondary metabolites) 是某些微生物在生命循環(huán)的某一個(gè)階段產(chǎn)生的物質(zhì)，它們一般是在產(chǎn)生菌生長(zhǎng)中止后合成的。 微生物產(chǎn)生的次級(jí)代謝物有抗生素、毒素、色素和生物堿等。 微生物次級(jí)代謝 植物中的樟腦 分化代謝物： Idiolite 分化期： idiophase 進(jìn)入生長(zhǎng)后期，當(dāng) 181。降低時(shí) 青霉素生產(chǎn)期 181。= 1/h 帶放操作： 控制比生長(zhǎng)速率 181。 微生物次級(jí)代謝 一簇抗生素中各組分的多少取決于遺傳與環(huán)境因素 。 次級(jí)代謝物合成所涉及的酶的特異性較低；而初級(jí)代謝方面的特異性總是很高 ， 因差錯(cuò)會(huì)導(dǎo)致致命性的后果 。 次級(jí)代謝方面的差錯(cuò)對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)無(wú)關(guān)緊要 ，改變后的代謝產(chǎn)物有些還保留生物活性 。 微生物次級(jí)代謝與調(diào)節(jié) 次級(jí)代謝產(chǎn)物是某些微生物在生命循環(huán)的某一個(gè)階段產(chǎn)生的物質(zhì)，它們一般是在產(chǎn)生菌生長(zhǎng)中止后合成的。微生物產(chǎn)生的次級(jí)代謝物有抗生素、毒素、色素和生物堿等。 微生物次級(jí)代謝 有人認(rèn)為 ， 次級(jí)代謝產(chǎn)物之所以種類繁多 ， 就是因?yàn)槊傅牡孜锾禺愋圆桓咚?。 他們把次級(jí)代謝過(guò)程又稱為多向代謝作用 (pleometabolism)。 次級(jí)代謝過(guò)程的啟動(dòng)的原因 ? 可能是生長(zhǎng)期末細(xì)胞的酶的組成發(fā)生變化，與次級(jí)代謝物合成有關(guān)的酶的突然出現(xiàn)有關(guān)； ? 也可能是前體的積累，起誘導(dǎo)物的作用 ? 或編碼次級(jí)代謝產(chǎn)物的基因從分解代謝物阻遏中解除阻遏所致。 啟動(dòng)抗生素的幾種調(diào)控機(jī)制 盡管抗生素具有非常重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)重要性，但并不存在一個(gè)能夠解釋它們生理調(diào)節(jié)的通用的控制模型。 啟動(dòng)抗生素的幾種調(diào)控機(jī)制 此類調(diào)節(jié)往往發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平，具體證據(jù)為：直到生長(zhǎng)速率下降時(shí)，才出現(xiàn)編碼抗生素合成的 mRNA。 次級(jí)代謝物啟動(dòng)的假想機(jī)制 ? 比生長(zhǎng)速率（ ?）下降 ? 限制性養(yǎng)分的耗竭 ? 幾種調(diào)節(jié)因子的聯(lián)合作用（ cAMP, 碳源，氮源，或磷源的同化速率 ) ? 嚴(yán)謹(jǐn)響應(yīng) (strigent response) ? 微生物信號(hào)因子 碳源，氮源為限制性基質(zhì)時(shí)，抗生素生產(chǎn)動(dòng)力學(xué) ? 碳源為限制性基質(zhì)時(shí)，指數(shù)生長(zhǎng)期出現(xiàn)較早，抗生素合成較氮源限制的要晚。 ? 碳源限制時(shí)，比生產(chǎn)速率高峰出現(xiàn)在比生長(zhǎng)速率高峰之后。 ? 氮源為限制性基質(zhì)時(shí)，上述兩個(gè)峰是同步出現(xiàn)的。 生長(zhǎng)速率下降對(duì)大分子合成速率的影響 ? 碳源限制的培養(yǎng)的指數(shù)期，蛋白質(zhì)合成速率達(dá)最大后，很快下降，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)合成速率下降到檢測(cè)不到時(shí)，抗生素合成啟動(dòng)。 ? 氮源限制的培養(yǎng)，蛋白質(zhì)合成速率始終很低，當(dāng)下降到 protein/，抗生素合成啟動(dòng)。 空載 tRNA與抗生素合成的誘導(dǎo) ? 氨酰 tRNA與空載 tRNA的比率下降到最低值時(shí)，抗生素合成開始。 ? 研究表明，在指數(shù)期早期，加入亞致死量蛋白質(zhì)抑制劑，使氨酰 tRNA與空載tRNA比率上升，導(dǎo)致抗生素合成推遲。 空載 tRNA與抗生素合成的誘導(dǎo) ? 嚴(yán)謹(jǐn)響應(yīng)的 rel基因產(chǎn)物 ppGpp是導(dǎo)致抗生素合成的因素 ? ppGpp水平的上升本身，并不能啟動(dòng)抗生素的合成?？蛰d tRNA濃度的上升可以刺激抗生素的生產(chǎn)，可以繞過(guò)直接包含ppGpp的機(jī)制。，鏈霉素的加入的效果與此結(jié)論一致。（抑制了核糖體的功能） 空載 tRNA與抗生素合成的誘導(dǎo) ? ppGpp實(shí)際上只是空載 tRNA濃度上升引起的結(jié)果。 ? 空載 tRNA上升與抗生素合成基因激活的關(guān)系有待進(jìn)一步闡明。 微生物次級(jí)代謝的特征 ? 一種微生物的不同菌株可以產(chǎn)生多種在分子結(jié)構(gòu)上完全不同的次級(jí)代謝產(chǎn)物，例如，灰色鏈霉菌不僅可以用于生產(chǎn)鏈霉素，還可用來(lái)生產(chǎn)白霉素、吲哚霉素、灰霉素、灰綠霉素等。 不同種類的微生物也能產(chǎn)生同一種次級(jí)代謝產(chǎn)物。 ? 次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成對(duì)環(huán)境因素特別敏感。其合成信息的表達(dá)受環(huán)境因素調(diào)節(jié)。如對(duì)抗生素的合成需在較低的磷酸鹽濃度~10mM范圍內(nèi)進(jìn)行，而生長(zhǎng)能耐受的范圍平均要大 10倍，即 .3~300mM。 微生物次級(jí)代謝的特征 ? 次級(jí)代謝產(chǎn)物一般不在產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)期產(chǎn)生 ，而在隨后的生產(chǎn)期形成 。 ? 種類繁多，含有
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