第六章微生物的代謝機制-wenkub
2022-09-12 08:32:08 本頁面
【正文】 ? 生物氧化就是發(fā)生在活細胞內(nèi)的一系列產(chǎn)能性氧化反應(yīng)的總稱。第六章 微生物的代謝機制 主講人：劉萍 新陳代謝（ metabolism） ? 是指發(fā)生在活細胞中的各種分解代謝（ catabolism）和合成代謝（ anabolism）的總和 即：新陳代謝 =分解代謝 +合成代謝 ? 分解代謝是指復(fù)雜的有機物分子通過分解代謝酶系的催化，產(chǎn)生簡單分子、腺苷三磷酸（ ATP）形式的能量和還原力（或稱還原當量，一般用 [H]來表示）的作用。 ? 生物氧化與非生物氧化即燃燒 相同點是它們的總效應(yīng)都是通過有機物的氧化反應(yīng)而釋放出其中的化學(xué)潛能。 ? （ 3）如果微生物對戊糖的需要超過 HMP途徑的正常供應(yīng)量時，可通過 EMP途徑與本途徑在果糖 1，6二磷酸和甘油醛 3磷酸處的連接來加以調(diào)劑。 ? 利用 ，是近年來正在開發(fā)的工業(yè)，它比傳統(tǒng)的酵母酒精發(fā)酵有許多優(yōu)點： ? （ 1）代謝速率高 ? （ 2）產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高 ? （ 3）菌體生成少 ? （ 4）代謝副產(chǎn)物少 ? （ 5）發(fā)酵溫度較高 ? （ 6）不必定期供氧等。 ? 由于呼吸必須在有氧條件下進行，因此又稱有氧呼吸。 ? （ 1）硝酸鹽呼吸 又稱反硝化作用。通過這一過程，微生物就可在無氧條件下借呼吸鏈的電子傳遞磷酸化而獲得能量。 ? 3．發(fā)酵：在生物氧化或能量代謝中，發(fā)酵僅是指在無氧條件下，底物脫氫后所產(chǎn)生的還原力 [H]不經(jīng)過呼吸鏈傳遞而直接交給某一內(nèi)源氧化性中間代謝產(chǎn)物的一類低效產(chǎn)能反應(yīng)。 一、兼用代謝途徑 ? 凡在分解代謝和合成代謝中具有雙重功能的途徑，就稱兼用代謝途徑。③在真核生物中，合成代謝和分解代謝一般在細胞的不同區(qū)域中分隔進行，原核生物因其細胞結(jié)構(gòu)上的間隔程度低，故反應(yīng)的控制主要在簡單的酶分子水平上進行。 ? 微生物細胞的代謝調(diào)節(jié)方式很多，例如可調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)透過細胞膜而進入細胞的能力，通過酶的定位以限制它與相應(yīng)底物的接近，以及調(diào)節(jié)代謝流等。 ? 酶活性的激活系指在分解代謝途徑中，后面的反應(yīng)可被較前面的中間產(chǎn)物所促進。 ? 為避免在一個分支上的產(chǎn)物過多時不致同時影響另一分支上產(chǎn)物的供應(yīng)，微生物已發(fā)展出多種調(diào)節(jié)方式。 ? （ 2）協(xié)同反饋抑制： 指分支代謝途徑中的幾個末端產(chǎn)物同時過量時才能抑制共同途徑中的第一個酶的一種反饋調(diào)節(jié)方式。由于 G過多就抑制了 C→F ，結(jié)果造成 C的濃度進一步增高。 ? 能阻礙酶生物合成的現(xiàn)象，則稱為阻遏。 （一）酶合成調(diào)節(jié)的類型 ? 1．誘導(dǎo) ? 根據(jù)酶的生成是否與環(huán)境中所存在的該酶底物或其有關(guān)物的關(guān)系，可把酶劃分成組成酶和誘導(dǎo)酶兩類。例如，將乳糖加入到 E． coli培養(yǎng)基中后，即可同時誘導(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，以達到對較復(fù)雜代謝途徑的分段調(diào)節(jié)。 （ 1）末端產(chǎn)物阻遏 ? 指由某代謝途徑末端產(chǎn)物的過量累積而引起的阻遏。 ? 代謝途徑分支點以前的 “ 公共酶 ” 僅受所有分支途徑末端產(chǎn)物的阻遏，此即稱多價阻遏作用。 ? 因此，分解代謝物的阻遏作用，就是指代謝反應(yīng)鏈中，某些中間代謝物或末端代謝物的過量累積而阻遏代謝途徑中一些酶合成的現(xiàn)象。 ? 操縱子分兩類 : ? 一類是誘導(dǎo)型操縱子，只有當存在誘導(dǎo)物（一種效應(yīng)物）時，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。調(diào)節(jié)基因一般位于相應(yīng)操縱子的附近。有的調(diào)節(jié)蛋白在其變構(gòu)后可提高與操縱基因的結(jié)合能力，有的則會降低其結(jié)合能力。 ? （二）應(yīng)用抗反饋調(diào)節(jié)的突變株解除反饋調(diào)節(jié) ? 抗反饋調(diào)節(jié)突變菌株，就是指一種對反饋抑制不敏感或?qū)ψ瓒粲锌剐缘慕M成型菌株，或兼而有之的菌株。 ? 采取生理學(xué)或遺傳學(xué)方法，可以改變細胞膜的透性，使細胞內(nèi)的代謝產(chǎn)物迅速滲漏到細胞外。 ? 次級代謝產(chǎn)物是指由微生物產(chǎn)生的，與微生物生長、繁殖無關(guān)的一類物質(zhì)。 ? (2)次級代謝產(chǎn)物的生物合成最少也要有一部分是不參與次級代謝產(chǎn)物生物合成的遺傳物質(zhì)(質(zhì)粒 plasmid)， 但參與與質(zhì)粒有關(guān)的代謝途徑 。 接種一定時間后細胞停止生長 ，進入到恒定期才開始活躍地合成抗生素 ， 稱為生產(chǎn)期 。
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