微生物的代謝機(jī)制(1)(完整版)
【正文】 是 “ 細(xì)調(diào) ” ，即調(diào)節(jié)現(xiàn)成酶分子的催化活力，兩者往往密切配合和協(xié)調(diào)，以達(dá)到最佳調(diào)節(jié)效果。 ? EMP、 HMP和 TCA循環(huán)是重要的兼用代謝途徑。 ? 與硝酸鹽還原細(xì)菌不同的是，硫酸鹽還原細(xì)菌都是一些嚴(yán)格依賴于無氧環(huán)境的專性厭氧細(xì)菌。 ? 其特點(diǎn)是底物按常規(guī)途徑脫氫后，經(jīng)部分呼吸鏈遞氫，最終由氧化態(tài)的無機(jī)物（個別是有機(jī)物延胡索酸）受氫。 ? （ 6）通過本途徑而產(chǎn)生的重要發(fā)酵產(chǎn)物很多，例如核苷酸、若干氨基酸、輔酶和乳酸（異型乳酸發(fā)酵）等。 一、化能異養(yǎng)微生物的生物氧化和產(chǎn)能 ? 生物氧化就是發(fā)生在活細(xì)胞內(nèi)的一系列產(chǎn)能性氧化反應(yīng)的總稱。 ? 生物氧化與非生物氧化即燃燒 相同點(diǎn)是它們的總效應(yīng)都是通過有機(jī)物的氧化反應(yīng)而釋放出其中的化學(xué)潛能。 ? 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(diǎn)： ? （ 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。 ? （ 1）硝酸鹽呼吸 又稱反硝化作用。 ? （ 4）碳酸鹽呼吸 是一類以 CO2或重碳酸鹽作為無氧呼吸鏈的末端氫受體的無氧呼吸。 ? ①在兼用代謝途徑中，合成途徑并非分解途徑的完全逆轉(zhuǎn)。 ? 利用微生物代謝調(diào)控能力的 自然缺損 或通過人為方法 獲得突破代謝調(diào)控 的變異菌株，可為發(fā)酵工業(yè)提供生產(chǎn)有關(guān)代謝產(chǎn)物的高產(chǎn)菌株。 在一條代謝途徑中 ， 常常是前一 個酶促反應(yīng)的底物 ， 便是下一個酶促 反應(yīng)的底物 。 ? 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。由于 G過多就抑制了 C→F ，結(jié)果造成 C的濃度進(jìn)一步增高。 （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。 （ 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。 ? 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。調(diào)節(jié)基因一般位于相應(yīng)操縱子的附近。 ? （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。 ? 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)。 接種一定時間后細(xì)胞停止生長 ，進(jìn)入到恒定期才開始活躍地合成抗生素 ， 稱為生產(chǎn)期 。也就是說，在代謝過程中不一定非按每個階段正確的順序，一個生產(chǎn)物可由多種中間體和途徑來取得，因此也可通過所謂“代謝綱目”或叫“代謝格子”這一系列途徑來完成。 抗生素產(chǎn)生菌的主要代謝 調(diào)節(jié)機(jī)制 ? ① 受 DNA控制的酶合成的調(diào)節(jié)機(jī)制 ， 包括酶的誘導(dǎo)和酶的阻遏 (有終點(diǎn)產(chǎn)物的阻遏和分解產(chǎn)物的阻遏 )。 ? 在初級代謝中 ， 氮分解代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié) ， 即被迅速利用的氮源 (氨 )抑制作用于含底物的酶 (蛋白酶 、 硝酸鹽還原酶 、 酰胺酶 、 脲酶 、 組氨酸酶 )的合成 。 如果輸入硫化物能力增加 ， 硫源供應(yīng)允足 ， 合成青霉素的量就增多 。 ? 次級代謝產(chǎn)物的形成出現(xiàn)較遲 ， 這或許是抗生素產(chǎn)生菌避免自殺的主要機(jī)制之一 。 在抗生素生產(chǎn)中使用黃豆餅粉就是由于它緩慢分解成有阻遏作用的氨基酸和氨 ， 防止或減弱氮分解代謝產(chǎn)物阻遏作用的結(jié)果 。 ? ③ 細(xì)胞膜透性的調(diào)節(jié) 。 (二 )微生物次級代謝與初級代謝及生物合成抗生素的關(guān)系 ? 1． 從菌體生化代謝方面分析 ? 許多抗生素的基本結(jié)構(gòu)是由少數(shù)幾種初級代謝產(chǎn)物構(gòu)成的 ， 所以次級代謝產(chǎn)物是以初級代謝產(chǎn)物為母體衍生出來的 ， 次級代謝途徑并不是獨(dú)立的 ， 而是與初級代謝途徑有密切關(guān)系的 。 ? (6)生產(chǎn)能力受微量金屬離子 (Fe2+、 Fe3+、 Zn2+、Mn2+、 Co2+、 Ni2+等 )和磷酸鹽等無機(jī)離子的影響。 ? 抗生素、色素、毒素等是與初級代謝產(chǎn)物 (如氨基酸、核酸 )相對產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物。 ? （三）控制細(xì)胞膜的滲透性 ? 微生物的細(xì)胞膜對于細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的運(yùn)輸具有高度選擇性。 ? （ 4）調(diào)節(jié)蛋白 ? 是一類變構(gòu)蛋白，它有兩個特殊位點(diǎn)，其一可與操縱基因結(jié)合，另一位點(diǎn)則可與效應(yīng)物相結(jié)合。 ? 啟動基因是一種能被依賴于 DNA的 RNA多聚酶所識別的堿基順序，它既是 RNA多聚酶
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