第五章微生物代謝與調控(編輯修改稿)
2025-10-07 08:40 本頁面
【文章內容簡介】 磷酸脫水酶， KDPG醛縮酶 相關的發(fā)酵生產：細菌酒精發(fā)酵 優(yōu)點：代謝速率高，產物轉化率高，菌體生成少，代謝副產物少，發(fā)酵溫度較高，不必定期供氧。 缺點： pH5，較易染菌；細菌對乙醇耐受力低 葡萄糖三條降解途徑在不同微生物中的分布菌名 EM P （ % ） H M P （ % ） ED （ % ）釀酒酵母 88 12 —產朊假絲酵母 66~81 19~34 —灰色鏈霉菌 97 3 —產黃青霉 77 23 —大腸桿菌 72 28 —銅綠假單胞菌 — 29 71嗜糖假單胞菌 — — 100枯草桿菌 74 26 —氧化葡萄糖桿菌 — 100 —真養(yǎng)產堿菌 — — 100運動發(fā)酵單胞菌 — — 100藤黃八疊球菌 70 30 —由表可見，在微生物細胞中，有的同時存在多條途徑來降解葡萄糖，有的只有一種。在某一具體條件下，擁有多條途徑的某種微生物究竟經何種途徑代謝，對發(fā)酵產物影響很大。 TCA循環(huán) 丙酮酸在進入三羧酸循環(huán)之 先要脫羧生成乙酰CoA， 乙酰 CoA和草酰乙酸縮合成檸檬酸再進入三羧酸循環(huán)。 循環(huán)的結果是 乙酰 CoA被徹底氧化成 CO2和 H2O，每氧化 1分子的乙酰 CoA可產生 12分子的 ATP，草酰乙酸參與反應而本身并不消耗。 TCA循環(huán)的重要特點 （ 1）循環(huán)一次的結果是乙酰 CoA的乙酰基被氧化為 2分子 CO2,并重新生成 1分子草酰乙酸； （ 2）整個循環(huán)有四步氧化還原反應，其中三步反應中將NAD+還原為 NADH+H+， 另一步為 FAD還原； （ 3）為糖、脂、蛋白質三大物質轉化中心樞紐。 （ 4）循環(huán)中的某些中間產物是一些重要物質生物合成的前體； （ 5）生物體提供能量的主要形式； （ 6） 為人類利用生物發(fā)酵生產所需產品提供主要的代謝途徑。如檸檬酸發(fā)酵； Glu發(fā)酵等。 中間代謝產物 分解代謝起源 在生物合成中的作用 葡萄糖 1磷酸 葡萄糖 6磷酸 核糖 5磷酸 赤蘚糖 4磷酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 3磷酸甘油酸 a酮戊二酸 草酰乙酸 乙酰輔酶 A 葡萄糖 半乳糖 多糖 EMP途徑 HMP途徑 HMP途徑 EMP途徑 EMP途徑 ED途徑 EMP途徑 三羧酸循環(huán) 三羧酸循環(huán) 丙酮酸脫羧 脂肪氧化 核苷糖類 戊糖 多糖貯藏物 核苷酸 脫氧核糖核苷酸 芳香氨基酸 芳香氨基酸 葡萄糖異生 CO2固定 胞壁酸合成 糖的運輸 丙氨酸 纈氨酸 亮氨酸 CO2固定 絲氨酸 甘氨酸 半胱氨酸 谷氨酸 脯氨酸 精氨酸 賴氨酸 天冬氨酸 賴氨酸 蛋氨酸 蘇氨酸 異亮氨酸 脂肪酸 類異戊二烯 甾醇 、受氫和 ATP的產生 ★ 經上述脫氫途徑生成的 NADH、 NADPH、 FAD等還原型輔酶通過呼吸鏈等方式進行遞氫，最終與受氫體（氧、無機或有機氧化物）結合，以釋放其化學潛能。 ★ 根據 遞氫特別是受氫過程中氫受體性質的不同 ,把微生物能量代謝分為呼吸作用和發(fā)酵作用兩大類 . 發(fā)酵作用 ：沒有任何外援的最終電子受體的生物氧化模； 呼吸作用 ：有外援的最終電子受體的生物氧化模式； ★呼吸作用又可分為兩類： 有氧呼吸 —— 最終電子受體是分子氧 O2。 無氧呼吸 —— 最終電子受體是 O2以外的 無機氧化物，如 NO SO42等 . ?☆ 概念：在生物氧化中發(fā)酵是指無氧條件下，底物脫氫后所產生的還原力不經過呼吸鏈傳遞而直接交給一內源氧化性中間代謝產物的一類低效產能反應。在發(fā)酵工業(yè)上，發(fā)酵是指任何利用厭氧或好氧微生物來生產有用代謝產物的一類生產方式。 ?☆發(fā)酵途徑：葡萄糖在厭氧條件下分解葡萄糖的產能途徑主要有 EMP、 HMP、 ED和 PK途徑。 ?☆發(fā)酵類型：在上述途徑中均有還原型氫供體 ——NADH+H+和 NADPH+H+產生，但產生的量并不多，如不及時使它們氧化再生，糖的分解產能將會中斷，這樣微生物就以葡萄糖分解過程中形成的各種中間產物為氫（電子）受體來接受 NADH+H+和 NADPH+H+的氫（電子），于是產生了各種各樣的發(fā)酵產物。 ?根據發(fā)酵產物的種類有乙醇發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、丙酸發(fā)酵、丁酸發(fā)酵、混合酸發(fā)酵、丁二醇發(fā)酵、及乙酸發(fā)酵等。 ① 酵母型酒精發(fā)酵 ②同型乳酸發(fā)酵 ③丙酸發(fā)酵
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