微生物的代謝機制(1)(編輯修改稿)
2025-02-09 23:41 本頁面
【文章內容簡介】 些分子與底物競爭結合 酶的 活性中心 ，亦會表現(xiàn)出酶活性的降低（抑制）。這種情況稱為酶的 競爭性抑制 。 （一）反饋抑制的類型 ? 1．直線式代謝途徑中的反饋抑制 ? 2．分支代謝途徑中的反饋抑制。 ? 在分支代謝途徑中，反饋抑制的情況較為復雜。 ? 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，微生物已發(fā)展出多種調節(jié)方式。 ? （ 1）同功酶調節(jié) ? 同功酶是指能催化相同的生化反應，但酶蛋白分子結構有差異的一類酶，它們雖同存于一個個體或同一組織中，但在生理、免疫和理化特性上卻存在著差別。 ? 同功酶的主要功能在于其代謝調節(jié)。在一個分支代謝途徑中，如果在分支點以前的一個較早的反應是由幾個同功酶所催化時，則分支代謝的幾個最終產(chǎn)物往往分別對這幾個同功酶發(fā)生抑制作用。 ? （ 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節(jié)方式。 ? （ 3）合作反饋抑制： 系指兩種末端產(chǎn)物同時存在時，可以起著比一種末端產(chǎn)物大得多的反饋抑制作用。 ? （ 4）累積反饋抑制： 每一分支途徑的末端產(chǎn)物按一定百分率單獨抑制共同途徑中前面的酶，所以當幾種末端產(chǎn)物共同存在時，它們的抑制作用是累積的。 ? （ 5）順序反饋抑制：當 E過多時，可抑制 C→D ，這時由于 C的濃度過大而促使反應向 F、 G方向進行，結果又造成了另一末端產(chǎn)物 G濃度的增高。由于 G過多就抑制了 C→F ，結果造成 C的濃度進一步增高。 C過多又對 A→B 間的酶發(fā)生抑制，從而達到了反饋抑制的效果。這種通過逐步有順序的方式達到的調節(jié)，稱為順序反饋抑制 二、酶合成的調節(jié) ? 酶合成的調節(jié)是一種通過調節(jié)酶的合成量進而調節(jié)代謝速率的調節(jié)機制，這是一種在基因水平上（在原核生物中主要在轉錄水平上）的代謝調節(jié)。 ? 凡能促進酶生物合成的現(xiàn)象，稱為誘導。 ? 能阻礙酶生物合成的現(xiàn)象，則稱為阻遏。 ? 與上述調節(jié)酶活性的反饋抑制等相比，調節(jié)酶的合成（即產(chǎn)酶量）而實現(xiàn)代謝調節(jié)的方式是一類較間接而緩慢的調節(jié)方式。 ? 其優(yōu)點則是通過阻止酶的過量合成，有利于節(jié)約生物合成的原料和能量。 ? 在正常代謝途徑中，酶活性調節(jié)和酶合成調節(jié)兩者是同時存在且密切配合、協(xié)調進行的。 （一）酶合成調節(jié)的類型 ? 1．誘導 ? 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物的關系，可把酶劃分成組成酶和誘導酶兩類。 ? 誘導酶是細胞為適應外來底物或其結構類似物而臨時合成的一類酶。 ? 能促進誘導酶產(chǎn)生的物質稱為誘導物，它可以是該酶的底物，也可以是難以代謝的底物類似物或是底物的前體物質。 酶的誘導合成類型 ? 同時誘導：即當誘導物加入后，微生物能同時或幾乎同時誘導幾種酶的合成，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，即可同時誘導出 β 半乳糖苷透性酶、 β 半乳糖苷酶和半乳糖苷轉乙酰酶的合成； ? 順序誘導：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，以達到對較復雜代謝途徑的分段調節(jié)。 ? 2．阻遏 ? 在微生物的代謝過程中，當代謝途徑中某末端產(chǎn)物過量時，除可用前述的反饋抑制的方式來抑制該途徑中關鍵酶的活性以減少末端產(chǎn)物的生成外，還可通過阻遏作用來阻礙代謝途徑中包括 關鍵酶在內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。 ? 阻遏作用有利于生物體節(jié)省有限的養(yǎng)料和能量。 ? 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）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。對直線式反應途徑來說，末端產(chǎn)物阻遏的情況較為簡單，即產(chǎn)物作用于代謝途徑中的各種酶，使之合成受阻遏。 ? 對分支代謝途徑來說，情況就較復雜。每種末端產(chǎn)物僅專一地阻遏合成它的那條分支途徑的酶。 ? 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。 ? 末端產(chǎn)物阻遏在代謝調節(jié)中有著重要的作用，它可保證細胞內各種物質維持適當?shù)臐舛取? （ 2）分解代謝物阻遏 ? 指細胞內同時有兩種分解底物（碳源或氮源）存在時，利用快的那種分解底物會阻遏利用慢的底物的有關酶合成的現(xiàn)象。 ? 分解代謝物的阻遏作用，并非由于快速利用的甲碳源本身直接作用的結果，而是通過 甲碳源（或氮源等）在其分解過程中所產(chǎn)生的中間代謝物所引起的阻遏作用 。 ? 因此，分解代謝物的阻遏作用，就是指代謝反應鏈中，
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