微生物的代謝調控與發(fā)酵生產(chǎn)技術培訓(編輯修改稿)
2025-01-26 13:50 本頁面
【文章內容簡介】 的酶在遇到一些化學結構與底物相似的分子時，這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 。競爭性抑制劑在結構上與底物相似二、酶合成的調節(jié)167。 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)。167。 凡能促進酶生物合成的現(xiàn)象，稱為 誘導 。167。 能阻礙酶生物合成的現(xiàn)象，則稱為 阻遏 。167。 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 。167。 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。167。 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167。 1．誘導167。 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。 167。 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。167。 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167。 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；167。 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)。167。 2．阻遏 167。 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。167。 阻遏作用有利于生物體節(jié)省有限的養(yǎng)料和能量。167。 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167。 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。 167。 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。167。 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。167。 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?。?2）分解代謝物阻遏現(xiàn)象： 當細胞內同時存在兩種可利用底物（碳源或氮源）時，利用快的底物會阻遏與利用慢的底物有關的酶合成。 原因： 阻遏并不是由于快速利用底物直接作用的結果，而是由這種底物分解過程中產(chǎn)生的中間代謝物引起的，所以稱為分解代謝物阻遏分解代謝產(chǎn)物阻遏葡萄糖效應 二次生長現(xiàn)象 大腸桿菌利用混合碳源生長時時，發(fā)現(xiàn)葡萄糖會抑制其它糖的利用 大腸桿菌在含乳糖和葡萄糖的培養(yǎng)基中，優(yōu)先利用葡萄糖，并只有當葡萄糖耗盡后才開始利用乳糖，這就形成了在兩個對數(shù)生長期中間的第二個生長停滯期 ，菌體生長幾乎沒有延遲期；單獨加入乳糖時，菌體生長有明顯的延遲期；2. 同時加入葡萄糖和乳糖時，菌體呈二次生長（二）酶合成調節(jié)的機制167。 酶合成的誘導操縱子學說：167。 操縱子（ operon）：是基因表達和控制的一個完整單元，其中包括 啟動基因(promoter)、 操縱基因 (operator)和 結構基因 (Structural gene) 3部分。167。 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多聚酶的結合部位，也是轉錄的起始點；167。 操縱基因 是位于啟動基因和結構基因之間的一段堿基順序，能與阻遏物（一種調節(jié)蛋白）相結合，以此來決定結構基因的轉錄是否能進行；167。 結構基因 則是決定某一多肽的 DNA模板，可根據(jù)其上的堿基順序轉錄出對應的 mRNA，然后再可通過核糖體而轉譯出相應的酶。一個操縱子的轉錄，就合成
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