微生物培養(yǎng)基及其制備(編輯修改稿)
2024-09-14 10:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 酸發(fā)酵； 難點： 糖酵解的調(diào)節(jié)機制； 巴斯德效應；酒精發(fā)酵中副產(chǎn)物的生成； 異型乳酸發(fā)酵； 第一節(jié) 微生物細胞調(diào)節(jié)機制 ? 酶的調(diào)節(jié)： 酶合成的調(diào)節(jié) 酶活性的調(diào)節(jié) ? 細胞膜滲透性調(diào)控 ? 能荷調(diào)節(jié) ? 發(fā)酵機制： 微生物通過其代謝活動，利用基質(zhì)（底物）合成人們所需要的代謝產(chǎn)物的內(nèi)在規(guī)律。 ? 代謝控制發(fā)酵： 人為地改變微生物的代謝調(diào)控機制，過量積累中間產(chǎn)物。 ? 發(fā)酵機制研究的內(nèi)容 ： （就是各種代謝產(chǎn)物合成途徑及代謝調(diào)節(jié)機制）； （營養(yǎng)條件、培養(yǎng)條件等）對代謝的影響及改變代謝的措施； ? 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底物的接近，以及調(diào)節(jié)代謝流等。 ? 其中以調(diào)節(jié)代謝流的方式最為重要，它包括兩個方面，一是 “ 粗調(diào) ” ，即 調(diào)節(jié)酶的合成量 ，二是“ 細調(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)，以達到最佳調(diào)節(jié)效果。 一、酶的調(diào)節(jié) （一）酶活性的調(diào)節(jié) ? 酶活性的調(diào)節(jié)： 酶分子水平上的一種代謝調(diào)節(jié)，通過改變現(xiàn)成的酶分子活性來調(diào)節(jié)新陳代謝的速率，包括酶活性的 激活 和 抑制 兩個方面。 ? 酶活性的激活： 在分解代謝途徑中，后面的反應可被較前面的中間產(chǎn)物所促進。 ? 酶活性的抑制： 主要是反饋抑制，表現(xiàn)在某代謝途徑的終產(chǎn)物過量時，該產(chǎn)物可反過來直接抑制該途徑中第一個酶的活性，促使整個反應過程減慢或停止，從而避免了末端產(chǎn)物的過多累積。 a．直線式代謝途徑中的反饋抑制 b．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(diào)節(jié)方式。 同功酶調(diào)節(jié) : 同功酶是指能催化相同的生化反應，但酶蛋白分子結(jié)構(gòu)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(diào)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。 ? 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。 ? 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。 ? 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。 順序反饋抑制： 當酶 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(jié)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(jié)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(diào)節(jié)，稱為順序反饋抑制 （二）酶合成的調(diào)節(jié) ? 酶合成的調(diào)節(jié)是一種通過調(diào)節(jié)酶的合成量，進而調(diào)節(jié)代謝速率的調(diào)節(jié)機制，這是一種在基因水平上（在原核生物中主要在轉(zhuǎn)錄水平上）的代謝調(diào)節(jié) :是一類較間接而緩慢的調(diào)節(jié)方式 ,其優(yōu)點是通過阻止酶的過量合成節(jié)約生物合成的原料和能量。 ? 在正常代謝途徑中，酶活性調(diào)節(jié)和酶合成調(diào)節(jié)兩者是同時存在且密切配合、協(xié)調(diào)進行的。 ? 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，稱為 阻遏 。 ? 誘導酶 ： 細胞為適應外來底物或其結(jié)構(gòu)類似物而臨時合成的一類酶。 ? 誘導物： 是指能促進誘導酶產(chǎn)生的物質(zhì)。 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(zhì)。 （ 1）誘導 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：乳糖可同時誘導 β半乳糖苷透性酶、 β半乳糖苷酶和半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶 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(diào)節(jié)。 ? 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(guān)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(guān)鍵酶在內(nèi)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。 （ 2）阻遏 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。 每種末端產(chǎn)物僅專一地阻遏合成它的分支代謝途徑的酶； 代謝途徑分支點以前的 “ 公共酶 ” 受所有分支途徑末端產(chǎn)物的多價阻遏作用。 分解代謝物阻遏： ? 細胞內(nèi)同時有兩種分解底物（碳源或氮源）存在時，利用快的分解底物會阻遏利用慢的底物的有關(guān)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(jié)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，某些中間代謝物或末端代謝物的過量累積而阻遏代
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