【正文】 酰葡糖胺 UDP UTP PPi 第一階段：細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成 Park核苷酸 注： UDP，尿嘧啶二磷酸，糖的載體 第二階段：肽聚糖單體的合成 G M P P 類脂 M P P 類脂 UDP UDP G ② UDP ① UDP M P 類脂 Pi ⑤ P P 類脂 桿菌肽 ④ 萬(wàn)古霉素 5 甘氨酰 tRNA ③ 5 tRNA 插入至膜外肽 聚糖合成處 G M P P 類脂 第三階段：交聯(lián)作用 肽聚糖的生物合成與某些抗生素的作用機(jī)制 一些抗生素能抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，但是它們的作用位點(diǎn)和作用機(jī)制是不同的。 ① ?內(nèi)酰胺類抗生素（青霉素、頭孢霉素）： 是 D丙氨酰 D丙氨酸的結(jié)構(gòu)類似物，兩者相互競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)肽酶的活性中心。當(dāng)轉(zhuǎn)肽酶與青霉素結(jié)合后，雙糖肽間的肽橋無(wú)法交聯(lián)，這樣的肽聚糖就缺乏應(yīng)有的強(qiáng)度，結(jié)果形成細(xì)胞壁缺損的細(xì)胞，在不利的滲透壓環(huán)境中極易破裂而死亡。 ②桿菌肽： 能與十一異戊烯焦磷酸絡(luò)合，因此抑制焦磷酸酶的作用，這樣也就阻止了十一異戊烯磷酸糖基載體的再生，從而使細(xì)胞壁（肽聚糖）的合成受阻。 （一）次生代謝物 某些微生物生長(zhǎng)到穩(wěn)定期前后，以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、代謝途徑明確、產(chǎn)量較大的初生代謝物前體，通過(guò)復(fù)雜的次生代謝途徑所合成的各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化學(xué)物。多與人類的醫(yī)藥生產(chǎn)和保健密切相關(guān)。 四、微生物次生代謝物的合成 次生代謝物分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、代謝途徑獨(dú)特、在生長(zhǎng)后期合成、產(chǎn)量較低、生理功能不很明確（尤其是抗生素）、其合成一般受質(zhì)?？刂?； 形態(tài)構(gòu)造和生活史越復(fù)雜的微生物（如放線菌和絲狀真菌），其次生代謝物的種類也就越多； 次生代謝物的種類極多，如抗生素，色素，毒素，生物堿，信息素，動(dòng)、植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑以及生物藥物素等； 次生代謝物的化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分屬多種類型如內(nèi)酯、大環(huán)內(nèi)酯、多烯類、多炔類、多肽類、四環(huán)類和氨基糖類等； 合成途徑復(fù)雜，以各種初生代謝途徑，如糖代謝、TCA循環(huán)、脂肪代謝、氨基酸代謝以及萜烯、甾體化合物代謝等為次生代謝途徑的基礎(chǔ)。 （二）次生代謝的特點(diǎn) 次生代謝途徑于初生代謝途徑的聯(lián)系 （三）微生物次生代謝物合成途徑 糖代謝延伸途徑 由糖類轉(zhuǎn)化、聚合產(chǎn)生的多糖類、糖苷類和核酸類化合物，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化而形成核苷類、糖苷類和糖衍生物類抗生素； 莽草酸延伸途徑 由莽草酸分支途徑產(chǎn)生氯霉素等； 氨基酸延伸途徑 由各種氨基酸衍生、聚合形成多種含氨基酸的抗生素，如多肽類抗生素、β內(nèi)酰胺類抗生素、 D環(huán)絲氨酸和殺腺癌菌素等； 乙酸延伸途徑 分 2條支路： （ 1）乙酸經(jīng)縮合后形成聚酮酐，進(jìn)而合成大環(huán)內(nèi)酯類、四環(huán)素類、灰黃霉素類抗生素和黃曲霉毒素； （ 2）經(jīng)甲羥戊酸合成異戊二烯類，進(jìn)一步合成重要的植物生長(zhǎng)刺激素 ——赤霉素或真菌毒素 —— 隱杯傘素等。 第四節(jié) 微生物的代謝調(diào)控與發(fā)酵生產(chǎn) 本節(jié)提要： 微生物代謝過(guò)程中的自我調(diào)節(jié) 酶活性的調(diào)節(jié) 酶合成的調(diào)節(jié) 代謝調(diào)控理論的應(yīng)用 微生物代謝過(guò)程中的自我調(diào)節(jié) ☆ 微生物代謝調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)：精確、可塑性強(qiáng)，細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)能力超過(guò)高等生物。 成因：細(xì)胞體積小，所處環(huán)境多變。 舉例：大腸桿菌細(xì)胞中存在 2500種蛋白質(zhì)，其中上千種是催化正常新陳代謝的酶。每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞的體積只能容納 10萬(wàn)個(gè)蛋白質(zhì)分子，所以每種酶平均分配不到 100個(gè)分子。如何解決合成與使用效率的經(jīng)濟(jì)關(guān)系？ 解決方式：組成酶（ constitutive enzyme）經(jīng)常以高濃度存在，其它酶都是誘導(dǎo)酶（ inducible enzyme），在底物或其類似物存在時(shí)才合成，誘導(dǎo)酶的總量占細(xì)胞總蛋白含量的 10%。 酶活性的調(diào)節(jié) 通過(guò)改變現(xiàn)成的酶分子活性來(lái)調(diào)節(jié)新陳代謝的速率的方式 。 是酶分子水平上的調(diào)節(jié) ， 屬于精細(xì)的調(diào)節(jié) 。 （ 一 ） 調(diào)節(jié)方式：包括兩個(gè)方面： 酶活性的激活：在代謝途徑中后面的反應(yīng)可被較前面的反應(yīng)產(chǎn)物所促進(jìn)的現(xiàn)象；常見(jiàn)于分解代謝途徑 。 如：粗糙脈孢霉的異檸檬酸脫氫酶的活性受檸檬酸促進(jìn) 酶活性的抑制：包括：競(jìng)爭(zhēng)性抑制和反饋抑制 。 概念：反饋：指反應(yīng)鏈中某些中間代謝產(chǎn)物或終產(chǎn)物對(duì)該途徑關(guān)鍵酶活性的影響 。 凡使反應(yīng)速度加快的稱正反饋； 凡使反應(yīng)速度減慢的稱負(fù)反饋 （ 反饋抑制 ） ； 反饋抑制 —— 主要表現(xiàn)在某代謝途徑的末端產(chǎn)物過(guò)量時(shí)可反過(guò)來(lái)直接抑制該途徑中第一個(gè)酶的活性 。 主要表現(xiàn)在氨基酸 、 核苷酸合成途徑中 。 特點(diǎn)：作用直接 、 效果快速 、 末端產(chǎn)物濃度降低時(shí)又可解除 ： 蘇氨酸脫氨酶 蘇氨酸 α酮丁酸 異亮氨酸 反饋抑制 其它實(shí)例：谷氨酸棒桿菌的精氨酸合成 ： 在分支代謝途徑中，反饋抑制的情況較為復(fù)雜，為了避免在一個(gè)分支上的產(chǎn)物過(guò)多時(shí)不致同時(shí)影響另一分支上產(chǎn)物的供應(yīng)，微生物發(fā)展出多種調(diào)節(jié)方式。主要有： 同功酶的調(diào)節(jié)， 順序反饋，協(xié)同反饋，積累反饋調(diào)節(jié)等。 （二）反饋抑制的類型 （ 1）同功酶調(diào)節(jié) —— isoenzyme 定義：催化相同的生化反應(yīng)，而酶分子結(jié)構(gòu)有差別的一組酶。 意義：在一個(gè)分支代謝途徑中，如果在分支點(diǎn)以前的一個(gè)較早的反應(yīng)是由幾個(gè)同功酶催化時(shí)，則分支代謝的幾個(gè)最終產(chǎn)物往往分別對(duì)這幾個(gè)同功酶發(fā)生抑制作用。 ——— 某一產(chǎn)物過(guò)量?jī)H抑制相應(yīng)酶活，對(duì)其他產(chǎn)物沒(méi)影響。 舉例：大腸桿菌的天冬氨酸族氨基酸合成的調(diào)節(jié) （ 2）協(xié)同反饋抑制 — concerted feedback inhibition 定義：分支代謝途徑中幾個(gè)末端產(chǎn)物同時(shí)過(guò)量時(shí)才能抑制共同途徑中的第一個(gè)酶的一種反饋調(diào)節(jié)方式。 舉例：谷氨酸棒桿菌（ Corynebacterium glutamicum） 多粘芽孢桿菌（ Bacillus polymyxa） 天冬氨酸族氨基酸合成中天冬氨酸激酶受賴氨酸和蘇氨酸的協(xié)同反饋抑制和阻遏。 （ 3）合作反饋抑制 —— cooperative feedback inhibition 定義：兩種末端產(chǎn)物同時(shí)存在時(shí)，共同的反饋抑制作用大于二者單獨(dú)作用之和。 舉例：在嘌呤核苷酸合成中，磷酸核糖焦磷酸酶受 AMP和 GMP （和 IMP）的合作反饋抑制，二者共同存在時(shí)，可以完全抑制該酶的活性。而二者單獨(dú)過(guò)量時(shí)，分別抑制其活性的 70%和 10%。 （ 4）積累反饋抑制 —— cumulative feedback inhibition 定義：每一分支途徑末端產(chǎn)物按一定百分比單獨(dú)抑制共同途徑中前面的酶，所以當(dāng)幾種末端產(chǎn)物共同存在時(shí)它們的抑制作用是積累的，各末端產(chǎn)物之間既無(wú)協(xié)同效應(yīng)，亦無(wú)拮抗作用。 Try 16% CTP 14% 氨甲酰磷酸 13% AMP 41% …… 積累反饋抑制 —— （ 5）順序反饋抑制 —— sequential feedback inhibition 一種終產(chǎn)物的積累 ,導(dǎo)致前一中間產(chǎn)物的積累 ， 通過(guò)后者反饋抑制合成途徑關(guān)鍵酶的活性 ， 使合成終止 。 舉例：枯草芽孢桿菌芳香族氨基酸合成的調(diào)節(jié) (三 )酶活力調(diào)節(jié)的機(jī)制 變構(gòu)酶理論： 變構(gòu)酶為一種變構(gòu)蛋白，酶分子空間構(gòu)象的變化 影響酶活。其上 具有兩個(gè)以上立體專一性不同的接受部位，一個(gè)是活性中心，另一個(gè)是調(diào)節(jié)中心。 活性位點(diǎn) : 與底物結(jié)合 變構(gòu)位點(diǎn) : 與 抑制劑結(jié)合 ,構(gòu)象變化 ,不能與底物結(jié)合 與 激活劑結(jié)合 , 構(gòu)象變化 ,促進(jìn)與底物結(jié)合 小 結(jié) ? 能量代謝是生物新陳代謝的核心 ? 化能異養(yǎng)微生物的生物氧化必須經(jīng)歷脫氫、遞氫和受氫 3個(gè)階段，依據(jù)受體的不同將生物氧化分為三種：呼吸、無(wú)氧呼吸和發(fā)酵 ? 化能自養(yǎng)微生物利用無(wú)機(jī)物氧化獲得 ATP，產(chǎn)能少，生長(zhǎng)得率極低。 ? 自養(yǎng)微生物通過(guò)光合磷酸化獲得 ATP，包括循環(huán)光合磷酸化、非循環(huán)光合磷酸化和紫膜光合磷酸化三種。 ? 微生物具有固氮作用 ? 細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖的合成機(jī)制復(fù)雜，涉及部位多。 復(fù) 習(xí) 題 1. 比較有氧呼吸、無(wú)氧呼吸、發(fā)酵的異同 2. 什么是生物固氮？它對(duì)生物圈的繁榮發(fā)展有何重要意義？固氮微生物有哪幾類？固氮過(guò)程需要那些條件？ 3. 試述肽聚糖的生物合成過(guò)程。 4. 試從狹義和廣義兩方面來(lái)說(shuō)明發(fā)酵的概念 5. 什么是循環(huán)光合磷酸化？什么是非循環(huán)光合磷酸化 6. 在化能異養(yǎng)微生物的生物氧化中，底物脫氫和產(chǎn)能途徑主要有那幾條？ 7. 什么叫派克核苷酸？它在肽聚糖合成中處于什么地位？ 8. 青霉素為何只能抑制代謝旺盛的細(xì)菌？其抑菌機(jī)制如何？ 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. 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