【正文】 我們可從中 篩選 出一些 污染物的高效降解菌 。 如，氧化亞鐵硫桿菌 (Thiobacillus ferooxidans)的氧化作用可從金礦石中除去硫、砷，浸提黃金，如果用化學方法浸提金的話，其得率不到 70％； 俄羅斯科學家使用多種適于在 石油 中生存的 微生物 ，將其與催化劑一同置于采油管內(nèi)，這些微生物新陳代謝的產(chǎn)物可以大大 增強石油的流動性 ，從而 提高采油率 ，而不會影響石油的質(zhì)量。因此提高秸稈消化率的關(guān)鍵是降解木質(zhì)素，打斷酯鍵。 微生物轉(zhuǎn)化 的一個重要領(lǐng)域是手性化合物的合成與拆分。 利用 DNA重組技術(shù)改變微生物代謝流，擴展和構(gòu)建新的代謝途徑，或通過關(guān)聯(lián)酶將兩個代謝途徑連接形成新的的代謝流的研究 ，取得了令人矚目的進展 。如Corynebacteriumcrenatum(鈍齒棒桿菌 )的抗 α 氨基 β羥基戊酸（ AHV） 菌株能積累積蘇氨酸。選育生物素營養(yǎng)缺陷型菌株，使細胞中的飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的合成受阻，從而影響到磷脂的合成。2．代謝調(diào)節(jié)的控制（ 1）應(yīng)用營養(yǎng)缺陷型菌株以解除正常的反饋調(diào)節(jié) 賴氨酸發(fā)酵 —— （高絲氨酸缺陷型菌株） 在這個代謝工程的設(shè)計中，是利用阻斷分支途徑的高絲氨酸的合成，來解除(Lys+Thr)的反饋調(diào)節(jié)。 2．含氮化合物對次級代謝的調(diào)節(jié)作用 菌體內(nèi)的谷氨酰胺合成酶 (GS)的水平與抗生素的產(chǎn)量間呈正相關(guān)性，丙氨酸脫氫酶 (ADH)水平與利福霉素 SV合成則呈負的相關(guān)性，而 ADH和 GS同化氨途徑受培養(yǎng)基中氨濃度的調(diào)節(jié)，因此，氨濃度的調(diào)節(jié)影響抗生素的產(chǎn)量。這一過程的產(chǎn)物，即為 次級代謝產(chǎn)物 ，如 抗生素、激素、生物堿、毒素及維生素等。 c 根瘤菌 保護固 N酶機制 四、肽聚糖的合成 1 在細胞質(zhì)中的合成 ——UDP 胞壁酸 5肽 a G — ? GUDP， MUDP G — ?— ? 6P果糖 — ? 6P葡糖胺 — ? — ? N乙酸葡糖胺 1磷酸 — ? N乙酰葡糖胺 UDP — ? N乙酰胞壁酸 UDP b M合成 “Park”核苷酸 （ UDPM5肽） UDP作為糖載體 DValDVal為環(huán)絲氨酸（惡唑霉素）阻斷； N乙酰胞壁酸合成 “Park”核苷酸親水性化合物 —— 肽聚糖單體 亞單位 的合成 載體：細菌萜醇 （類脂載體） ——C55 類異戊二烯醇（含 11個異戊二烯單位） 穿膜的同時與 G結(jié)合，接上肽橋， 此外，類脂載體還參與胞外多糖、脂多糖的合 成（磷壁酸、纖維素、幾丁質(zhì)、甘露聚糖等） 萬古霉素，桿菌肽所抑制這些反應(yīng) 2 細胞膜中的合成“Park” 核苷酸 合成 肽聚糖單體細胞膜上細胞質(zhì)雙糖肽位于細胞膜外細胞壁生長點處3 膜外的合成 a、 多糖鏈的伸長（ 橫向 連接）： 肽糖單體 +引物（ 6~8肽糖單位） — ? 多 糖鏈橫向延伸 1雙糖單位。 b 構(gòu)象保護 高氧分壓環(huán)境，固氮酶能形成一無固 N活性但能防止氧損傷的特殊構(gòu)象。三、固氮作用固氮機制1）固氮反應(yīng)的條件 a ATP的供應(yīng)： 1 mol N2 — ? 10 ~ 15 ATP b 還原力 [H]及其載體 氫供體： H丙酮酸、甲酸、異檸檬酸等。 固氮微生物的種類 一些特殊類群的 原核生物 能夠?qū)⒎肿討B(tài)氮還原為氨，然后再由氨轉(zhuǎn)化為各種細胞物質(zhì)。 大多數(shù)鐵細菌還是嗜酸性的。） 定義：能氧化 Fe2＋ 成為 Fe3＋ 并產(chǎn)能的細菌被稱為鐵細菌 (iron bacteria)或鐵氧化細菌(iron oxidizing bacteria)。磷酸腺苷硫酸 (adenosine phosphosulfate， APS)途徑。3 硫細菌（硫氧化細菌） —— 利用 H2S、 S0 S2O32等無機硫化物進行自養(yǎng)生長 ,主要指化能自氧型硫細菌 大多數(shù)硫桿菌，脫下的 H+（ e）經(jīng) 吸鏈； 而脫氮硫桿菌從 FP或 。 產(chǎn)能： 2H2 + O2 — ? 2 H2O 合成代謝反應(yīng)： 2H2 + CO2 — ? [ CH2O ] + H2O。好氧、沒有芽孢的革蘭氏陰性有機體， 在細胞質(zhì)中有非常發(fā)達的內(nèi)膜復(fù)合體。 ③ 產(chǎn)能效率，即氧化磷酸化效率 (P／ 0值 )通常要比化能異養(yǎng)細菌的低。 利用卡爾文循環(huán)固定 C02作為它們的碳源。 ATP合成機理： 視黃醛吸收光，構(gòu)型改變，質(zhì)子泵到膜外，膜內(nèi)外形成質(zhì)子梯度差和電位梯度差，是 ATP合成的原動力，驅(qū)動 ATP酶合成 ATP。藍細菌等的產(chǎn)氧光合作用 —— 非循環(huán)光合磷酸化過程 3）依靠菌視紫紅質(zhì)的光合作用無葉綠素或菌綠素參與的獨特的光合作用，是迄今為止最簡單的光合磷酸化反應(yīng)。綠硫細菌和綠色細菌 2）非循環(huán)光合磷酸化 特點： a、電子傳遞非循環(huán)式； b、在有氧的條件下進行； c、存在兩個光合系統(tǒng) d、 ATP、還原力、 O2同時產(chǎn)生 當光反應(yīng)中心 I的葉綠素 P700吸收光量子能量后釋放的電子，經(jīng)過黃素蛋白和鐵氧還蛋白 (Fd)傳遞給 NAD+（ NADP’ ）生成 NADH（NADPH） +H’( 還原力 )，而不是返回氧化型 P700。 細菌光合作用1）循環(huán)光合磷酸化 細菌葉綠素將捕獲的光能傳輸給其反應(yīng)中心葉綠素 P870， P870吸收光能并被激發(fā)，使它的還原電勢變得很負，被逐出的電子經(jīng)過由脫鎂菌綠素 (bacteriopheophytin， Bph)、 CoQ、細胞色素 b和 c組成的電子傳遞鏈傳遞返回到細菌葉綠素 P870，同時造成了質(zhì)子的跨膜移動，提供能量用于合成 ATP。細菌光合色素 1）葉綠素（ chlorophyll）： 680、 440nm 2）菌綠素 —— a 、 b、 c、 d、 e、 g。 H2S ? S ? SO42 ； 少數(shù)暗環(huán)境以 S2O32作 為電子供體。 2）不產(chǎn)氧光合細菌a、紫色細菌 —— 只含菌綠素 a 或 b。 延胡索酸 ? 琥珀酸 + 1 ATP 。 ?亞硝酸還原酶 氧化氮還原酶氧化亞氮還原酶硝酸鹽還原酶? ? ? 硫酸鹽呼吸（硫酸鹽還原） —— 厭氧時， SO42 、 SO3 S2O32 等 為末端電 子受體的呼吸過程 。質(zhì)子推動力（ Δp ）取決于跨膜的質(zhì)子濃度（ ΔpH ）和內(nèi)膜兩側(cè)的電位差（ Δψ ）。該假說認為電子傳遞鏈的組成導(dǎo)致質(zhì)子從線粒體的基質(zhì)向外移動，電子向內(nèi)傳遞。 2）原核微生物 電子傳遞鏈 特點：最終電子受體多樣： O NO NO NO、 SO4 S CO32等； 電子供體： H S、 Fe2+、 NH4+、 NO G、其他有機質(zhì)等； 含各種類型細胞色素： a、 a a a b、 b c、 c c c d、 o等；末端氧化酶： cyt a a a d、 o， H2O2酶、過氧化物酶；呼吸鏈組分多變存在分支呼吸鏈： 細菌的電子傳遞鏈更短并 P／ O比更低，在電子傳遞鏈的幾個位置進入鏈和通過幾個位置的末端氧化酶而離開鏈。TCA循環(huán)的生理意義：（ 1）為細胞提供能量。 特點：氨基酸的氧化與另一些氨基酸還原相偶聯(lián)； 產(chǎn)能效率低（ 1ATP） 氫 供體 （氧化）氨基酸： Ala、 Leu、 Ile、 Val、 His、 Ser、 Phe、 Tyr、 Try等。 三、發(fā)酵（ fermentantion） 發(fā)酵類型1） 乙醇發(fā)酵 a、 酵母型乙醇發(fā)酵 1 G 2丙酮酸 ? 2 乙醛 + CO2 ? 2 乙醇 + 2 ATP 條件： pH ~ , 厭氧菌種：釀酒酵母、少數(shù)細菌（胃八疊球菌、解淀粉歐文氏菌等） i、加入 NaHSO4 NaHSO4 + 乙醛