微生物的代謝機(jī)制(1)(參考版)
2025-01-16 23:41本頁面
【正文】 ? 易利用的糖 、 氨 (NH3)或磷酸鹽的消失導(dǎo)致次級(jí)代謝物阻遏作用的解除 。 ? 次級(jí)代謝產(chǎn)物的形成出現(xiàn)較遲 ， 這或許是抗生素產(chǎn)生菌避免自殺的主要機(jī)制之一 。 如果輸入硫化物能力增加 ， 硫源供應(yīng)允足 ， 合成青霉素的量就增多 。 5．細(xì)胞膜透性的調(diào)節(jié) ? 外界物質(zhì)的吸收或代謝產(chǎn)物的分泌都需經(jīng)細(xì)胞膜的運(yùn)輸 ， 如發(fā)生障礙 ， 則胞內(nèi)合成代謝物不能分泌出來 ， 影響發(fā)酵產(chǎn)物收獲 ， 或胞外營養(yǎng)物不能進(jìn)入胞內(nèi) ， 也影響產(chǎn)物合成 ， 使產(chǎn)量下降 。 其機(jī)制按效應(yīng)劑說有直接作用 ， 即磷酸鹽自身影響抗生素合成 ， 和間接作用 ， 即磷酸鹽調(diào)節(jié)胞內(nèi)其他效應(yīng)劑 (如 ATP、 腺苷酸能量負(fù)荷和 cAMP)，進(jìn)而影響抗生素合成 。 在抗生素生產(chǎn)中使用黃豆餅粉就是由于它緩慢分解成有阻遏作用的氨基酸和氨 ， 防止或減弱氮分解代謝產(chǎn)物阻遏作用的結(jié)果 。 ? 在初級(jí)代謝中 ， 氮分解代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié) ， 即被迅速利用的氮源 (氨 )抑制作用于含底物的酶 (蛋白酶 、 硝酸鹽還原酶 、 酰胺酶 、 脲酶 、 組氨酸酶 )的合成 。 分為分解產(chǎn)物阻遏和抑制兩種 。 ? 另一方面初級(jí)代謝產(chǎn)物的形成受到反饋調(diào)節(jié) ， 也必然影響抗生素的合成 。 ? ③ 細(xì)胞膜透性的調(diào)節(jié) 。 抗生素產(chǎn)生菌的主要代謝 調(diào)節(jié)機(jī)制 ? ① 受 DNA控制的酶合成的調(diào)節(jié)機(jī)制 ， 包括酶的誘導(dǎo)和酶的阻遏 (有終點(diǎn)產(chǎn)物的阻遏和分解產(chǎn)物的阻遏 )。 由于這類物質(zhì)的形成直接或間接受質(zhì)體遺傳物質(zhì)的控制 ， 因而產(chǎn)生了質(zhì)體遺傳的觀點(diǎn) 。 ? 遺傳代謝方面分析 初級(jí)代謝與次級(jí)代謝同樣都受到核內(nèi) DNA的調(diào)節(jié)控制 ， 而次級(jí)代謝產(chǎn)物還受到與初級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成無關(guān)的遺傳物質(zhì)的控制 ， 即受核內(nèi)遺傳物質(zhì) (染色體遺傳物質(zhì) )和核外遺傳物質(zhì)(質(zhì)體 )的控制 。 (二 )微生物次級(jí)代謝與初級(jí)代謝及生物合成抗生素的關(guān)系 ? 1． 從菌體生化代謝方面分析 ? 許多抗生素的基本結(jié)構(gòu)是由少數(shù)幾種初級(jí)代謝產(chǎn)物構(gòu)成的 ， 所以次級(jí)代謝產(chǎn)物是以初級(jí)代謝產(chǎn)物為母體衍生出來的 ， 次級(jí)代謝途徑并不是獨(dú)立的 ， 而是與初級(jí)代謝途徑有密切關(guān)系的 。也就是說，在代謝過程中不一定非按每個(gè)階段正確的順序，一個(gè)生產(chǎn)物可由多種中間體和途徑來取得，因此也可通過所謂“代謝綱目”或叫“代謝格子”這一系列途徑來完成。 ? (9)培養(yǎng)溫度過高或菌種移植次數(shù)過多，會(huì)使 ? 抗生素的生產(chǎn)能力下降，其原因可能是參與抗生素合成的菌種的質(zhì)粒脫落之故。 ? (8)次級(jí)代謝酶的特異性不一定比初級(jí)代謝酶高，次級(jí)代謝酶的底物特異性在某種程度上說是比較廣的。 ? (6)生產(chǎn)能力受微量金屬離子 (Fe2+、 Fe3+、 Zn2+、Mn2+、 Co2+、 Ni2+等 )和磷酸鹽等無機(jī)離子的影響。 接種一定時(shí)間后細(xì)胞停止生長 ，進(jìn)入到恒定期才開始活躍地合成抗生素 ， 稱為生產(chǎn)期 。 ? ? (4)次級(jí)代謝產(chǎn)物發(fā)酵經(jīng)歷兩個(gè)階段 ， 即營養(yǎng)增殖期和生產(chǎn)期 。 ? (2)次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成最少也要有一部分是不參與次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成的遺傳物質(zhì)(質(zhì)粒 plasmid)， 但參與與質(zhì)粒有關(guān)的代謝途徑 。 ? 抗生素、色素、毒素等是與初級(jí)代謝產(chǎn)物 (如氨基酸、核酸 )相對(duì)產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物。 ? 次級(jí)代謝產(chǎn)物是指由微生物產(chǎn)生的，與微生物生長、繁殖無關(guān)的一類物質(zhì)。 第四節(jié) 次生代謝產(chǎn)物 代謝調(diào)控機(jī)制 微生物代謝類型 ? 菌體合成代謝的產(chǎn)物可根據(jù)它們與菌體生長 、繁殖的關(guān)系分為初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物 。 ? 采取生理學(xué)或遺傳學(xué)方法，可以改變細(xì)胞膜的透性，使細(xì)胞內(nèi)的代謝產(chǎn)物迅速滲漏到細(xì)胞外。 ? （三）控制細(xì)胞膜的滲透性 ? 微生物的細(xì)胞膜對(duì)于細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的運(yùn)輸具有高度選擇性。 ? （二）應(yīng)用抗反饋調(diào)節(jié)的突變株解除反饋調(diào)節(jié) ? 抗反饋調(diào)節(jié)突變菌株，就是指一種對(duì)反饋抑制不敏感或?qū)ψ瓒粲锌剐缘慕M成型菌株，或兼而有之的菌株。 負(fù)調(diào)節(jié) 正調(diào)節(jié) 三、代謝調(diào)控在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用 ? （一）應(yīng)用營養(yǎng)缺陷型菌株以解除正常的反饋調(diào)節(jié) ? 在直線式的合成途徑中，營養(yǎng)缺陷型突變株只能累積中間代謝物而不能累積最終代謝物。有的調(diào)節(jié)蛋白在其變構(gòu)后可提高與操縱基因的結(jié)合能力，有的則會(huì)降低其結(jié)合能力。 ? （ 4）調(diào)節(jié)蛋白 ? 是一類變構(gòu)蛋白，它有兩個(gè)特殊位點(diǎn)，其一可與操縱基因結(jié)合，另一位點(diǎn)則可與效應(yīng)物相結(jié)合。調(diào)節(jié)基因一般位于相應(yīng)操縱子的附近。由阻遏型操縱子所編碼的酶的合成，只有通過去阻遏作用才能起動(dòng)。 ?
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