次級代謝復(fù)習(xí)ppt課件(參考版)
2025-01-17 22:58本頁面
【正文】 用于制備新的和分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的抗生素的主要方法有： ? 1)抗生素產(chǎn)生菌的突變作用； ? 2)簡單使用非天然前體； ? 3)在生物合成的各步驟中使用抑制劑或誘導(dǎo)物；4)用生物合成途徑的某一或多步驟受阻的阻斷型突變株，或加入非天然的前體進(jìn)行誘變合成或突變生物合成； 定向抗生素生物合成 ? 5)在生物合成中用獨(dú)特的基質(zhì)和培養(yǎng)基； ? 6)利用嗜高滲等嗜極端環(huán)境條件的微生物作為抗生素生產(chǎn)菌株，也可以考慮采用厭氧微生物或發(fā)酵周期很長的微生物進(jìn)行生產(chǎn)； 定向抗生素生物合成 ? 7)通過另一種微生物產(chǎn)生的酶或分離出的酶改造代謝產(chǎn)物； ? 8)混合培養(yǎng)發(fā)酵有時能提供結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的代謝產(chǎn)物； ? 9)基因操縱 。實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持前兩種可能性。通過補(bǔ)料的青霉素分批發(fā)酵生產(chǎn)可延長到至少 10 天。有些抗生素的合成旺盛期很短，只能維持 4 一 20h 。 抗生素生物合成的終止 抗生素生產(chǎn)周期取決于產(chǎn)生菌的遺傳特性和環(huán)境條件。 復(fù)合抗生素中不同部分的裝配 次級代謝物合成酶的專一性 ? 次級代謝物合成酶往往只具有簇的專一性，即對基質(zhì)分子的某一部分有要求，對分子的其它部分無絕對要求。復(fù)合抗生素中不同部分的裝配 某些次級代謝物，例如同型肽，是由單一類前體衍生的。次級代謝物結(jié)構(gòu)的后幾步修飾 聚合后許多次級代謝物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通過多步酶反應(yīng)修飾完成。這些聚合過程所涉及的生物合成機(jī)制對上述次級代謝物均適用。 其中有些酶可能受胞積累的高濃度前體的誘導(dǎo)。這種專用途徑的第一個酶特別重要，因它決定了前體進(jìn)入次級代謝物合成途徑的通量，中間體的流向和途徑的生產(chǎn)能力。 次級代謝物的生物合成 把前體引入次級代謝物生物合成的專用途徑 。 次級代謝物的生物合成 修飾的深度取決于產(chǎn)生菌的生理?xiàng)l件。 在某些情況下單體結(jié)構(gòu)單位被聚合 ， 形成聚合物 ， 如聚酮化物 ， 寡肽和聚醚類抗生素等 。 前體與誘導(dǎo)物的區(qū)別 誘導(dǎo)物的另一個特征是其誘導(dǎo)系數(shù)特別高，如給鏈霉素生物合成受阻的突變株1?g 純的 A因子 (在接種時 )，可誘導(dǎo) 1g鏈霉素的形成，其誘導(dǎo)系數(shù)為 106 。 前體與誘導(dǎo)物的區(qū)別 如甲硫氨酸除了可作為頭孢菌素合成的前體，提供 S的作用，更為重要的作用在于誘導(dǎo)節(jié)孢子的形成，而后者的多寡影響頭孢菌素的合成。 前體與誘導(dǎo)物的區(qū)別 一般 ， 可把那些能在 生長期 內(nèi)促進(jìn)抗生素生物合成的化合物看作 誘導(dǎo)物 ， 而 前體往往只在 生產(chǎn)期 內(nèi)起作用 ， 甚至蛋白質(zhì)合成受阻的情況下也行 。 前體與誘導(dǎo)物的區(qū)別 誘導(dǎo)作用 在次級代謝物的合成控制上起重要作用。肽類抗生素的形成中非蛋白的氨基酸成分通常是限制因素。 前體的限制性 前體常常是次級代謝物生物合成的限制因素。但前體不足也不行。 ? 添加的物質(zhì)不是次級代謝產(chǎn)物合成過程起限定作用的物質(zhì)。 前體的限制性 ? 前體物質(zhì)可能不能被細(xì)胞吸收。 金黃色鏈霉菌的低產(chǎn)菌株的特征是乙酰CoA傾向于走三羧酸循環(huán)而被氧化；高產(chǎn)菌株沒有這一傾向 。其前體通常是正常的或經(jīng)修飾的初級代謝的中間體。 次級代謝物生物合成的前體 次級代謝物的生物合成過程除了在前體的形成和聚合過程方面外遵循一般的生物合成規(guī)律。 前體與中間體 前體是指加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化合物能被微生物直接結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而自身的結(jié)構(gòu)無多大變化，且具有促進(jìn)產(chǎn)物合成的作用。 金霉素代謝曲線 金霉素代謝曲線 大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu) 紅霉素生物合成的最后幾步反應(yīng) 鏈霉素生物合成的假設(shè)途徑 鏈霉胍的生物合成途徑 鏈霉素調(diào)控 ? cAMP過高不好 ? HMP不能過于旺盛 ? 6磷酸葡萄糖脫氫酶不能太強(qiáng) ? 高糖發(fā)酵工藝的確立 次級代謝物生物合成的前體 按 Rose(1979)的定義 ， 前體 (precursor)是在 細(xì)胞內(nèi) 生成的 ， 或 由培養(yǎng)基提供 的 ，能被代謝形成某種終產(chǎn)物的物質(zhì) 。 形成的草酰乙酸隨后被氧化脫羧 生成丙二酰 CoA，見圖 421， 供四環(huán)素合成作前體用 。 四環(huán)素合成的調(diào)節(jié) 在金霉素合成旺盛期磷酸烯醇式丙酮酸羧化
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