【正文】 何為初級代謝、次級代謝？試論二者間的關(guān)系。紅曲霉產(chǎn)生的紅曲素不僅使菌體呈紫色，并分泌于體外，在食品上用作著色劑。 色素 ? 微生物在代謝過程中產(chǎn)生的有色次生代謝產(chǎn)物，常積累在細(xì)胞內(nèi)或者分泌于細(xì)胞外。 維生素 ? 這是指某些微生物在特定的條件下產(chǎn)生的大大超過本身需要量的那種維生素。 毒素 是某些微生物在一定的條件下產(chǎn)生的對動植物和人有毒害的化合物，大多數(shù)是蛋白質(zhì)。 三、次生代謝產(chǎn)物的簡介 抗生素分類 ： ?內(nèi)酰胺類 氨基環(huán)醇類 大環(huán)內(nèi)酯類 四環(huán)類 糖肽類 多烯大環(huán)內(nèi)酯類 聚醚類 核苷類安莎環(huán)類 蒽環(huán)類抗生素 生長刺激素 是一類刺激植物生長的生理活性物質(zhì)。 ? 次級代謝與染色體外遺傳有關(guān) ? 根據(jù)終產(chǎn)物對其它生物的作用可分為：抗生素，激素，生物堿，毒素，色素，維生素。 ? 次級代謝中酶專一性低。 種類 毒 素 生物堿 色 素 抗生素 信息素 生長素 二、次級代謝的微生物特點 ? 以初級代謝為前提，并受初級代謝的調(diào)節(jié)。 這一階段分兩步： 第一步：是多糖鏈的伸長 ——— 雙糖肽先是插入細(xì)胞壁生長點上作為引物的肽聚糖骨架（至少含 6~8個肽聚糖單體分子）中，通過轉(zhuǎn)糖基作用（ transglycosylation)使多糖鏈延伸一個雙糖單位； 第二步：通過轉(zhuǎn)肽酶的轉(zhuǎn)肽作用（ transpeptitidation)使相鄰多糖鏈交聯(lián) ———— 轉(zhuǎn)肽時先是 D丙氨酰 D丙氨酸間的肽鏈斷裂，釋放出一個 D丙氨酰殘基，然后倒數(shù)第二個 D丙氨酸的游離羧基與相鄰甘氨酸五肽的游離氨基間形成肽鍵而實現(xiàn)交聯(lián)。 結(jié)構(gòu)式： CH3 CH3 CH3 CH3C=CHCH2(CH2C=CHCH2)9CH2C=CHCH2―OH 功能：除肽聚糖合成外還參與微生物多種細(xì)胞外多糖和脂多糖的生物合成 ， 如：細(xì)菌的磷壁酸 、 脂多糖 ， 細(xì)菌和真菌的纖維素 ， 真菌的幾丁質(zhì)和甘露聚糖等 。 根據(jù)反應(yīng)部位的不同可分成三個合成階段 N乙酰葡糖胺和 N乙酰胞壁酸 N乙酰胞壁酸合成“ Park”核苷酸 ☆需要細(xì)菌萜醇 (bactoprenol,Bcp)脂質(zhì)載體參與，這是一種由 11個類異戊烯單位組成的 C35 類異戊烯醇，它通過兩個磷酸基與 N乙酰胞壁酸相連，載著在細(xì)胞質(zhì)中形成的胞壁酸到細(xì)胞膜上，在那里與 N乙酰葡萄糖胺結(jié)合，并在 LLys上接上五肽 (Gly)5 ,形成雙糖亞單位。 中間代謝產(chǎn)物 分解代謝起源 在生物合成中的作用 葡萄糖 1磷酸 葡萄糖 6磷酸 核糖 5磷酸 赤蘚糖 4磷酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 3磷酸甘油酸 a酮戊二酸 草酰乙酸 乙酰輔酶 A 葡萄糖 半乳糖 多糖 EMP途徑 HMP途徑 HMP途徑 EMP途徑 EMP途徑 ED途徑 EMP途徑 三羧酸循環(huán) 三羧酸循環(huán) 丙酮酸脫羧 脂肪氧化 核苷糖類 戊糖 多糖貯藏物 核苷酸 脫氧核糖核苷酸 芳香氨基酸 芳香氨基酸 葡萄糖異生 CO2固定 胞壁酸合成 糖的運(yùn)輸 丙氨酸 纈氨酸 亮氨酸 CO2固定 絲氨酸 甘氨酸 半胱氨酸 谷氨酸 脯氨酸 精氨酸 賴氨酸 天冬氨酸 賴氨酸 蛋氨酸 蘇氨酸 異亮氨酸 脂肪酸 類異戊二烯 甾醇 ? 小分子碳架化合物的產(chǎn)生 第五節(jié) 微生物獨(dú)特的合成代謝途徑 一、生物固氮 微生物將氮還原為氨的過程稱為生物固氮 具有固氮作用的微生物近 50個屬，包括細(xì)菌、放線菌和藍(lán)細(xì)菌 根據(jù)固氮微生物與高等植物以及其他生物的關(guān)系，可以把它們分為三大類 自生固氮菌 共 生固氮菌 聯(lián)合固氮菌 一類不依賴與它種生物共生而能獨(dú)立進(jìn)行固氮的生物 自生固氮菌 好氧：固氮菌屬、氧化亞鐵硫桿菌屬、藍(lán)細(xì)菌等 兼性厭氧：克雷伯氏菌屬、紅螺菌屬等 厭氧：巴氏梭菌、著色菌屬、縁假單脃菌屬等 必須與它種生物共生在一起才能進(jìn)行固氮的生物 共生固氮菌 非豆科：弗蘭克氏菌屬等 滿江紅：滿江紅魚腥 藍(lán)細(xì)菌等 根瘤 豆科植物：根瘤菌屬等 植物 地衣：魚腥藍(lán)細(xì)菌屬等 必須生活在植物根際、葉面或動物腸道等處才能進(jìn)行固氮的生物 聯(lián)合固氮菌 根際 ：生脂固氮 螺菌芽胞桿菌屬等 葉面 ：克雷伯氏菌屬、固氮菌屬等 動物腸道 ：腸桿菌屬、克雷伯氏菌屬等 二、肽聚糖的合成 肽聚糖是絕大數(shù)原核生物細(xì)胞壁所含有的獨(dú)特成分；它在細(xì)菌的生命活動中有著重要的功能。 ? 例硝化細(xì)菌的電子傳遞磷酸化和電子逆轉(zhuǎn)過程如下： ? ATP ATP ATP NAD Cyta1 cytc cytb Fp(黃素蛋白 ) NADH2 ? 光能自養(yǎng)菌 非環(huán)式光合磷酸化可產(chǎn) 1個 NADPH2。 ②發(fā)酵作用 Fermatatiom TCA循環(huán) ? TCA循環(huán) 總式： C6H12O6 + 6O2 → 6H2O+ 6CO2 + 30ATP ? TCA 循環(huán)為合成代謝提供： 能量： ATP、 GTP 還原力： NADH2 NADPH2 FADH2 小分子 C 架化合物： 乙酰 COA 、 α酮戊二酸、 琥珀酰 COA 烯醇式草酰乙酸 三羧酸循環(huán)在微生物代謝中的樞紐地位 第四節(jié) 微生物的合成代謝 ? 合成作用 就是微生物將簡單的無機(jī)物或者有機(jī)物用體內(nèi)的各種酶促反應(yīng)合成大分子即菌體物質(zhì)的過程。 ? ED途徑可不依賴于 EMP和 PP途徑而單獨(dú)存在，是少數(shù)缺乏完整 EMP途徑的微生物的一種替代途徑，未發(fā)現(xiàn)存在于其它生物中。 葡萄糖 +NAD++NADP++Pi+ ADP →2 丙酮酸＋ NADH+ NADPH+ 2H++ATP ? ED 途徑為合成代謝提供： 能量： ATP 還原力： NADH2 + NADPH2 ? 小分子 C 架： 6P 葡萄糖 3P 甘油酸 P 烯醇式丙酮酸 丙酮酸 有氧時與 TCA循環(huán)連接 ,