第六章微生物的代謝機(jī)制-文庫吧資料
2024-09-09 08:32本頁面
【正文】 ? 是一類變構(gòu)蛋白，它有兩個特殊位點，其一可與操縱基因結(jié)合，另一位點則可與效應(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。 ? 操縱子分兩類 : ? 一類是誘導(dǎo)型操縱子，只有當(dāng)存在誘導(dǎo)物（一種效應(yīng)物）時，其轉(zhuǎn)錄頻率才最高，并隨之轉(zhuǎn)譯出大量誘導(dǎo)酶，出現(xiàn)誘導(dǎo)現(xiàn)象。 ? 啟動基因是一種能被依賴于 DNA的 RNA多聚酶所識別的堿基順序，它既是 RNA多聚酶的結(jié)合部位，也是轉(zhuǎn)錄的起始點； ? 操縱基因是位于啟動基因和結(jié)構(gòu)基因之間的一段堿基順序，能與阻遏物（一種調(diào)節(jié)蛋白）相結(jié)合，以此來決定結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄是否能進(jìn)行； ? 結(jié)構(gòu)基因則是決定某一多肽的 DNA模板，可根據(jù)其上的堿基順序轉(zhuǎn)錄出對應(yīng)的 mRNA，然后再可通過核糖體而轉(zhuǎn)譯出相應(yīng)的酶。 ? 因此，分解代謝物的阻遏作用，就是指代謝反應(yīng)鏈中，某些中間代謝物或末端代謝物的過量累積而阻遏代謝途徑中一些酶合成的現(xiàn)象。 （ 2）分解代謝物阻遏 ? 指細(xì)胞內(nèi)同時有兩種分解底物（碳源或氮源）存在時，利用快的那種分解底物會阻遏利用慢的底物的有關(guān)酶合成的現(xiàn)象。 ? 代謝途徑分支點以前的 “ 公共酶 ” 僅受所有分支途徑末端產(chǎn)物的阻遏，此即稱多價阻遏作用。 ? 對分支代謝途徑來說，情況就較復(fù)雜。 （ 1）末端產(chǎn)物阻遏 ? 指由某代謝途徑末端產(chǎn)物的過量累積而引起的阻遏。 ? 阻遏作用有利于生物體節(jié)省有限的養(yǎng)料和能量。例如，將乳糖加入到 E． coli培養(yǎng)基中后，即可同時誘導(dǎo)出 β 半乳糖苷透性酶、 β 半乳糖苷酶和半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶的合成； ? 順序誘導(dǎo)，即先合成能分解底物的酶，再依次合成分解各中間代謝物的酶，以達(dá)到對較復(fù)雜代謝途徑的分段調(diào)節(jié)。 ? 能促進(jìn)誘導(dǎo)酶產(chǎn)生的物質(zhì)稱為誘導(dǎo)物，它可以是該酶的底物，也可以是難以代謝的底物類似物或是底物的前體物質(zhì)。 （一）酶合成調(diào)節(jié)的類型 ? 1．誘導(dǎo) ? 根據(jù)酶的生成是否與環(huán)境中所存在的該酶底物或其有關(guān)物的關(guān)系，可把酶劃分成組成酶和誘導(dǎo)酶兩類。 ? 其優(yōu)點則是通過阻止酶的過量合成，有利于節(jié)約生物合成的原料和能量。 ? 能阻礙酶生物合成的現(xiàn)象，則稱為阻遏。這種通過逐步有順序的方式達(dá)到的調(diào)節(jié)，稱為順序反饋抑制 二、酶合成的調(diào)節(jié) ? 酶合成的調(diào)節(jié)是一種通過調(diào)節(jié)酶的合成量進(jìn)而調(diào)節(jié)代謝速率的調(diào)節(jié)機(jī)制，這是一種在基因水平上（在原核生物中主要在轉(zhuǎn)錄水平上）的代謝調(diào)節(jié)。由于 G過多就抑制了 C→F ，結(jié)果造成 C的濃度進(jìn)一步增高。 ? （ 4）累積反饋抑制： 每一分支途徑的末端產(chǎn)物按一定百分率單獨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，它們的抑制作用是累積的。 ? （ 2）協(xié)同反饋抑制： 指分支代謝途徑中的幾個末端產(chǎn)物同時過量時才能抑制共同途徑中的第一個酶的一種反饋調(diào)節(jié)方式。 ? 同功酶的主要功能在于其代謝調(diào)節(jié)。 ? 為避免在一個分支上的產(chǎn)物過多時不致同時影響另一分支上產(chǎn)物的供應(yīng)，微生物已發(fā)展出多種調(diào)節(jié)方式。 （一）反饋抑制的類型 ? 1．直線式代謝途徑中的反饋抑制 ? 2．分支代謝途徑中的反饋抑制。 ? 酶活性的激活系指在分解代謝途徑中，后面的反應(yīng)可被較前面的中間產(chǎn)物所促進(jìn)。 ? 利用微生物代謝調(diào)控能力的自然缺損或通過人為方法獲得突破代謝調(diào)控的變異菌株，可為發(fā)酵工業(yè)提供生產(chǎn)有關(guān)代謝產(chǎn)物的高產(chǎn)菌株。 ? 微生物細(xì)胞的代謝調(diào)節(jié)方式很多，例如可調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)透過細(xì)胞膜而進(jìn)入細(xì)胞的能力，通過酶的定位以限制它與相應(yīng)底物的接近，以及調(diào)節(jié)代謝流等。 ? 這樣，當(dāng)重要產(chǎn)能途徑中的關(guān)鍵中間代謝物必須被大量用作生物合成的原料時，仍可保證能量代謝的正常進(jìn)行。③在真核生物中，合成代謝和分解代謝一般在細(xì)胞的不同區(qū)域中分隔進(jìn)行，原核生物因其細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的間隔程度低，故反應(yīng)的控制主要在簡單的酶分子水平上進(jìn)行。 ? ①在兼用代謝途徑中，合成途徑并非分解途徑的完全逆轉(zhuǎn)。 一、兼用代謝途徑 ? 凡在分解代謝和合成代謝中具有雙重功能的途徑，就稱兼用代謝途徑。 中間代謝產(chǎn)物的重要性 ? 如果在生物體中只進(jìn)行能量代謝，則有機(jī)能源的最終結(jié)局只是產(chǎn)生 ATP、 H2 O和 CO2，這時便沒有任何中間代謝物可供累積，因此，合成代謝也不可能正常進(jìn)行。 ? 3．發(fā)
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