次級代謝復習ppt課件(已改無錯字)
2023-02-14 22:58:05 本頁面
【正文】 四環(huán)類抗生素高產(chǎn)的先決條件是前體物質(zhì)的供應充分。脂質(zhì)的合成只在生長的指數(shù)期內(nèi)進行，因而不與四環(huán)素合成競爭同一前體，丙二酰CoA。 四環(huán)素合成的調(diào)節(jié) 金色鏈霉菌不合成作為儲藏物質(zhì)的脂質(zhì)，細胞中的脂質(zhì)約有 96％用于胞膜結(jié)構(gòu)的合成，脂肪合成的高峰期出現(xiàn)在培養(yǎng) 12 h后。 在此階段菌體含有很高的乙酰 CoA羧化酶和 NADPH生成系統(tǒng)的活性 , 如參與磷酸戊糖循環(huán)的酶和蘋果酸脫氫酶。 四環(huán)素合成的調(diào)節(jié) 細胞中唯一與四環(huán)素合成競爭前體的代謝系統(tǒng)是三羧酸循環(huán)。 高產(chǎn)菌株在金霉素生物合成旺盛時期參與三羧酸循環(huán)的酶類活性比低產(chǎn)菌株的低，產(chǎn)生乙酰 CoA的丙酮酸激酶和丙酮酸脫氫酶復合系統(tǒng)的活性在指數(shù)生長期達到最大值，隨后下降。 例如，在培養(yǎng) 48 h以上的高產(chǎn)菌株中這些酶的活性都很低。 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酶的活性很高 ， 見圖 420。 這種羧化酶在金色鏈霉菌中受 ATP和乙酰 CoA的變構(gòu)調(diào)節(jié) 。 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 。 這些現(xiàn)象說明 ， 在金霉素的合成過程中對 C3中間產(chǎn)物的去向是金霉素合成的控制部位 。 金霉素代謝曲線 金霉素代謝曲線 大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的化學結(jié)構(gòu) 紅霉素生物合成的最后幾步反應 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 ? 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) 。 Stanbury等 (1984)把前體定義為 ， 加入到某一培養(yǎng)基中的一些化學物質(zhì)被直接結(jié)合到所需產(chǎn)物中 。 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，且具有促進產(chǎn)物合成的作用。 中間體是指養(yǎng)分或基質(zhì)進入一途徑后被轉(zhuǎn)化為一種或多種不同的物質(zhì)，它們均被進一步代謝，最終獲得該途徑的終產(chǎn)物。 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。 次級代謝途徑同初級代謝的分解代謝、無定向代謝和組成代謝緊密相關(guān)。其前體通常是正常的或經(jīng)修飾的初級代謝的中間體。 前體的限制性 乙酰 CoA的缺少會限制四環(huán)素的生產(chǎn) 。 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 。 (表現(xiàn)為 ATP水平高 ) Streptomyces noursei var polifungini合成制霉菌素的能力的提高與其前體 ， 丙二酸和甲基丙二酸合成的增加有關(guān) 。 前體的限制性 ? 前體物質(zhì)可能不能被細胞吸收。 ? 不能被運送到次級代謝產(chǎn)物合成的部位。 ? 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)。 添加前體的策略 外源前體在發(fā)酵液中的殘留濃度過高，會使生產(chǎn)菌中毒，不利于抗生素的合成。但前體不足也不行。 因此，研究適當?shù)那绑w添加策略對有些抗生素的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)有重要意義。 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。如在發(fā)酵過程中加入苯乙酸可強烈地促進芐青霉素的生產(chǎn)；丙酸或丙醇促進大環(huán)內(nèi)酯抗生素的生物合成。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。如粘菌素的生物合成受 ?氨基丁酸和 ?,?二氨基丁酸的限制；桿菌肽的生產(chǎn)受鳥氨酸的限制。 前體與誘導物的區(qū)別 誘導作用 在次級代謝物的合成控制上起重要作用。 有時難于區(qū)分這種促進作用是真的誘導作用還是起前體作用。 前體與誘導物的區(qū)別 一般 ， 可把那些能在 生長期 內(nèi)促進抗生素生物合成的化合物看作 誘導物 ， 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 。 誘導物應能被非前體的結(jié)構(gòu)類似物取代 。 前體與誘導物的區(qū)別 如甲硫氨酸除了可
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