第8章_抗生素产生菌的代谢调节控制重点.pptVIP

1）终产物阻抑：起阻抑作用的化合物是某一合成途径的终产物，则称为终产物阻抑。 由于微生物具有终产物阻抑的调节系统，使得微生物在已合成足够它需要的物质时，或有外源加入该物质时，就停止生成其有关合成的酶类；而当该物质缺乏时，又开始生成这些酶。这样就节约了大量的能量和原料。 * 2）分解代谢物阻抑：起阻抑作用的化合物是分解代谢途径中的产物，则称为分解代谢物阻抑。 也被称为葡萄糖效应。1942年Monod在研究E.coli对各种混合碳源的利用时，发现葡萄糖能抑制其他糖的利用，只有当葡萄糖被利用完以后，才能利用第二种糖，因此出现二次生长现象。 * 3、碳分解产物的调节 碳分解产物调节是指被菌体迅速利用的碳源或其分解产物对其它代谢中的酶（包括分解酶和合成酶）的调节作用，被迅速利用的碳源常揩的是葡萄糖，所以，过去称此作用为“葡萄糖效应”。 在含有葡萄糖和低速利用的碳源培养基中，抗生素合成前，菌体一般首先利用葡萄糖，在葡萄糖被耗尽，抗生素生物合成开始时，菌体才开始利用第二种碳源，葡萄糖对青霉素的合成产生抑制作用，就是明显的例子。 * 目前，认为葡萄糖或其它被迅速利用的碳源或其分解产物对很多抗生素的合成产生抑制作用，因此，对抗生素产生菌来说，多糖或寡糖作为碳源比葡萄糖好。 碳分解代谢物调节分为分解产物阻遏和分解产物抑制两种。抗生素生产中，可能存在上述两种机制。 葡萄糖对放线菌素合成-----------分解产物阻遏 青霉素、新霉素生物合成------------分解产物抑制 * 与碳分解产物对抗生素生物合成具有调控作用一样，许多抗生素的生物合成同样受到氮分解产物的影响。 在初级代谢中，发现氮分解产物调节，它指的是被迅速利用的氮源，阻遏作用于含氮底物的酶的合成，如蛋白酶、硝酸盐还原酶、酰胺酶、组氨酸酶和尿酶等。 4、氮分解产物的调节 * 在次级代谢中，同样存在氮分解代谢产物调节，如：在放线菌发酵中，黄豆饼粉之所以有用，就是由于它缓慢地被分解成有阻遏作用的氨基酸和氨，在利用合成培养基筛选合成链霉素的碳源时发现脯氨酸是最好的氨源，铵盐的发酵效果比使用代谢缓慢的脯氨酸或黄豆饼粉的效果差，可能是铵盐产生氮阻遏作用，而阻碍链霉素的生物合成。 * 磷酸盐不仅是菌体生长的主要限制性营养成分，还是调节次级代谢产物生物合成的重要因素。过量的磷酸盐也象葡萄糖一样抑制次级代谢产物的合成，这种抑制作用被称为磷酸盐调节。 过量磷酸盐对四环素类、氨基糖苷类、多烯类和大环内酯类等32种抗生素的生物合成产生阻抑作用。这些次级代谢产物的生物合成只有在亚适量的磷酸盐浓度下才能进行。 5、磷酸盐的调节 * 有关磷酸盐对次级代谢物的合成影响机制可概为如下一些原因： 1）磷酸盐可促进初级代谢，而初级代谢的减弱会解 除对次级代谢的阻遏； 2）磷酸盐会改变糖类分解代谢途径； 3）磷酸盐能限制抗生素途径诱导物的生成； 4）磷酸盐能抑制抗生素前体的形成； 5）磷酸盐抑制或阻遏抗生素合成所必须的磷酸酶； 因此很显然，磷酸盐控制着与抗生素合成有关的途径，但具体机制还不很清楚。 * 许多抗生素发酵中存在着明显不同的阶段，即快速生长的生长期和抗生素产生的生产期。不少重要的抗生素只在生产期产生，如：链霉素、青霉素、金霉素、红霉素、新霉索、放线菌素，杆菌肽等。 当然，也有一些抗菌素发酵，其生长和合成有平行关系，如；氯霉素发酵等。 第三节 生长期和生产期的相互关系 * 1、生长期 特点：菌体快速生长，包括多种必需养料平衡的吸收和利用，与此同时中间代谢产物的积累很少。在生长期，微生物依一定比例吸收主要营养而生长繁殖，此期结束时，可因消耗完一种主要营养物质，如磷、氨或硫而阻止了细胞繁殖。 如：放线菌产生的抗生素，生长期结束时，培养基中的无机磷已耗完；青霉素发酵的生长期结束时，无机硫已耗完。 生长期形成的代谢物是主要初级代谢谢物。 * 当营养成分中任何一种，消耗到一定浓度，即成为限制因素，从而使生长速度减慢，同时，菌体内某些中间代谢产物迅速地积累，原有酶活力的下降或消失，以及新酶的出现等，导致生理阶段的转变。 2、生产期 进入生产期后，死亡的细胞数与增殖的细胞数保持相对的平衡，此期开始形成特殊的次级代谢产物。 特点：新酶出现比例增多，抗生素开始合成。 * 为什么大多数抗生素发酵分为两个时期？ 为什么抗生素合成多在生长