微生物次级代谢—培训课件.pptVIP

突变生物合成产生的新抗生素 . 菌种 抗生素 特殊营养 增补物 新抗生素 伊尼奥小单孢菌 西梭霉素 DOS 链霉胺等 突变霉素1等 绛红小单孢菌 庆大霉素 DOS 链霉胺等 2－羟基GM等 红霉素链霉菌 红霉素 Erythronolide 8，8α －deoxyoleanolie 未鉴别 弗氏链霉菌 新霉素 DOS 链霉胍等 杂交霉素A，B 加利利链霉菌 阿克拉霉素 阿克拉酮 紫红霉酮等 11－羟基阿克拉霉素A 灰色链霉菌 链霉素 紫红霉酮等 2－脱氧链霉胍 streptomutin A 卡那霉素链霉菌 卡那霉素 DOS 1－N－甲基－DOS等 1－N－甲基－GM等 雪白链霉菌 新生霉素 氨基香豆 氨基香豆素同系物 未鉴明 核糖苷链霉菌 核糖霉素 DOS 1－N－甲基－DOS等 1－N－甲基－RSMC等 普拉特链霉菌 普拉特霉素 Platenolide Narbonolide 5－O－mycaminosyl narbonolide 龟裂链霉菌 巴龙霉素 DOS 链霉胍 杂交霉素C 巴龙链霉菌 尼可霉素 尿嘧啶 嘧啶 尼可霉素Z等 唐德链霉菌 4.5 微生物次级代谢的调控 The regulation of antibiotic production is complex (P205) Growth cessation or low growth rate Antibiotic production Pleiotropic regulatory genes Pathway -specific regulatory genes Nutritional repression or inhibition Low mol wt effectors ppGpp Imbalance in metabolism Stress response Nutrient limitation Cell density? Sensor Genes for biosynthetic enzymes Morphological differentiation γ-Butyrolactone 次级代谢产物的诱导调节 次级代谢产物碳源分解调节 次级代谢产物氮源分解调节 磷酸盐调节 抗生素生物合成启动的控制 抗生素生物合成的终止 1. 两种可能的诱导机制 诱导物→刺激影响初级代谢，造成代谢流的改变→大量生成次级代谢物 诱导物→次级代谢物合成酶的合成→大量生产次生代谢物 2. 实例 色氨酸对麦角碱的作用 甲硫(蛋)氨酸能提高头孢霉素C的产量的诱导剂 3. 大多数分解代谢酶属于诱导酶，可以通过加入诱导物使酶的产量提高。 3.1 次级代谢产物的诱导调节 afsA A-Factor arpA adpA strR Streptomycin Sporulation ? Grixazone The A-factor regulatory cascade of Streptomyces griseus A-factor is detectable in the culture medium just before the onset of streptomycin production. The signal(s) (?) that trigger its synthesis, mediated in some manner by AfsA, are not known. 1. 涉及对终产物阻遏 实例1：20世纪40年代初期发现，青霉素发酵过程中，虽然葡萄糖被菌体利用最快，但葡萄糖不利于青霉素合成，而乳糖虽利用缓慢，但能提高青霉素产量。 实例2：头孢霉素C的生物合成中，抗生素比产率递减顺序为：蔗糖半乳糖果糖麦芽糖葡萄糖，其中蔗糖是葡萄糖的两倍多。 不同的碳源对次级代谢产物积累的作用是不一样的，一般认为速效碳源都比较差。 3.2 次级代谢产物碳源分解调节 2. 抗生素受碳源分解调节的可能机制 (1) 可能与菌体生长速率控制抗生素合成有关。菌体生长最好的碳源能抑制抗生素合成，因此，在低生长率的情况下(例如青霉素合成中缓慢补加葡萄糖)可减少葡萄糖的干扰作用。 (2) 可能与分解代谢产物的堆积浓度有关。乳糖之所以比葡萄糖优越，是因为前者被水解为可利用单糖的速度正好符合青霉素在生产期合成抗生素的需要，而不会有分解代谢产物如丙酮酸的堆积。 1.定义：氮源分解调节主要指含氮底物的酶(如蛋白酶、硝酸还原酶、酰胺酶、组氨酸酶和脲酶)的合成受快速利用的氮源，尤其是氨的阻遏。 3.3 次级代谢产物氮源分解调节 (1）pH值＋质子梯度 改变能量代谢 细胞壁物质和 结构的功能； (2)谷氨酰合成酶和丙氨脱氢酶的合成； (3)高度磷酸化的核苷，如ppGpp和pppGpp可能通过