第十五教学单元——第六章微生物代谢1.pptVIP

区别： 生物合成三要素（简单小分子， ATP，NADPH）如何获得？ 氧化磷酸化：好氧菌，兼性厌氧菌 ATP 底物水平磷酸化：厌氧菌，兼性厌氧菌 光合磷酸化：光合微生物 HMP：化能异养型 NADPH 耗ATP逆电子链传递：化能自养型， 紫色和绿色光合细菌 光合作用（非循环光合磷酸化）：蓝细菌 简单小分子有机物 异养型：从环境中吸取 自养型：同化CO2 本章重点 一、化能异养微生物产能方式 有氧呼吸、无氧呼吸、发酵（概念、异同点） 二、微生物发酵类型的多样性（途径，微生物） 三、 3种光合磷酸化途径（特点，微生物） 四|、不同条件下各营养类型微生物产ATP和NAD (P)H 的方式。 五、 CO2 光合固定（卡尔文循环的阶段，专一性酶） 六、生物固氮（微生物种类，固氮酶，条件） 七、肽聚糖的生物合成（合成及组装过程， “Park” 核苷酸，青霉素，D-环丝氨酸，万古霉素和杆菌肽的抑菌机制） 八、代谢调节流调节的方式（乳糖操纵子，色氨酸操纵子） 代谢调控在发酵工业的应用（赖氨酸高产菌株的选育） 酶合成的调节是一种通过调节酶的合成量进而调节代谢速率的调节机制，是基因水平上的代谢调节。 由代谢终产物抑制酶合成的负反馈作用称为反馈阻遏（repression）。 促进酶生物合成的现象，称诱导作用（induction）。 二、酶合成的调节 酶合成调节的机制：就是效应物对操纵子的调控。 分解代谢物阻遏（catabolite repression）：指细胞内同时具有不同的同类分解底物（如两种碳源或两种氮源），利用快的那种分解底物在其分解过程中所产生的中间代谢物或末端代谢物会阻遏利用慢的底物的有关酶合成的现象。如葡萄糖分解代谢物阻遏乳糖操纵子的现象 ，因此这种现象有时也称为葡萄糖效应。 代谢控制发酵的基本思想就是要打破微生物自身的代谢调节控制机制，使其能够大量积累某种代谢产物。 具体的措施包括以下几方面： 三、代谢调控在发酵工业中的应用 1. 解除菌体自身的反馈调节 （1）选育代谢拮抗物抗性突变株 （2）选育营养缺陷型突变株 （3）选育营养缺陷型回复突变株 （4）选育渗漏缺陷型突变株 2. 增加前体物 （1）增强前体物合成酶活性，使前体物合成量增加。 （2）解除代谢途径中对前体物合成酶的各种反馈抑制和阻遏。 （3）切断支路代谢。在分支代谢途径中，将目标代谢物途径之外的其它分支途径切断，使分支点的代谢中间物只用于合成目标代谢物。 （4）利用基因工程技术将前体物合成酶基因克隆到多拷贝载体上，使其大量扩增，从而加快前体物的合成。 3. 去除代谢终产物 （1）控制完整细胞膜的渗透性 。 （2）使细胞膜缺损控制其渗透性 4. 其它措施 目标代谢物的合成有时受代谢途径完全无关的终产物控制的代谢互锁（metabolic interlock）的解除。 选育温度敏感型菌株等条件突变株也是代谢控制发酵的有效手段。 * * 第六章 微生物的代谢 1. 糖合成的能量来源 二、糖的合成代谢 包括：化能异养型、化能自养和光能营养微生物的生物氧化和产能 （1）化能异养型微生物的生物氧化和产能 糖的分解代谢所产生的能量都可以用于糖的生物合成，本节第一部分已经介绍过。 此外，某些化能异养微生物（如Closterdium sporogenes 生孢梭菌）能利用一些氨基酸同时当作碳源、氮源和能源。 Stickland反应产能机制是通过部分氨基酸（如丙氨酸）的氧化与另一些氨基酸（如甘氨酸）的还原相偶联的发酵过程而产生能量的。一种氨基酸作氢供体和以另一种氨基酸作氢受体。产能效率很低，每分子氨基酸仅产1个ATP。 氨基酸发酵产能——Stickland反应 作为氢供体的氨基酸主要有丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、组氨酸和色氨酸等。 作为氢受体的氨基酸主要有甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、鸟氨酸、精氨酸和色氨酸等。 （2）化能自养型微生物的生物氧化和产能 化