微生物代谢调节系统的特点.ppt

代谢类型 物质代谢与能量代谢 初级代谢与次级代谢 分解代谢与合成代谢 酶的类型 胞外酶和胞内酶 诱导酶和组成酶 氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、合成酶 分解代谢 淀粉的水解 途径中存在3~7碳的糖，使具有该途径微生物的所能利用利用的碳源谱更为更为广泛。 通过该途径可产生许多种重要的发酵产物。如核苷酸、若干氨基酸、辅酶和乳酸（异型乳酸发酵）等。 HMP途径在总的能量代谢中占一定比例，且与细胞代谢活动对其中间产物的需要量相关。 又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。 1952年在Pseudomonas saccharophila中发现，后来证明存在于多种细菌中（革兰氏阴性菌中分布较广）。 ED途径可不依赖于EMP和HMP途径而单独存在，是少数缺乏完整EMP途径的微生物的一种替代途径，未发现存在于其它生物中。 广义的“发酵”是指利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式； 狭义的“发酵”是指在无外源电子受体的条件下，微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同代谢产物的过程。 在发酵条件下有机化合物只是部分地被氧化，因此，只释放出一小部分的能量。发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起的。被还原的有机物来自于初始发酵的分解代谢，即不需要外界提供电子受体。 酒精发酵 酵母菌乙醇发酵应严格控制三个条件 乙醇发酵特点 发酵基质氧化不彻底，发酵结果仍结果有机物 酶体系不完全，只有脱氢E，没有氧化酶。 产生能量少，酵母乙醇发酵净产2ATP，细菌1ATP。也就是丙酮酸直接接受糖酵解过程中脱下H使之还原成乙醇的过程 。 乳酸发酵 同型乳酸发酵 异型乳酸发酵（通过PK途径） 无氧呼吸 硫酸盐呼吸 碳酸盐呼吸（甲烷生成作用） 甲烷细菌能在氢等物质的氧化过程中，把CO2还原成甲烷，这就是碳酸盐呼吸又称甲烷生成作用。 微生物能以好多种有机物作为发酵基质，但它以大都能转化成葡萄糖或葡萄糖的中间代谢产物而被微生物利用。 糖酵解作用是各种发酵的基础，而发酵则是糖酵解过程的发展 发酵的结果仍积累某些有机物，说明基质的氧化过程不彻底 基质被氧化的同时又是电子受体。 微生物合成代谢的特殊产物 热原 系指能引起恒温动物体温异常升高的致热物质。它包括细菌性热原、内源性高分子热原、内源性低分子热原及化学热原等。这里所指的“热原”，主要是指细菌性热原，是某些细菌的代谢产物、细菌尸体及内毒素。致热能力最强的是革兰氏阴性杆菌的产物，其次是革兰阳性杆菌类，革兰阳性球菌则较弱，霉菌、酵母菌、甚至病毒也能产生热原。 LPS—121℃，20min不被破坏 250℃，30min 或180℃、4h被破坏。 细菌素 细菌产生的一种抗生代谢产物，对同源种或近似种才有拮抗作用； 蛋白质是主要成分； 有一定的作用机制（杀菌模式）； 由质粒控制。 应用抗反馈调节的突变株解除反馈调节 抗反馈控制突变株——是指对反馈抑制不敏感或对阻遏有抗性，或两者兼有之的菌株。 抗反馈控制突变株可以从终产物结构类似物抗性突变株和营养缺陷性回复突变株中获得。 如:用谷氨酸生产菌的油酸缺陷型，培养过程中，有限制地添加油酸，合成有缺损的膜，使细胞膜发生渗漏而提高谷氨酸产量。 甘油缺陷型菌株的细胞膜中磷脂含量比野生型菌株低，易造成谷氨酸大量渗漏。应用甘油缺陷型菌株，就是在生物素或油酸过量的情况下，也可以获得大量谷氨酸。 通过酶的定位控制酶与底物的接触 真核微生物酶定位在相应细胞器上；细胞器各自行使某种特异的功能。 原核微生物在细胞内划分区域集中某类酶行使功能 与呼吸产能代谢有关的酶位于膜上； 蛋白质合成酶和移位酶位于核糖体上； 同核苷酸吸收有关的酶在G-菌的周质区。 控制代谢物流向 可逆反应途径由同种酶催化，可由不同辅基或辅酶控制代谢物流向：如: 两种Glu脱氢酶：以NADP为辅基 Glu合成 以NAD为辅基 Glu分解 通过调节酶的活性或酶的合成量 关键酶: 某一代谢途径中的第一个酶或分支点后的第一个酶。 ①粗调：调节酶的合成量 ②细调：调节现有酶分子的活性 通过调节产能代谢速率。 酶的合成调节 原核微生物——操纵子学说 操纵子（元）（ope