第五章微生物的新陈代谢微生物学PPT.ppt

EMP途径的总反应式为： C6H12O6＋2NAD+＋2ADP＋2Pi→2CH3COCOOH＋2NADH ＋2H+＋2ATP＋2H2O 在其终产物中，2NADH＋H+ 在有氧条件下，可经呼吸链的氧化磷酸化反应产生6ATP； 在无氧条件下，则可还原丙酮酸产生乳酸或还原丙酮酸的脱羧产物——乙醛还原成乙醇。 EMP途径是多种微生物所具有的代谢途径，其产能效率虽低，但其生理功能极其重要： ① 供应ATP形式的能量和NADH2形式的还原力； ② 是连接其他几个重要代谢途径的桥梁，包括三羧酸循环（TCA）、HMP途径和ED途径等； ③ 微生物合成提供多种中间代谢物； ④ 通过逆向反应进行多糖合成。 从微生物发酵生产的角度来看，EMP途径与乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇等的发酵生产关系密切。 2. HMP途径（hexose monophosphate pathway） HMP途径即已糖—磷酸途径、 己糖—磷酸支路（shunt）、 戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway）、 磷酸葡萄糖酸途径（phosphogluconate pathway） 或WD途径（Warburg-Dickens pathway ）。 1.氧化阶段：6-磷酸葡萄糖脱氢脱羧生成5-磷酸核糖 2.非氧化阶段：磷酸戊糖分子重排 HMP途径的总反应式为： 6葡糖-6-磷酸＋12NADP+＋6H2O→5葡糖-6-磷酸＋12NADPH ＋12H+＋12CO2＋Pi HMP途径在微生物生命活动中有着极其重要的意义，具体表现在： ① 供应合成原料：为核酸、核苷酸、NAD(P)+、FAD(FMN)和CoA等的生物合成提供戊糖-磷酸；途径中的赤藓糖-4-磷酸是合成芳香族、杂环族氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和组氨酸）的原料； ② 产还原力：产生大量的NADPH2形式的还原力，不仅可供脂肪酸、固醇等生物合成之需，还可供通过呼吸链产生大量能量之需； ③ 作为固定的CO2中介：是光能自养微生物和化能自养微生物固定CO2的重要中介； ④ 扩大碳源利用范围：微生物利用C3～C7多种碳源提供了必要的代谢途径； ⑤ 连接EMP途径：通过与EMP途径的连接，微生物合成提供更多的戊糖。 从微生物发酵生产的角度来看，通过HMP途径可提供许多重要的发酵产物，例如核苷酸、氨基酸、辅酶和乳酸（异型乳酸发酵）等。 3. ED途径（Entner-Doudoroff pathway） ED途径又称 2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。最早由Entner和Doudoroff两人（1952）在Pseudomonas saccharophila（嗜糖假单胞菌）中发现，故名。这是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有。 ED途径特点是葡萄糖只经过4步反应即可快速获得由EMP途径须经10步才能获得的丙酮酸。 ED途径的总反应式为： C6H12O6＋ADP＋Pi＋NADP+＋NAD+→2CH3COCOOH＋ATP ＋NADPH＋H+＋NADH＋H+ 4. TCA循环（tricarboxylic acid cycle） 三羧酸循环又称TCA循环、Krebs循环或柠檬酸循环（citric acid cycle），这是一个广泛存在于各种生物体中的重要生物化学反应，在各种好氧微生物中普遍存在。 真核微生物，TCA循环的反应在线粒体内进行，其中的大多数酶定位在线粒体的基质中； 原核微生物，例如细菌中，大多数酶都存在于细胞质内。只有琥珀酸脱氢酶属于例外，它在线粒体或细菌中都是结合在膜上的。　　 是指由丙酮酸经过一系列循环式反应而彻底氧化、脱羧、形成CO2、H2O和NADH2的过程。 整个TCA循环的总反应式为： 丙酮酸＋4NAD+ ＋FAD＋GDP＋Pi＋3H2O→3CO2 ＋FADH2 ＋GTP ＋4(NADH＋H+) TCA循环的特点有： ① 氧虽不直接参与其中反应，但必须在有氧条件下运转（NAD+和 FAD 再生时需氧）； ② 每分子丙酮酸可产4个NADH＋H+、1个FADH2 和GTP，总共相当于15个A