第六节代谢调节 p29.pptVIP

第八章 工业微生物代谢控制育种 第一节 概论 新陈代谢： 初级代谢 次级代谢 一、初级代谢（primary matabolism） 通常把微生物产生的对自身生长和繁殖必须的物质称为初级代谢产物。而产生这些物质的代谢体系称为初级代谢。 分解代谢体系 素材性生物合成 结构性生物合成体系 二、次级代谢（secondary matabolism） 次级代谢产物是指对产生他们的生物体本身不需要的一种产物。 三、初级代谢与次级代谢的关系 次级代谢是初级代谢衍生出来的。 基本代谢途径有7种： 葡萄糖碳架掺入途径 莽草酸途径 与核苷有关的途径 聚酮体和聚丙酸途径 由氨基酸衍生途径 甲羟戊酸途径 其他复合途径 第二节 初级代谢的调节控制 一、基本概念 1诱导（Induction） 同时诱导 顺序诱导 2阻遏（Repression） 末端产物阻遏（end product repression） 分解代谢阻遏（catabolite repression） 二、酶活性的调节 （一）反馈抑制类型 （1）直线式代谢途径中的反馈抑制 协同反馈抑制（concerted feedback inhibition） 合作反馈抑制 累积反馈抑制 顺序反馈抑制 同功酶调节(isoenzyme) （二）反馈阻遏和反馈抑制的比较 第三节 次级代谢的调节控制 抗生素的生物合成途径中，反馈调节作用包括： 抗生素本身积累就能起反馈调节作用 初级代谢产物作为抗生素合成的前体，当其受到反馈调节时，必然会影响抗生素的合成。 一、次级代谢产物的诱导调节 诱导机制可能按两种方式进行： 二、次级代谢产物碳源分解调节 抗生素受碳源分解调节的机制，存在两种解释 ： 第一，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。 第二，可能与分解代谢产物的堆积浓度有关。 三、次级代谢产物氮源调节 主要指含氮底物的酶的合成受快速利用的氮源，尤其是氨的阻遏。 （如蛋白酶、硝酸还原酶、酰胺酶、组氨酸酶和脲酶） 例证： 铵盐有利于灰色链霉菌的迅速生长，不利于链霉素的合成。脯氨酸和黄豆饼粉起到良好作用。 红霉素生产时加入NH4Cl甘氨酸和大豆饼粉会使产量下降。 四、次级代谢的反馈调节 （一）次级代谢自身产物的反馈调节 　　抗生素对自身产物的抑制有一定的规律： 　抑制特定产生菌合成抗生素所需浓度与生产水平具有相关性，一般产生菌产量高，对自身抗生素的耐受性强，反之则越敏感。 （二）分支代谢中初级代谢物的反馈调节对次级代谢的影响 第一种方式： 　次级途径和初级途径具有共同的分叉中间体，由分叉中间体产生的初级代谢终产物的反馈调节可能影响次级代谢产物的形成 第二种方式： 　在抗生素生物合成途径中，初级代谢的终产物作为前体合成次级代谢产物。终产物受初级代谢反馈调节，因而，势必影响抗生素的合成。 五、磷酸盐的调节 已发现过量的磷酸盐对四环类、氨基糖苷类和多烯大环内酯类等32种抗生素的合成产生阻抑作用。 磷酸盐浓度 0.3~10mmol/L促进生长 10mmol/L 产生阻遏 机制：直接效应：磷酸盐自身影响抗生 素的合成 间接效应：磷酸盐调节细胞内其他效应剂ATP cAMP 六、细胞膜透性的调节 六、细胞膜透性的调节 产物不分泌，必然反馈调节。 营养不进入，影响产物合成。 * * 温敏突变株的筛选 定义 诱变 富集 筛选 抗生素法 过滤或离心法 H3前体法 重层琼脂法多次分离 敏感菌　 离心上清为高效价噬菌体 效价测定 诱变 平板分离 摇瓶分离 抗性测定 被感染后的噬菌斑 敏感菌 纯化 高效价噬菌体的制备　 效价(U/ml)=平均每皿噬菌斑数×稀释倍数÷取样量 生物合成途径 代谢调节机制 解除或绕过代谢途径 有用产物大量积累 酶合成量调节（反馈阻遏） 酶活力调节（反馈抑制） Ｉ operon promoter operator p O Z Y Regulator gene stucture gene Regulatory protein Effector inducer corepressor repressor aporepressor 酶合成调节 操纵子 Ｉ operon promoter operator p O Z Y Regulator gene stucture gene Regulatory protein inducer repressor RNAploymase CAP或CRP cAMP + 诱导型操纵子