微生物生理学第八章讲解

1、 A B C D 初级代谢与次级代谢的关系 葡萄糖分解代谢的主要途径； 一一一初级代谢的合成过程 项项 目目初级初级(主流主流)代谢代谢次级次级(支流支流)代谢代谢 1.功能功能维持生存必不可少维持生存必不可少不影响机体生存，可有可无不影响机体生存，可有可无 2.产物产物 氨基酸，蛋白质，核酸，脂类，氨基酸，蛋白质，核酸，脂类， 糖类等糖类等 抗生素，抗生素， 激素，色素，毒素等激素，色素，毒素等 3.作用作用 形成维持细胞生存所需的生物形成维持细胞生存所需的生物 物质与能量物质与能量 消除某些初级代谢产物累积造成的不利消除某些初级代谢产物累积造成的不利 影响；对产生菌有一完益处影响；对产生菌

2、有一完益处(抗生素产生抗生素产生 菌的生存竞争菌的生存竞争) 4.普遍与特殊性普遍与特殊性各类生物中基本相同各类生物中基本相同不同的次级代谢途径完全不同不同的次级代谢途径完全不同 5.代谢起点代谢起点 可从简单的碳、氮源、矿质养可从简单的碳、氮源、矿质养 分、生长因子和水开始，对分、生长因子和水开始，对 营养要求简单，在基本营养条营养要求简单，在基本营养条 件下即可进行件下即可进行 必须以初级代谢产物为前体，需复杂的必须以初级代谢产物为前体，需复杂的 营养条件或成分复杂的天然物质营养条件或成分复杂的天然物质 6.代谢与生长的关系代谢与生长的关系 自始至终存在，与生长平行进自始至终存在，与生长平

3、行进 行行 不平行，在生不平行，在生 长的后期才开始长的后期才开始 7.遗传控制遗传控制核内核内DNA，细胞器，细胞器DNA 核内核内DNA，质粒，质粒(对多种对多种 次生代谢产物次生代谢产物 合成有重要作用合成有重要作用) 8.对环境的敏感性对环境的敏感性不随生物或培养条件变化不随生物或培养条件变化 随培养条件变化，对环境敏感，次级产随培养条件变化，对环境敏感，次级产 物合成随环境变化启动或停止。物合成随环境变化启动或停止。 9.初、次级代谢关系初、次级代谢关系为次级代谢提供前体与能量为次级代谢提供前体与能量 解除某些初级代谢产物过度累积对机体解除某些初级代谢产物过度累积对机体 的危害；是初

4、级代谢的延伸。的危害；是初级代谢的延伸。 -聚酮体的合成途径 还原 肽类抗生素中的氨基酸 源自D-葡萄糖的链霉胍、2-脱氧链霉胺和actinamine的合成 5、环多醇和氨基环多醇 色氨酸 吩噁嗪酮的前体4-甲基-3-羟基-邻氨基苯甲酸合成途径 由芳香中间体合成的抗生素和其他次级代谢物 新生霉素生源 （ ）来自甲硫氨酸；来自葡萄糖 氯霉素生物合成途径 -羟基化 金霉素（氯四环素）的 生物合成途径 丙二酰CoA 氨基丙二酰CoA 闭环 甲基化 氧化 氧化 水合反应氯化 胺化甲基化 氧化 还原 聚酮链经取代、还原等 反应后得到的抗生素 B环 A环 英国科学家A.Fleming爵士 与弗莱明共同获得

5、1945年 诺贝尔生理学和医学奖. 1940提纯出青霉素 澳大利亚病理学家霍华德.弗罗里 人工合成半合成抗生素被相继开发出来 6-氨基青霉烷酸 羧苄青霉素 氨苄青霉素 氨苄青霉素（ampicillin） 神奇 的抗生素 抑制细胞壁的形成 干扰蛋白质合成 抑制核酸复制 影响细胞膜的功能 和蛋白结合影响膜屏蔽作用 和固醇结合影响细胞膜透性 作用于呼吸链影响能量利用 -内酰胺类抗生素 的生物合成途径 青霉素G 红霉素D 羟基化 羟基化 甲基化 甲基化 葡萄糖 氨基化 甲基化 葡萄糖 肌醇 链霉胍 链霉糖 N-甲基-L- 葡萄糖胺 缬氨酸掺入 -酮戊二酸 + 乙酰辅酶A 高柠檬酸 -氨基己二酸 赖氨酸

6、 青霉素 高柠檬酸合成酶 抗生素干扰性碳源非干扰性碳源抗生素干扰性碳源非干扰性碳源 青霉素 放线菌素 链霉素 盐屋霉素 吲哚霉素 杆菌肽 头孢菌素C 氯霉素 紫色杆菌素 灵菌红素 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 乳糖 半乳糖 甘露聚糖 麦芽糖 果糖 柠檬酸糖 蔗糖 甘油 麦芽糖 半乳糖 丝裂霉素 新霉素 卡那霉素 嘌呤霉素 新生霉素 制假丝菌素 白六烯菌素 丁酰苷菌素 头霉素 灰黄霉素 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 柠檬酸盐 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 甘油 葡萄糖 代葡萄糖 麦芽糖 半乳糖 甘油 葡萄糖 慢补葡萄糖 慢补葡萄糖 甘油 天冬酰胺、淀

7、粉 乳糖、大米粉 抗生素生物合成的碳源分解调节 抗生素干扰性氮源非干扰性氮源加入时期 链霉素 红霉素 杀假丝菌素 六烯菌素 灰黄霉素 头孢霉素 铵盐 氯化铵、甘氨酸、大豆粉 豆饼粉浸泡液 豆饼粉浸泡液 豆饼粉、花生饼粉 铵离子 黄豆饼粉、脯氨酸 低氮 低氮 低氮 低氮 天冬酰胺 分化期 分化期 次级代谢产物氮代谢调节 产生菌抗生素 无机磷的正常范围 mmolL-1 灰色链霉菌(S.griseus)链霉素1.515 雪白链霉菌(S.niveus)新生霉素910 金霉素链霉菌(S.aureofaciens)金霉素15 龟裂链霉菌(S.rimosus)土霉素210 东方链霉菌(S.orientuli

8、s)万古霉素17 地衣芽胞杆菌(B.licheniformis)杆菌肽0.11 抗生链霉菌(S.antibioticus)放线菌素1.417 金霉素链霉菌(S.aureofaciens)四环素0.140.2 卡那霉素链霉菌(S.kanamyceticus)卡那霉素2.25.7 短小芽孢杆菌(B.pumilus)短杆菌肽1050 结节链霉菌(S.nodosus)两性霉素1.52.2 诺尔斯链霉菌(S.noursei)制霉菌素1.62.6 灰色链霉菌(S.griseus)杀念珠菌素0 .55 一些抗生素合成时所需无机磷的正常浓度 七、反馈调节 （1）终产物的反馈调节。 许多次级代谢产物能够抑制 或阻遏它们自身的合成酶。 （2）分支代谢中初级代谢物的反馈调节对次级代谢的影响。 -酮戊二酸 + 乙酰辅酶A 高柠檬酸 -氨基己二酸 赖氨酸 青霉素 高柠檬酸合成酶 缬氨酸掺入 赖氨酸对青霉