微生物次级代谢ppt课件

1、ThemegalleryPowerTemplatethemegalleryContents次级代谢产物的类型次级代谢产物的类型1次级代谢产物的生物合成次级代谢产物的生物合成2次级代谢产物生物合成的调理次级代谢产物生物合成的调理3Hot Tipv初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，经过分解代谢和合成代谢，生成维持质，经过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程。生命活动的物质和能量的过程。v 产物：半胱氨酸、色氨酸、颉氨酸、产物：半胱氨酸、色氨酸、颉氨酸、戊糖等。戊糖等。v次级代谢：微生物在一定的生长时期，以次级代谢：微生物在一定的生长时期，

2、以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。的生命活动无明确功能的物质的过程。v 产物：毒素、色素、抗生素、生物产物：毒素、色素、抗生素、生物碱等。碱等。 初级代谢与次级代谢之间的关系初级代谢与次级代谢之间的关系初级代谢与次级代谢是在某些机体内存在初级代谢与次级代谢是在某些机体内存在的两种既有的两种既有系又有区别的代谢类型，初级代谢是次级系又有区别的代谢类型，初级代谢是次级代谢的根底，代谢的根底，初级代谢为次级代谢产物合成提供前体物初级代谢为次级代谢产物合成提供前体物和所需能量。和所需能量。次级代谢是初级代谢在特定条件下的继续次级

3、代谢是初级代谢在特定条件下的继续与开展，避与开展，避免初级代谢产物过量积累对机体的毒害。免初级代谢产物过量积累对机体的毒害。3-D Pie Chart次级代谢产物在产生菌的生长后期构成次级代谢产物在产生菌的生长后期构成种类繁多种类繁多一种菌可以产生构造相近的一簇抗生素一种菌可以产生构造相近的一簇抗生素次级代谢产物的合成对环境要素特别敏感次级代谢产物的合成对环境要素特别敏感合成过程是合成过程是 一类由多基因控制的代谢过程一类由多基因控制的代谢过程v抗生素：抗生素：v 微生物产生的具有特异抗菌作用的一类微生物产生的具有特异抗菌作用的一类次级代次级代v 谢产物。谢产物。v激素：激素：v 微生物产生的

4、能刺激动植物生长发育微生物产生的能刺激动植物生长发育的一类次的一类次v级代谢产物。级代谢产物。v生物碱：生物碱：v 大部分生物碱是植物产生的，有些微生物大部分生物碱是植物产生的，有些微生物也能产生。也能产生。v v v v毒素：毒素：v 微生物一定条件下产生的对人和动物有微生物一定条件下产生的对人和动物有毒害作用的化合物。毒害作用的化合物。v色素：色素：v 微生物在代谢过程中产生各种有色的微生物在代谢过程中产生各种有色的产物，有的微生物产物，有的微生物v将产生的色素分泌到细胞外，有的在细胞内积将产生的色素分泌到细胞外，有的在细胞内积累，从而使菌累，从而使菌v落呈现各种颜色。落呈现各种颜色。v维

5、生素：维生素：v 在特定条件下，微生物产生的远远超越本在特定条件下，微生物产生的远远超越本身需求的那些微生物。身需求的那些微生物。v v v 第二节第二节 次级代谢产物的生物合次级代谢产物的生物合一、次级代谢产物的生源一、次级代谢产物的生源 生源：次级代谢产物分子构建单位的来源。生源：次级代谢产物分子构建单位的来源。聚酮体甲羟戊酸环多醇和氨基环多醇芳香族化合物生源生源环己醇与氨基环己醇环己醇与氨基环己醇由芳香中间体合成的抗生素和其它次级由芳香中间体合成的抗生素和其它次级代谢物代谢物二、次级代谢的调理控制二、次级代谢的调理控制微生物体内的次级代谢和初级代谢一微生物体内的次级代谢和初级代谢一样，都

6、受菌体代样，都受菌体代谢的调理谢的调理. 由于它们的代谢途径是相由于它们的代谢途径是相互交错的，所以互交错的，所以在调理控制上是相互影响的。在调理控制上是相互影响的。v(1)初级代谢对次级代谢的调理初级代谢对次级代谢的调理v 微生物的初级代谢对次级代谢具有调理微生物的初级代谢对次级代谢具有调理作用。当初级代谢和次级代谢具有共同的合作用。当初级代谢和次级代谢具有共同的合成途径时，初级代谢的终产物过量，往往会成途径时，初级代谢的终产物过量，往往会抑制次级代谢的合成，这是由于这些终产物抑制次级代谢的合成，这是由于这些终产物抑制了在次级代谢产物合成中重要的分叉中抑制了在次级代谢产物合成中重要的分叉中间

7、体的合成。间体的合成。 v 如赖氨酸和青霉素的生物合成过程中有如赖氨酸和青霉素的生物合成过程中有共同中间体共同中间体a氨基己二酸，当培育液中赖氨氨基己二酸，当培育液中赖氨酸过量时，那么抑制酸过量时，那么抑制a氨基己二酸的合成，氨基己二酸的合成，进而影响到青霉素的合成。进而影响到青霉素的合成。 v(2)碳代谢产物的调理碳代谢产物的调理v 20世纪世纪40年代初期人们发现，在年代初期人们发现，在青霉素发酵过程中，虽然葡萄糖被菌体利青霉素发酵过程中，虽然葡萄糖被菌体利用最快，但对青霉素合成并不适宜。而乳用最快，但对青霉素合成并不适宜。而乳糖利用虽然较为缓慢，却能提高青霉素产糖利用虽然较为缓慢，却能提

8、高青霉素产量。量。v 假设细菌在葡萄糖和乳糖混合培育假设细菌在葡萄糖和乳糖混合培育基中生长，那么在抗生素合成前，菌体普基中生长，那么在抗生素合成前，菌体普通首先利用葡糖糖，在葡糖糖耗尽后，抗通首先利用葡糖糖，在葡糖糖耗尽后，抗生素合成开场，此时菌体才利用第二种碳生素合成开场，此时菌体才利用第二种碳源。源。 这种情况阐明，次级代谢的碳源分解调这种情况阐明，次级代谢的碳源分解调理比初级代谢更为复杂，后者并不涉及对终理比初级代谢更为复杂，后者并不涉及对终产物的阻遏。产物的阻遏。 碳源分解调理与磷、氮分解调理能够具碳源分解调理与磷、氮分解调理能够具有协同效应，见表有协同效应，见表8-3。 关于次级代谢

9、产物受碳源分解产物调理的机关于次级代谢产物受碳源分解产物调理的机制存在以下两种能够的情况制存在以下两种能够的情况第一第一 、能够与菌体生长速率控制次级代谢产物、能够与菌体生长速率控制次级代谢产物合成有关，菌体生长最好的碳源能抑制次级合成有关，菌体生长最好的碳源能抑制次级代谢产物的合成。代谢产物的合成。第二第二 、能够与分解代谢产物的堆积浓度有关。、能够与分解代谢产物的堆积浓度有关。v(3)氮代谢的调理氮代谢的调理v 氮代谢调理是类似于碳代谢物氮代谢调理是类似于碳代谢物调理一类的分解阻遏方式。它主要调理一类的分解阻遏方式。它主要是指含氮底物的酶如蛋白酶、硝是指含氮底物的酶如蛋白酶、硝酸复原酶、酰

10、胺酶、组氨酸酶和脲酸复原酶、酰胺酶、组氨酸酶和脲酶的合成受快速利用的氮源，尤酶的合成受快速利用的氮源，尤其是氮的阻遏。其是氮的阻遏。v(4)磷酸盐的调理磷酸盐的调理v 氮代谢调理是类似于碳代谢物调理氮代谢调理是类似于碳代谢物调理一类的分解阻遏方式。它主要是指含氮一类的分解阻遏方式。它主要是指含氮底物的酶如蛋白酶、硝酸复原酶、酰底物的酶如蛋白酶、硝酸复原酶、酰胺酶、组氨酸酶和脲酶的合成受快速胺酶、组氨酸酶和脲酶的合成受快速利用的氮源，尤其是氮的阻遏。利用的氮源，尤其是氮的阻遏。 磷酸盐对次级代谢产物生物合成的影响磷酸盐对次级代谢产物生物合成的影响主要有以下几方面：主要有以下几方面：v(4)磷酸盐

11、的调理磷酸盐的调理v 氮代谢调理是类似于碳代谢物调理氮代谢调理是类似于碳代谢物调理一类的分解阻遏方式。它主要是指含氮一类的分解阻遏方式。它主要是指含氮底物的酶如蛋白酶、硝酸复原酶、酰底物的酶如蛋白酶、硝酸复原酶、酰胺酶、组氨酸酶和脲酶的合成受快速胺酶、组氨酸酶和脲酶的合成受快速利用的氮源，尤其是氮的阻遏。利用的氮源，尤其是氮的阻遏。Diagram1、添加菌体、添加菌体能荷形状，能荷形状，促进初级代促进初级代谢。谢。2、抑制次、抑制次级代谢产级代谢产物前体的物前体的构成。构成。3、阻遏次、阻遏次级代谢产级代谢产物合成中物合成中某些关键某些关键酶的合成。酶的合成。磷酸盐对次级代谢产物生物合成的影响主要磷酸盐对次级代谢产物生物合成的影响主要有以下几方面：有以下几方面：v(5)ATP的调理的调理v ATP直接影响次级代谢产直接影响次级代谢产物合成和糖代谢中某些酶的活性。物合成和糖代谢中某些酶的活性。 v 例如：四环素的生物合成例如：四环素的生物合成磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶丙二酰丙二酰CoA菌体生长菌体生长期占主导期占主导位置位置磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶羧化酶草酰乙酸草酰乙酸羧基转移酶羧基转移酶四环素合四环素合成期起决成期起决议作用议作用 两条途径两条途径乙酰乙酰C