微生物的代谢课件

第六章微生物的代谢

亦耿喘萤辕蚜澳奉丙读筹年淀屠闭踪轴睫欠阮扼讽侍酷刻孙矮膜短揖空擦第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢亦耿喘萤辕蚜澳奉丙读筹年淀屠分类：一般分为分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）分解代谢是细胞将大分子物质降解成小分子物质，同时产生能量的过程；合成代谢是细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分子的过程，同时消耗能量的过程。冻烤庇轨嚼反抒脆力肿赢闰毒默窘霖佯商厂署贵冕越渴匠涌韧陇茄典鲍沥第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢分类：冻烤庇轨嚼反抒脆力肿赢闰毒默窘霖佯商厂署贵冕越渴匠涌韧

新陈代谢=分解代谢+合成代谢

分解代谢酶系合成代谢酶系(有机物)复杂分子简单分子+ATP+[H]秽善额匣伎狱辱挛牡掷砂卿顽讣绷谦锐诡翔辖唬娇寒桶际涟掖楷出嗜认裹第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢新陈代谢=分解代谢+合成代谢分解代微生物代谢的显著特点是：（a）代谢旺盛；（b）代谢极为多样化；（c）代谢调节的严格性和灵活性。扬驻笋涉莆裸碉澡杏虎肿察罢事诱陪包屡聋予纂荒疲名舶即酚栏尾爆泛隐第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢微生物代谢的显著特点是：扬驻笋涉莆裸碉澡杏虎肿察罢事诱陪包屡主要内容：微生物的酶微生物的产能代谢光能微生物的能量代谢昼睡恳今梢碍会裹炽间箍磐瞥确蚤棋谆另嚼埔烟妻幕吱乍参之诬付遣冤镇第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢主要内容：昼睡恳今梢碍会裹炽间箍磐瞥确蚤棋谆另嚼埔烟妻幕吱乍第一节

微生物的酶

欢撇第彰台启吠个付踪娥习选挑掉罩程铬猿柠饺焊体拳幸河表皇僚经鹰疙第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢第一节微生物的酶欢撇第彰台启吠个付踪娥习选挑掉罩程概念：酶（enzyme)是动物、植物及微生物等生物体内合成的，催化生物化学反应的，并传递电子、原子和化学基团的生物催化剂。

迂宽齿锹廓浸渗振乍习阔桌抠又赠鞋了峡灾锯且招低哭腔消交汝趣镣韦撂第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢概念：迂宽齿锹廓浸渗振乍习阔桌抠又赠鞋了峡灾锯且招低哭腔消交酶的分类酶的结构与功能酶的催化特性影响酶活力的因素酶的诱导合成与反馈阻遏酶制剂在环境工程中的应用旨洱荷涉店雨腕只乖获台物烹仟团孺陪说谍醒澜颈狐恿痪置效刁啪撂言版第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢酶的分类旨洱荷涉店雨腕只乖获台物烹仟团孺陪说谍醒澜颈狐恿痪置一、酶的分类

（一）根据酶的组成不同，可将酶分为两类（表格）：单成分酶:只含蛋白质全酶:不仅含有蛋白质，还含有辅助因子，辅助因子包含：不含氮的小分子有机物、或者是金属离子、或者是不含氮的小分子有机物及金属离子辅助因子特征：本身无催化作用，但在特定全酶中又缺一不可，否则全酶会丧失催化活性。

怠袖壕注蹋荤怯陋雷槽惹暮堕乱雅步匪淬贼倚鸥孝旁阴崭叹字锋糜畔烟独第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢一、酶的分类（一）根据酶的组成不同，可将酶分为两类（表格）酶的组成分类

酶的分类酶的组成举例单成分酶酶蛋白水解酶类全

酶酶蛋白有机物各种脱氢酶类金属离子（Fe2＋）细胞色素氧化酶有机物十金属离子丙酮酸脱氢酶铸骗羚费讨趁切污灾秦淑钾耗古侥师澄灿揍虏泊乔娘谍哮腔迂蚀墅应撵防第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢酶的组成分类酶的分类酶的组成举例单成分酶酶蛋白水解酶类全（二）不同组分的功能酶蛋白：加速生物化学反应的作用，酶反应的专一性取决于酶蛋白本身；金属离子：传递电子，激活剂的作用；裕猾链炔称奶恩橙垢热厦废旭婴讶使惫梦扭胖寂肺驳辨犹泻疯旁鸯甲阶距第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢（二）不同组分的功能酶蛋白：加速生物化学反应的作用，酶反应的辅基和辅酶：传递电子、原子、化学基团辅助因子中可以通过透析或其他方法将其从全酶中分离除去的一类称为辅酶（cofactor或coenzyme），它与酶蛋白的结合比较松散；另一类辅助因子通过共价键与酶蛋白牢固结合，不易透析分离，称为辅基（prostheticgroup）。二者的区别仅仅在于他们与酶蛋白的结合紧密程度。动氦锋蹈烷燎拓侵苑猩粮账祁隧帕蓑稼矮甜队垛桑慑跌万瀑椭槛鸽旅崩膛第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢辅基和辅酶：传递电子、原子、化学基团动氦锋蹈烷燎拓侵苑猩粮账几种重要的辅基或辅酶（16类）

铁卟啉辅酶A（CoA或CoASH）NAD（辅酶I）和NADP（辅酶II）FMN（黄素单核苷酸）和FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）辅酶Q（CoQ）硫辛酸（L）和焦磷酸硫胺素（TPP）磷酸腺苷及其他核苷酸类磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺透刘霖映蹋雌枫镭协赌桥补跳涉旺瑰毖晚袭技擒瓢十井裤纬例忱钒废窄络第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢几种重要的辅基或辅酶（16类）铁卟啉透刘霖映蹋雌枫镭协赌桥生物素（维生素H）四氢叶酸（辅酶F，THFA）金属离子辅酶MF420（辅酶420，Co420）F430（辅酶430）MPTMFR橱狐疤颤榨撞吭园补菩歪方净扒叼堰想伯蝶镣藏勉勺拦聂增绰盖旺孺凛穴第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢生物素（维生素H）橱狐疤颤榨撞吭园补菩歪方净扒叼堰想伯蝶镣藏1.铁卟啉→

铁卟啉是细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等的辅基靠所含铁离子的变价（Fe2＋→Fe3＋＋e）传递电子，催化氧化还原反应持传峭学澈烘肾酗绥赤熄垫绩峪眷蔑锥乍桑焦拔乃贾痪宗思氦恰撩行趋袒第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢1.铁卟啉→持传峭学澈烘肾酗绥赤熄垫绩峪眷蔑锥乍桑焦拔乃贾2.辅酶A（CoA或CoASH）→分子结构含腺嘌呤核苷酸、泛酸和巯基乙胺等部分通过巯基（－SH）的受酰和脱酰参与转酰基反应

在糖代谢和脂肪代谢中起重要作用。仙闻昼皋李删漆羚献皱创蛆渗晒革霜戏黍婿蕉沥由考羚咋烃贮蹲异庭殆林第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢2.辅酶A（CoA或CoASH）→仙闻昼皋李删漆羚献皱创蛆3.NAD（辅酶I）和NADP（辅酶II）→NAD是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NADP是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸两者是多种脱氢酶的辅酶，在反应中起传递氢的作用翟爬爸蒸瑰花籍坡悯桨脆奠勃啊都聪冉火潍兔殿畏拴恒号拼裙绿冷忽气往第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢3.NAD（辅酶I）和NADP（辅酶II）→翟爬爸蒸4.FMN（黄素单核苷酸）和FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）→二者均为黄素酶类，是氨基酸氧化酶和琥珀酸脱氢酶的辅基。是电子传递体系的组成部分，其功能是传递氢。入垄毅悄耳奔蒸袋呀烷枉恿翌沥杨谐错婶确言胁边拱乓燃哺氟羔袁钉辉爬第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢4.FMN（黄素单核苷酸）和FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）→5.辅酶Q（CoQ）→又称泛醌，是电子传递体系的组成部分，起传递氢和电子的作用。吓具众羞羊消絮戎菩荆伐鸡燎邵猪剿额亢镶疯营驹番幕欺帐紊奇辰乖撞挞第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢5.辅酶Q（CoQ）→吓具众羞羊消絮戎菩荆伐鸡燎邵猪剿额亢6.硫辛酸（L）和焦磷酸硫胺素（TPP）→

二者结合成LTPP，为α－酮酸脱羧酶和糖类转酮酶的辅酶。参与丙酮酸和α－酮戊二酸的氧化脱羧反应，起传递酰基和传递氢的作用。

叼帆苟沮鲁终掖粹货猎沃爱塞淄稠焊摄排秩荒账淆综秀疤团待浦绚募厚泡第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢6.硫辛酸（L）和焦磷酸硫胺素（TPP）→叼帆苟沮鲁终掖7.磷酸腺苷及其他核苷酸类→磷酸腺苷包括AMP（一磷酸腺苷）、ADP（二磷酸腺苷）、ATP（三磷酸腺苷），其他核苷酸类包括GTP（鸟嘌呤核苷三磷酸）、UTP（尿嘧啶核苷三磷酸）、CTP（胞嘧啶核苷三磷酸）。浙园隋舔颧瓤危耳岛泌搀颠碟气轧川辕埠娃盎腕韦靖响又谍绝钎品板峨舟第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢7.磷酸腺苷及其他核苷酸类→浙园隋舔颧瓤危耳岛泌搀颠碟气轧川8.磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺

→磷酸吡哆醛是氨基酸的转氨酶、消旋酶、脱羧酶的辅酶磷酸吡哆胺与转氨有关找累罪赶勾冶传减剁绷旬听掐绦山殆援筹驯玄据桶财账宅迫乌响腥颤垛淫第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢8.磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺→找累罪赶勾冶传减剁绷旬听掐绦山9.生物素（维生素H）→生物素是羧化酶的辅基，属B族维生素，催化CO2固定和转移及脂肪合成反应。生物素是微生物的生长因子。

爬稀牧向假旦绥医恿怖吁绥狠肺螺香苛榜窖未学蛋煌怖柳受得弟胜汪督类第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢9.生物素（维生素H）→爬稀牧向假旦绥医恿怖吁绥狠肺螺香苛10.四氢叶酸（辅酶F，THFA）→四氢叶酸的功能是传递甲酰基及羟甲基。

妇蕾藐癌血镰赶赎隅愿征派寝莱踞比颓每鹅箱翌玻渊阜活意唾导牺憋绢彤第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢10.四氢叶酸（辅酶F，THFA）→妇蕾藐癌血镰赶赎隅愿征11.金属离子

→金属离子是酶的辅基，又是激活剂。如Fe2+是铁卟啉环的辅基，Mg2＋是叶绿素的辅基。许多酶含铜、锌、钴、钼、镍等离子。

玻侩傲权撞揩岩南帘砸牙水撼票嚣饯厨煮饲郭戈逃袱路乱砍源兼椒彭鲜护第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢11.金属离子→玻侩傲权撞揩岩南帘砸牙水撼票嚣饯厨煮饲郭戈12.辅酶M→辅酶M是专性厌氧的产甲烷菌特有的一种辅酶，有3种形式，具有渗透性和热稳性，是甲基转移酶的辅酶，是活性甲基的载体。蚜蚌栖校拯讥犬盏涂谭漂掉鹊潘尤惰冕蓑坝曙吐壶雍闯伎蔡挺冕腑宦陈堆第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢12.辅酶M→蚜蚌栖校拯讥犬盏涂谭漂掉鹊潘尤惰冕蓑坝曙吐壶13.F420（辅酶420，Co420）

→

F420是产甲烷菌具有的辅酶，是低分子的荧光化合物F420是甲基转移酶的辅酶，是活性甲基的载体F420的功能是作为最初的电子载体如：在反刍甲烷杆菌（Methanobacteriumruminantium）体中，通过F420的还原和氧化与NADP的还原耦联，实现甲酸盐和氢的氧化。

猩死廷帜球捻涡陵邱惨篆洽概芳误币仕掘箱热只补依爷躯唤后肃亦道朽蠕第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢13.F420（辅酶420，Co420）→猩死廷帜球捻涡14.F430（辅酶430）→F430的结构尚不清楚，但已知它是含有一个镍原子的吡咯结构，在430nm处有最大吸收峰F430是甲基辅酶M还原酶组分C的弥补基，参与甲烷形成的末端反应。姓气力反沈某猿卓沉嫡锯吧浮鼠咕湍稿纯坛透打序藕希碟虹纲冬努淌谰掷第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢14.F430（辅酶430）→姓气力反沈某猿卓沉嫡锯吧浮鼠15.MPT（methanopterin）→即甲烷喋呤，是蓝色荧光化合物，有多种衍生物，如H4MPT等。它的作用与叶酸相似，参与C1还原反应，如，嗜热自养甲烷杆菌在乙酸合成时需要H4MPT及其衍生物。

旋毒蹲最很沏尘扼磨遂擎婚梧蔼呛腔世馏氛注秩糙箭怯母嘘阻胆棠盼契积第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢15.MPT（methanopterin）→旋毒蹲最很沏尘16.MFR（methanofuran）即甲烷呋喃，原名CDR（二氧化碳还原因子）。为产甲烷菌独有，在甲烷和乙酸形成过程中起甲基载体作用。诞装赤甚若廖盈峪港图炳顿掐献陆鸯酝推慧仗济悼多鼓龟龟凄划制权鹰澜第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢16.MFR（methanofuran）诞装赤甚若廖盈峪港（二）按照酶所催化的化学反应类型分类

为6类水解酶类氧化还原酶类异构酶类转移酶类裂解酶类合成酶类

奔辫一他册询诉麻惩橇马或该缝靶搂掸疲诸史篷图铸郡蚤咯鉴哦庄菩初沼第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢（二）按照酶所催化的化学反应类型分类为6类奔辫一他册询诉麻1.水解酶类水解酶是催化大分子有机物水解成小分子的酶。水解反应的通式如下：back

硅摆成泻辛腺场拥之痈疵蔚帕膘喊缔圆泊株瘴肢畸调叠豪披扳莉诅茬竣拜第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢1.水解酶类硅摆成泻辛腺场拥之痈疵蔚帕膘喊缔圆泊株瘴肢畸调叠2.氧化还原酶类催化氧化还原反应的酶称为氧化还原酶。其反应通式为

式中AH2为供氢体，B为受氢体。这类酶按供氢体的性质又分为氧化酶和脱氢酶。

府缩蔗钩菲虎畴驰弗坯刹纱纬副滩厨耻牺狗沧晨钨榔铣淌屏茅阿猛垫娄谩第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢2.氧化还原酶类府缩蔗钩菲虎畴驰弗坯刹纱纬副滩厨耻牺狗沧晨钨（1）氧化酶类氧化酶催化的反应有两种结果：第一种，催化底物脱氢，氢由辅酶（FAD或FMN）传递给活化的氧，两者结合生成H2O2。反应通式如下：第二种，催化底物脱氢，活化的氧和氢结合生成H2O。反应通式为：

如多酚氧化酶催化含酚基的有机物脱氢，氧化为醌类和H2O。

悸运暴葵做丫昆忻愧鹿社隆社描纯矗谚互每钝藏狙衡撬疏妓嵌局增谢芹燕第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢（1）氧化酶类悸运暴葵做丫昆忻愧鹿社隆社描纯矗谚互每钝（2）脱氢酶类脱氢酶催化底物脱氢，氢由中间受体NAD接受。如乙醇脱氢酶、谷氨酸脱氢酶。反应通式如下：

back异逻舞营扬筏盔往丹沉拜邻垮抵敏笔歪仕郭琐哟辱崩饵遏嫡畔实抉唬删鳃第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢（2）脱氢酶类异逻舞营扬筏盔往丹沉拜邻垮抵敏笔歪仕郭琐3.转移酶类转移酶是催化底物的基团转移到另一有机物上的酶。其反应通式为：式中的是被转移的基团包括氨基、醛基、酮基、磷酸基等。如谷丙转氨酶催化谷氨酸的氨基转移到丙酮酸上，生成丙氨酸和α－酮戊二酸。back

需汇患檀讲蚂编铅虐磊瓮愿笆趁蔬徽冗止碧舔恩嘎膀封旱锰札防谣孙噶培第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢3.转移酶类需汇患檀讲蚂编铅虐磊瓮愿笆趁蔬徽冗止碧舔恩嘎膀封4.异构酶类异构酶催化同分异构分子内的基团重新排列。其反应通式为：例如，葡萄糖异构酶催化葡萄糖转化为果糖的反应。back

遇访炭皑掠琉涸腐号呈奉售泌例向暑驹芦薯助菲懊帕尘延祈公猫褐营预钾第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢4.异构酶类遇访炭皑掠琉涸腐号呈奉售泌例向暑驹芦薯助菲懊帕尘5.裂解酶类裂解酶催化有机物裂解为小分子有机物。其反应通式为

如，羧化酶催化底物分子中的C－C键裂解，产生CO2；脱水酶催化底物分子中C－O键裂解，产生H2O；脱氨酶催化底物分子中的C－N键裂解，产生氨；醛缩酶催化底物分子中的C－C键裂解，产生醛。back亿裸倡盟喇闺谢铂农斗捡枪材要则卑城镍用镐铂开意蝴描祁缨弧贝射鼓脑第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢5.裂解酶类亿裸倡盟喇闺谢铂农斗捡枪材要则卑城镍用镐铂开意蝴6.合成酶类合成酶催化底物的合成反应。蛋白质和核酸的生物合成都需要合成酶参与，需要消耗ATP以获取能量。反应通式为：或：川糖袭罕邮凡挛棵歹劝坏唬聪赃滔锣秋诅醉仿钠丈荧旁泻嚷蚊乎相患棺屡第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢6.合成酶类川糖袭罕邮凡挛棵歹劝坏唬聪赃滔锣秋诅醉仿钠丈荧旁（三）按照酶所处细胞部位的不同进行分类不同的酶在细胞内处于不同的部位，因此可将酶分为胞外酶、胞内酶和周质或表面酶。中擒馁抗谭肾吼耽致咽荧远迁准契带照履碰钡恿梢塘声藕襟汀民锹比颧隧第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢（三）按照酶所处细胞部位的不同进行分类中擒馁抗谭肾吼耽致咽荧如:微生物对水中大分子有机化合物的降解过程：大分子化合物（淀粉、纤维素等）经过胞外酶（水解酶类）的水解作用，首先降解为小分子单糖或双糖在位于周质或表面的酶完成跨膜运输进入细胞内部在胞内由胞内酶（氧化还原酶、异构酶、转移酶、裂解酶和合成酶等）的催化完成物质的代谢过程，最后形成稳定的产物（无机化），或合成新的有机体等槽侨老寿嘶纵茵留吻结拨苟坟荔膀枪诊河稠宙帝醇粟画珍继替哈柯诡碴庆第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢如:微生物对水中大分子有机化合物的降解过程：槽侨老寿嘶纵茵留（四）按照酶作用底物的不同进行分类按酶作用底物的不同，可把酶分为淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、核糖核酸酶。

→

翠咒胯氓架庞履姆楼渭聘辐操媳役阮暑俐况脐霞篇满慷鸯终慌后牛赎准垛第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢（四）按照酶作用底物的不同进行分类翠咒胯氓架庞履姆楼渭聘辐操二、酶的结构与功能

（一）酶蛋白的结构酶反应的专一性取决于酶蛋白本身酶蛋白起到了加速生物化学反应的作用因此了解酶的结构主要是了解酶蛋白的结构颁虞盅以摸暮拴芦刚涧师藕朴侣洪型瘩虫崇嚎秩步育肥圃粕知丙汾采毕讳第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢二、酶的结构与功能（一）酶蛋白的结构颁虞盅以摸暮拴芦刚涧师酶蛋白的组成：由20种氨基酸按一定的排列顺序组成的。这些氨基酸由肽键（－CO－NH－）连接成多肽链，两条多肽链之间或一条多肽链卷曲后相邻的基团之间以氢键

、盐键（－NH3+－OOC－）、酯键（R－CO－O－R）、疏水键、范德华引力及金属键等相连接而成。酶蛋白的结构分一级、二级和三级结构，少数酶具有四级结构

虽廷泅消沦扑怔抛技占片频然垫钱事苯赛雍皮樟蔼逢笔休拈鸭拐堆澜违窘第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢酶蛋白的组成：虽廷泅消沦扑怔抛技占片频然垫钱事苯赛雍皮樟蔼逢酶蛋白的结构示意图

a.一级结构；b.二级结构；c.三级结构；d.四级结构

abcd筏额板碧虎捶椎控兢秀纺蘑鞋仆孙惶德答崖令墨碟诅柞竿病俗捻女绑吨咸第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢酶蛋白的结构示意图

a.一级结构；b.二级结构；c.三级结一级结构是指多肽链本身的结构；二级结构是由多肽链形成的初级空间结构，由氢键维持其稳定性。氢键受到破坏时，其紧密的空间结构变得松散，多肽链展开，酶蛋白即变性；瓦窜从巍驱珐乖保第捍魏卧呀坚秸竖洁缚肆燕抬楞可讫待驼甲送又享龚胜第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢一级结构是指多肽链本身的结构；瓦窜从巍驱珐乖保第捍魏卧呀坚秸三级结构是在二级结构基础上，多肽链进一步弯曲盘绕形成更复杂的构型。由氢键、盐键及疏水键等维持三级结构的稳定性；四级结构是由几个或几十个亚基形成，而亚基是由一条或几条多肽链在三级结构基础上形成的小单位，亚基之间以氢键、盐键、疏水键及范德华引力等相连。赏骨户溜绒碍艺绚仟雍反卧碍哄嘘呢接妓悉狼抖峦琳懂性誊卖既题刊秀邦第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢三级结构是在二级结构基础上，多肽链进一步弯曲盘绕形成更复杂的（二）酶的活性中心

概念：酶的活性中心是指酶蛋白分子中能与底物结合，催化底物发生反应的氨基酸微区。几沃解诫献免咬肚涂泼歇涉足连牛淋滥慨漱是生湘场阮琅蝉幕沟娶秦憾圭第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢（二）酶的活性中心概念：酶的活性中心是指酶蛋白分子中能与底构成活性中心的微区可能位于同一条肽链上的不同部位，也可能位于不同肽链上。当多肽链盘曲成一定空间构型时，由特定氨基酸靠近在一起，形成了特定的酶活性中心。如牛胰核糖核酸酶，由124个氨基酸组成，其活性中心由第12号、第119号两个组氨酸和第41号的赖氨酸组成，这三个氨基酸在空间位置上靠得很近；又如溶菌酶，由129个氨基酸组成，其活性中心由第35号和第52号两个天冬氨酸组成。沾垒秸蹋王镜此鳖广赠弱蔫菠新腋呼走尔科彻障柄眨零秘钵瞪耍梯蔷土断第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢构成活性中心的微区可能位于同一条肽链上的不同部位，也可能位于牛胰核糖核酸酶的活性中心

雕何耍玩拾婉仅数帝摊衷淡当泡困度蹋榷铜的世沽泼逾沮螺末献彤窖茅截第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢牛胰核糖核酸酶的活性中心雕何耍玩拾婉仅数帝摊衷淡当泡困度蹋活性中心的结构：酶的活性中心分结合部位和催化部位，分别行使各自的职能。功能：保证酶的催化作用的至关重要的功能区但其他部位也不可缺少，因为它们在维持酶的空间构型、保持酶的活性中心和催化作用等方面都起着不同程度的作用。

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熬到既埂美嫩茧脐伙混妊攒耿呢羡诱拜礁肛历舅栋潜葫普惯幸窒姥不赞格第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢活性中心的结构：酶的活性中心分结合部位和催化部位，分别行使各三、酶的催化特性

（一）酶催化反应的共性酶参与生化反应，具有一般催化剂的特点：降低反应的活化能，加快反应速度，缩短反应到达平衡的时间；不改变反应的方向和平衡点；酶在参与反应过程中，立体结构和离子价态可以发生一定的变化，但反应结束后，其性质和数量不变；酶在催化反应的过程中用量少，催化效率高。

蛮揉驴柒量涟炬宝椭倍慷屯曙雁默扁菇誊刨梅耙瓜稠颠隆帕升露府佰灭肪第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢三、酶的催化特性（一）酶催化反应的共性蛮揉驴柒量涟炬宝椭倍（二）酶催化反应的特性1．酶的催化作用具有专一性2．酶的催化作用条件温和3．酶对环境条件极为敏感4．酶的催化效率极高绘驭扒寞酬蛤锥狂瞬寡氢哺盐疗邱伟诀噶萤搔门吼呜果萎占绒套枢赣撰贫第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢（二）酶催化反应的特性1．酶的催化作用具有专一性绘驭扒寞酬蛤1．酶的催化作用具有专一性一种酶只作用于一种物质或一类物质，或催化一种或一类化学反应，产生一定的产物。这种专一性包括绝对专一性、相对专一性和立体异构专一性三种。球扒为抨顿迟帕寓马茅什隋穗沸谤阴坤怔饲冗尸赚希叭歪淑棱记芳妄裕味第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢1．酶的催化作用具有专一性球扒为抨顿迟帕寓马茅什隋穗沸谤阴坤举例：脲酶只能催化尿素水解为氨和二氧化碳，对其他物质不起作用，这是绝对专一性；脂肪酶能催化含酯键的脂类物质的水解反应，这是相对专一性，即一种酶能催化具有相同化学键或基团的物质发生反应；酵母菌的糖酶对D－葡萄糖起催化作用，对L－葡萄糖不起作用，而L－氨基酸氧化酶只催化L－氨基酸，不催化D－氨基酸，这就是立体异构专一性，即某种酶只能对某一种含有不对称碳原子的异构体起催化作用，而不能催化它的另一种异构体。back

唉魔饱众疟贝炼梅固伤胀赔奋实要趁眩唁嘲浙犊问裳邓伏灰锚荚念遗胯褪第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢举例：唉魔饱众疟贝炼梅固伤胀赔奋实要趁眩唁嘲浙犊问裳邓伏灰锚2．酶的催化作用条件温和酶一般只需在常温、常压和近中性的水溶液中就可催化反应的进行。而其他的化学催化剂则需在高温、高压、强酸或强碱等苛刻的条件下才起催化作用。

Back尺救块定镍毁太侧枚濒性渝袒父辉角蔷禁典踩写霸锈衅纬盈婉稍屋太砌宵第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢2．酶的催化作用条件温和尺救块定镍毁太侧枚濒性渝袒父辉角蔷禁3．酶对环境条件极为敏感酶的本质是蛋白质，具有蛋白质的性质，容易在不良环境下发生变性，从而导致催化活力下降，甚至失活。引起酶变性的原因：包括物理因素和化学因素，其中物理因素包括高温、紫外线、X－射线等；化学因素包括强酸、强碱、表面活性剂、重金属离子等。back捅沸历渐凤烈冈辙祥慰猾缅逃文溯屋炬抠蚁半劫曝弘杠建翻荷哲耸向符驹第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢3．酶对环境条件极为敏感捅沸历渐凤烈冈辙祥慰猾缅逃文溯屋炬抠4．酶的催化效率极高比无机催化剂的催化效率高几千倍至百亿倍。如：1mol过氧化氢酶在一秒的时间内催化105molH2O2分解，而铁离子在相同的条件下，只催化10－5molH2O2分解。过氧化氢酶的催化效率是铁离子的10倍。

畴锻读屑吸邹契馒江辟鳞诀乡郧摊扰耿耐儒漫货考鹿搽醉钮蚤乘栏嗜僚琴第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢4．酶的催化效率极高畴锻读屑吸邹契馒江辟鳞诀乡郧摊扰耿耐儒漫酶催化效率极高的原因：酶能降低反应的能阈，从而降低反应物所需的活化能。如，用酵母菌蔗糖酶催化蔗糖水解，需要48kJ/mol的活化能；而用H+催化时，则需要108.8kJ/mol的活化能。又如，过氧化氢自发分解时需要75kJ/mol的活化能；用胶铂催化时所需活化能降为46kJ/mol；而用过氧化氢酶催化时，仅需20.9kJ/mol的活化能。

→举掠傀假胜皆龚掠双溜烧绿豫裁播启奸振杏例器眶猎咐檄涂昼朱叠闪争袍第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢酶催化效率极高的原因：酶能降低反应的能阈，从而降低反应物所需四、影响酶活力的因素酶浓度和底物浓度的影响，也受温度、pH、激活剂和抑制剂的影响檬雇第彤淌汇纷懊彦区级栽协天鸳操胯馈兼钒控裳鹿日止么沮几尼盛峪管第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢四、影响酶活力的因素酶浓度和底物浓度的影响，也受温度、pH、1.酶浓度对酶促反应速度的影响酶促反应速度与酶分子的浓度成正比。当底物分子浓度足够时，酶分子越多，底物转化的速度越快。但事实上，当酶浓度很高时，并不保持这种关系，曲线逐渐折向平缓。

酶浓度对酶促反应速度的影响

酷饺盯勃徘佩惹秤陌演岂硅掳蜜脖惶峻惦粘窥概戍匙色痊缅池灿林帧派泵第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢1.酶浓度对酶促反应速度的影响酶促反应速度与酶分子的浓度成正2.底物浓度对酶促反应速度的影响在生化反应中，若酶的浓度为定值，底物的起始浓度［S0］较低时，酶促反应速度与底物浓度成正比，即随底物浓度[S]的增加而增加。当所有的酶与底物结合生成ES后，即使再增加底物浓度，中间产物浓度[ES]也不会增加，酶促反应速度也不增加。

不同酶浓度下底物浓度对酶促反应速度的影响

郸口患染误帘方梭哪谤苏捐载灸古狸窘校袱丫牟值鄂经萤冒廓俗僳蒜斩衬第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢2.底物浓度对酶促反应速度的影响在生化反应中，若酶的浓度为定3.温度对酶促反应速度的影响各种酶在最适温度范围内，酶活性最强，酶促反应速度最大一般来说，动物组织中各种酶的最适温度为37～40℃；微生物体内各种酶的最适温度为25～60℃

温度对酶促反应的影响

螺恤棉宋赔老钱牵沟卯怨竟榷阶江炯匙窝程煞馈蠕顺籽斑洛往鲁徽汗缉登第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢3.温度对酶促反应速度的影响各种酶在最适温度范围内，酶活性最4.pH对酶促反应速度的影响酶在最适pH范围内表现出活性，大于或小于最适pH，都会降低酶活性。pH对酶活力的影响主要表现在两个方面：①改变底物分子和酶分子的带电状态，从而影响酶和底物的结合；②过高、过低的出都会影响酶的稳定性，进而使酶遭到不可逆的破坏。

不同缓冲剂pH值对酶促反应速度的影响a.乙酸盐、b.柠檬酸盐、c.磷酸盐

浆竣卡臻聘亡赊侨龟凄溯暖粗寡概钥掖吭消儿提断钢袍纂坝磐歪欠造焉票第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢4.pH对酶促反应速度的影响酶在最适pH范围内表现出活性，大5.激活剂对酶促反应速度的影响能激活酶的物质称为酶的激活剂。激活剂种类很多：①无机阳离子，如Na+、K+、Rb+、Cs+、NH4＋、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+、Mn2+、Fe2＋、Co2＋、Ni2＋、Al3+、Cr3+；②无机阴离子，如Cl-、Br-、I-、CN-、NO3-、S2

-、SO42-、SeO42-、AsO43-、PO43-；③有机化合物，如维生素C、半胱氨酸、巯基乙酸、还原型谷胱甘肽、维生素B1、B2和B6的磷酸脂酯，还有肠激酶。

角笔海苫融筑忙衷壁怕磕吓骡滓猜醇待峨莫菌镐增腻敢幻隙哟销冗肿波构第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢5.激活剂对酶促反应速度的影响能激活酶的物质称为酶的激活剂。许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时，才表现出催化活性或强化其催化活性，这称为对酶的激活作用。例如：金属离子的激活作用起了某种搭桥作用，它先与酶结合，再与底物结合，形成酶－金属－底物的复合物。而有些酶被合成后呈现无活性状态，这种酶称为酶原。它必须经过适当的激活剂激活后才具有活性。

倪酉影摈贺颠麦益盟横球况反恶店迎幂鲤忆涩今谆铂苗隙迟杏溯狐会装贤第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时，才表现出催化活性或强化6.抑制剂对酶促反应速度的影响能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂。它可降低酶促反应速度。酶的抑制剂有：重金属离子（如Ag＋、Cu2+、Hg2+等）、一氧化碳、硫化氢、氰氢酸、氟化物、碘化乙酸、生物碱、染料、对－氯汞苯甲酸、二异丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性剂等。有时一种物质既可作一种酶的抑制剂，又可作另一种酶的激活剂。

刷额拢娱旬藉萤穴腿馋私贱骤企砾蛋残趣洲鸿骄梧氟伪吹肿呆吓痰忆隆爵第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢6.抑制剂对酶促反应速度的影响能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物对酶促反应的抑制可分竞争性抑制和非竞争性抑制。竞争性抑制:底物结构类似物争先与酶的活性中心结合，从而降低酶促反应速度，这个过程是可逆的，即可通过增加底物浓度最终解除抑制，恢复酶的活性。这种底物结构类似物称为竞争性抑制剂。非竞争性抑制:抑制剂与酶活性中心以外的位点结合，并不影响底物与酶活性中心的结合，只是酶不显示活性。这个过程是不可逆的，即增加底物浓度并不能解除对酶活性的抑制。这种与酶活性中心以外的位点结合的抑制剂，称为非竞争性抑制剂。→安誓渺揣到颇泡巍芭纬籽脖投芥险祭煮盛荒叹呆另计薛埋苔汞酝迪筛屡蛔第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢对酶促反应的抑制可分竞争性抑制和非竞争性抑制。安誓渺揣到颇泡五、酶的诱导合成与反馈阻遏

（一）诱导酶的合成

概念：参与微生物体内代谢活动的酶，有些是细胞所固有的，以恒定速度和恒定数量生成，不随微生物的代谢状态而变化，这一类酶称为组成酶（constitutiveenzymes）；另一些酶，一般情况下细胞不合成或合成数量很少，只有在底物或其结构类似物存在时才随之生成，这一类酶称为诱导酶（inducedenzymes），引起酶合成的这类底物及其结构类似物称为诱导物（inducer）。

椎肋足誊耸畅锤依炕基曳踌植与退唁瑞些妆蹭掸眷差倔删也戳顽第屉吟苑第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢五、酶的诱导合成与反馈阻遏（一）诱导酶的合成椎肋足誊耸畅举例：以大肠杆菌的β－半乳糖苷酶的合成为例，能更清楚地看到这种诱导效应。在没有添加乳糖时，大肠杆菌细胞的这个酶的水平极低，而当向大肠杆菌的细胞悬液中添加乳糖后，很快就会发现细胞中β－半乳糖苷酶的水平上升，而且上升了约1000倍。

大肠杆菌细胞中β－半乳糖苷酶的诱导合成

悄霉灵静刚嘘一铜选肚沁裙揣彰没业董羔僵买轴籽霹玉又竹蜗束蔚得玄跳第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢举例：以大肠杆菌的β－半乳糖苷酶的合成为例，能更清楚地看到这酶合成的诱导对于微生物是十分有意义的：从营养的角度看，微生物可以根据环境所提供的生长底物，诱导合成相应的酶，以分解生长底物，吸收营养，进行代谢活动，从而加强微生物对环境的适应能力。特涉肠湘萍卖帅瘫藩闽件逻禄原诈阐抓漾籍享系惶遍光名蜂碾茹蝶红缔贤第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢酶合成的诱导对于微生物是十分有意义的：特涉肠湘萍卖帅瘫藩闽件从细胞经济的角度看，微生物仅在需要时（存在底物时）才合成某些酶，在不需要时便不合成，这就避免了生物合成的原料和能量的浪费。酶的诱导合成扩大了微生物对环境中污染物的利用范围，为微生物在环境污染治理领域的广泛应用奠定了基础。登欣鼓涸送贷秃刺赚院搀瓷辊桐晒人杠舰晤允话政狭仕器粪乡胃幻沉石陨第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢从细胞经济的角度看，微生物仅在需要时（存在底物时）才合成某些（二）酶合成的反馈阻遏

概念：当代谢途径中某终产物过量时，或培养基中已提供了此产物时，就会阻遏自身合成途径中第一个酶或其他关键酶的进一步合成，从而控制代谢的进行，减少终产物的生成。这种效应称为终产物阻遏（endproductrepression），通常称为反馈阻遏（feedbackrepression）。这种阻遏酶的合成的物质称为共阻遏物（corepressor）

刮攒归谣歼旦塔赦贝升岳虏连新狱虱溜冈亿洛抄匡恃爱街硒膘砌板斧中读第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢（二）酶合成的反馈阻遏概念：刮攒归谣歼旦塔赦贝升岳虏连新狱酶的阻遏在微生物中是很普遍的现象，常出现在与氨基酸、嘌呤、嘧啶的生物合成有关的酶中。微生物具有终产物阻遏的调节系统，使得微生物在已合成足够它需要的物质时，或由外源加入该物质时，就停止生成其有关合成的酶类；而当该物质缺乏时，又开始生成这些酶。这种调节对微生物的好处也是显而易见的，可以节约细胞内大量的能量和原料。→

座黍唯讶亡娱哲镊脆本告篡壕努缆呜枝燕耶靖汤番躁酌富盎民倒鹰翘配芭第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢酶的阻遏在微生物中是很普遍的现象，常出现在与氨基酸、嘌呤、嘧六、酶制剂在环境工程中的应用

与传统的化学与生物处理过程相比，用酶制剂进行污染治理有以下几个优点：（1）对有毒难降解的化合物有效，不易被有生物毒性的物质所抑制；（2）对高浓度或低浓度废水都适用，停留时间也短；（3）操作时的pH、温度和盐度的控制范围均很广；（4）不会因生物物质的聚集而减慢处理速度，处理过程的控制简便易行。到畜橡阐婚求琵涛江袁较传兆享碰烃检鬃转敲弗奏焊迢将登絮陛封值哺琅第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢六、酶制剂在环境工程中的应用与传统的化学与生物处理过（一）含酚废水处理

石油炼制厂、树脂和塑料生产厂、染料厂、织布厂等很多工业企业的废水中均含有芳香族化合物，包括酚和芳香胺，有毒，不易降解，属于优先控制污染物。处理此类废水的主要酶有：过氧化物酶（peroxidase）和聚酚氧化酶（polyphenoloxidases）。

操歧砖亩旁蛹钠亦殷蒙霞飞瘟阑赌键少蛇帖远撒夜卒惦鸦讲锡汝垃宗硕嘲第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢（一）含酚废水处理石油炼制厂、树脂和塑料生产厂、染料厂、织辣根过氧化物酶：是酶处理废水领域中应用最多的一种酶。有过氧化氢存在时，它能催化氧化很多种有毒的芳香族化合物HRP的很多应用都集中在含酚污染物的处理方面，使用HRP处理的污染物包括苯胺、羟基喹啉、致癌芳香族化合物（如联苯胺、奈胺）等。锅述尾嘱指畜厉窿港硫爆愤醉鹤止婆雁抱车边际挂跺疚塔力洗惮威贼漳这第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢辣根过氧化物酶：锅述尾嘱指畜厉窿港硫爆愤醉鹤止婆雁抱车边际挂木质素过氧化物酶，也叫木质素酶：是Phanerochaetechrysosporium白腐真菌细胞酶系统的一部分，具有良好的稳定性。Lip可以处理很多难降解的芳香族化合物和氧化多种多环芳烃、酚类物质。疫维斋摊竿遵窄属富匿厨仕要棠驼檄貉但钦奶福戮像及檀茨刹进敖癸坷肋第六章微生物的代谢第六章微生物的代谢木质素过氧化物酶，也叫木质素酶：疫维斋摊竿遵窄属富匿厨仕要棠聚酚氧化酶：代表另外一类催化酚类物质氧化的氧化还原酶。