微生物生理学幻灯片

第二章微生物的营养营养——是指生物体从外部环境中摄取对生命活动必需的能量和物质，以满足正常生长和繁殖需要的一种最基本的生理功能。营养物——指具有营养功能的物质，在微生物学中，它还包括非常规物质形式的光辐射能在内。可分为六大类：碳源、氮源、生长因子、无机盐、水、能源。按营养元素的需要量分：

大量元素有碳、氮、氢、氧、磷、硫、钾、镁、钙、铁（需要量在10-4mol/L以上）

微量元素有锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等（需要量在10-4mol/L以下）10种大量元素来源与生理功能元素来源在代谢中的功能C各种有机物、CO2构成细胞物质的主要成分OO2、H2O、各种有机物、CO2构成细胞物质的主要成分HH2、H2O、各种有机物构成细胞物质的主要成分NNH4+、NO2-、N2、各种有机物构成细胞物质的主要成分SSO42-，HS-、S、S2O32-、各种有机硫化物构成含硫氨基酸、硫胺素、辅酶A、生物素、硫辛酸等PHPO42-磷脂、核苷酸、核酸等KK+细胞内主要的无机阳离子，某些酶的辅因子，构成物质运输系统MgMg2+许多酶（如激酶）的辅因子，存在于细胞壁和细胞膜中，维持细胞结构的稳定CaCa2+某些酶的辅因子，存在于胞外酶（如淀粉酶、蛋白酶）中，是芽孢内的重要元素FeFe2+、Fe3+构成细胞色素、铁氧还蛋白、铁硫蛋白的成分、某些脱水酶的辅因子微量元素来源与生理功能元素来源在代谢中的功能ZnZn2+参与醇脱氢酶、碱性磷酸酯酶、醛缩酶、RNA聚合酶或DNA聚合酶的活动MnMn2+参与细菌超氧化歧化酶的活动，也是某些酶（PEP脱羧酶、柠檬酸合成酶）的辅助因子NaNa+耐高盐细菌所需ClCl-耐高盐细菌所需MoMoO42+参与硝酸盐还原酶、固氮酶和甲酸脱氢酶的活动SeSeO32-参与甘氨酸还原酶和甲酸脱氢酶的活动CoCo2+参与带辅酶B12的一些酶（如谷氨酸变位酶和甲基丙二酰-COA变位酶）的活动CuCu2+参与细胞色素氧化酶和加氧酶的活动WWO42-参与甲酸脱氢酶的活动NiNi2+参与脲酶的活动，氢-氧化细菌在自养生长时也需要Ni与营养有关的几个概念生长因子是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳源、氮源自行全合成的有机物。狭义的一般仅指维生素；广义的生长因子除了维生素外，还包括碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4~C6的分支或直链脂肪酸，有时还包括氨基酸营养缺陷突变株所需要的氨基酸在内。水活度：指在一定的温度和压力条件下，溶液中的蒸汽压力与同样条件下纯水的蒸汽压力之比（相对湿度）。微生物生长所要求的aw值通常在0.66~0.99之间变动碳氮比（C/N）：碳源中碳元素摩尔数与氮源中氮元素摩尔数之比。内源酸碱调节剂和外源酸碱调节剂水活度的计算及表示维生素与有关化合物在代谢中的作用化合物在代谢中的作用对氨基苯甲酸四氢叶酸前体，一碳单位转移酶的辅酶生物素催化羧化反应的酶（即羧化酶）的辅酶辅酶M甲烷形成中的辅酶叶酸构成一碳单位转移酶的辅酶氯高铁血红素细胞色素的前体硫辛酸丙酮酸脱氢酶复合物的辅基尼克酸NAD、NADP的前体，它们是许多脱氢酶的辅基吡哆醇（B6）磷酸吡哆醛是转氨酶、氨基酸脱氨酶的辅基核黄素（B2）FMN和FAD的前体，黄素蛋白的辅基B12催化分子重排反应的酶的辅基（谷氨酸变位酶）硫胺素（B1）硫胺素焦磷酸脱羧酶、转醛醇酶和转酮醇酶的辅酶维生素K甲醌类的前体、起电子载体的作用（如延胡索酸还原酶）营养物的生理功能①参与细胞结构或细胞物质的组成；②构成酶活性基团或组成物质的运输系统；③通过代谢为机体完成各种生理活动提供所需要的能量。微生物的营养类型

（能源和碳源不同划分）营养类型能源氢供体基本碳源实例光能无机营养型（光能自养型）光无机物CO2蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌、藻类光能有机营养型（光能异养型）光有机物CO2及简单有机物红螺菌科的细菌（即紫色无硫细菌）化能无机营养型（化能自养型）无机物*无机物CO2硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌、硫黄细菌等化能无机营养型（化能异养型）有机物有机物有机物绝大多数细菌和全部真核微生物*NH4+、NO2-、S0、H2S、H2、Fe2+等一、物质传送的研究方法研究物质传送所面临的困难：1、在生活细胞里，有由不同成分组成的复杂的运输系统（细胞膜囊）——成分的复杂性；2、在生活细胞里，对一种物质或同类物质有一种以上的运输方式，这样在分析结果时难以确定某种物质的运输是以何种方式完成的——运输方式的多样性。3、物质进入细胞后，往往被机体迅速分解与利用，机体分解与利用这种物质的能力也直接影响该物质运输的速率（突变体、同位素标记）——缺乏稳定性（不可测）。细胞膜囊通常是将细菌细胞经过一定的方式处理之后，由细胞膜组成一种膜的囊泡，这种细胞膜囊还存在物质运输系统与产能系统（主动运输系统、磷酸转移酶系统和呼吸链中的电子载体等），所以可作研究物质运输与能量的关系，以及研究氨基酸与糖类的运输。原生质体裂解→细胞膜→形成细胞膜囊二、影响物质传送的因素某种物质能否作为营养物质支持微生物生长，首先取决于这种物质能否进入细胞，其次还要取决于微生物是否具有利用这种物质的能力——运输和分解（转化）两个过程（针对物质）。所有微生物都具有一种能够保护机体完整性和能够限制物质进出细胞的屏障——渗透屏障（针对细胞构造）。㈠、微生物细胞的表面结构影响物质运输的三层结构（涉及前章所述）

1、荚膜、粘液层（疏松结构——影响较小，增加粘性——阻碍物质扩散）

2、细胞壁——分子屏障——孔径固定（有时有蛋白参与——孔蛋白），具有一定分子量选择（较大）

3、原生质膜（特异选择性，最重要）——直接影响物质的运输——一般只针对小分子物质。㈡、物质本身的特性物理化学特性的影响：分子量小、溶解度大的物质比分子量大、溶解度小的物质更容易被机体吸收；电负性强弱也影响物质运输（中性容易吸收）。㈢、微生物的生活环境生物机体的生活环境直接影响着物质的跨膜运输，一般需要注意的“环境问题”——即在生活环境中是否存在及状态如何：①能诱导某种物质运输系统形成的物质（蛋白质合成）；②呼吸的抑制剂与解偶联剂（能量）；③被运输物质的结构类似物等（竞争性抑制）。环境pH值和温度的影响大肠杆菌——对甲胺的吸收（联系细胞膜的特性）物质解离——甲胺（pKb=3.37

），弱碱性物质，在中性或碱性条件下可发生解离，以CH3NH3+存在，在酸性环境下以CH3NH2存在；

酸性环境下，胞内>环境时（pH），进入积累于胞内，以CH3NH3+存在，不易分泌；碱性环境下，胞内<环境时（pH），环境中存在CH3NH3+不易吸收；温度——物质的溶解度、膜流动性和运输系统的蛋白（酶）活性。三、物质传送的方式及其机理㈠、小分子营养物质的基本吸收方式㈡、主动运输中的能量偶联机理㈢、几类主要营养物质的吸收㈣、微生物对大分子物质的吸收和分泌㈠、小分子营养物质的基本吸收方式1、单纯（被动）扩散——指营养物质高浓度部位向低浓度部位运动的过程；2、促进扩散——指营养物质在载体蛋白（透过酶）协助下进行扩散的运输方式；3、主动运输——指可将溶质分子进行逆浓度梯度运输的运输方式；4、基团转（移）位（PTS—磷酸烯醇式丙酮酸：糖磷酸转移酶系统）——许多原核生物在进行跨膜运输时，被运输的物质发生化学变化。被动扩散和促进扩散被动扩散浓度梯度促进扩散运输速度促进扩散主动运输（两种方式）根据推动运输的能量形式，分为两种方式：ATP结合依赖型质子梯度依赖型ATP结合依赖型ATP结合性盒型转运蛋白（ABC转运蛋白）——结合蛋白转运系统——由两个疏水跨膜域组成并与胞内的两个核苷酸结合域形成复合物（底物-结合蛋白结合）；质子梯度依赖型利用质子梯度（钠离子梯度）来推动物质的主动运输（大肠杆菌的乳糖透过酶）；钠离子梯度的建立：——细菌（原核生物）以质子（H+）逆向运输（不同物质以相反方向同时进行跨膜运输的方式）；——真核生物以ATP的水解作用产生的。主动运输（ABC转运蛋白）基团转（移）位——PTSPTS的主要过程：①酶Ⅰ磷酸化（存在于细胞质中）；②热稳载体蛋白（HPr，低分子质量，存在于细胞质中）的激活（磷酸化）；③酶Ⅱ磷酸化（结构多变，3亚基构成——EⅡA、EⅡB、EⅡC）少数微生物存在酶Ⅲ；酶Ⅱ（酶Ⅲ）具有特异性。

④糖经磷酸化而运入细胞膜内。被运输物质结构发生改变（膜内外）。基团移位的模型（甘露醇和葡萄糖）基团转位的说明并非所有能够在葡萄糖中生长的细菌都具有磷酸转移酶系统，主要存在于兼性和严格的厌氧细菌中，好氧菌中现今未发现？。对于厌氧菌来说，磷酸转移酶系统非常重要，因为它有助于节省ATP（糖的磷酸化减少很多步骤，直接传递磷酸高能键）——其生物学意义所在（两个方面）。——厌氧情况下ATP产生不充足。磷酸交换反应或基团交换反应

鼠伤寒沙门氏菌在胞内不存在酶Ⅰ、HPr和酶Ⅲ时，酶Ⅱ也可以催化胞内的磷酸糖与胞外糖之间的转磷酸反应，不会改变胞内磷酸糖的浓度，但可以避免有毒害作用的磷酸糖在胞内积累——对机体起保护作用。其它运输系统胞饮（呑噬作用）——是某些微生物通过趋向性向某种营养物质运动，靠近该物质并将该物质吸附到膜表面，然后在该物质附着的地方细胞膜开始内陷，膜逐步包围该物质，最后形成一种含有这种物质的膜囊，膜囊离开细胞膜而游离细胞质中。胞饮占多数，非主动进行；吞噬作用存在于少数，主动进行（伪足）——二者的差别。

必要说明微生物经常通过多种运输系统吸收某一种营养物质，例如大肠杆菌至少有5种运输系统用来吸收半乳糖，各有3个系统吸收谷氨酸和亮氨酸，有2个系统吸收钾离子。在这种情况下，不同运输系统所消耗的能源、对营养物质的亲合力及运输系统的调节方式等都有差别。微生物这种运输方式的多样性赋予微生物在多变环境条件下更强的竞争优势。4种运送营养物质方式的比较比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转位特异载体蛋白无有有有运送速度慢快快快溶质运送方向由浓至稀由浓至稀由稀至浓由稀至浓平衡时内外浓度内外相等内外相等内部浓度高得多内部浓度高得多运送分子无特异性特异性特异性特异性能量消耗不需要不需要需要需要运送前后溶质分子不变不变不变改变载体饱和效应无有有有与溶质类似物无竞争性有竞争性有竞争性有竞争性运送抑制剂无有有有运送对象举例H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、少数氨基酸、盐类、代谢抑制剂SO42-、PO43-、糖（真核生物）氨基酸、乳糖等糖类，Na+、Ca2+等无机离子葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等4种运送营养物质方式㈡、主动运输中的能量偶联机理

质子动力理论

ATP动力型理论

直接偶联学说质子动力理论——质子梯度建立主动运输中需要的能源，在多数系统中的是以质子动力来完成的——建立电位差或质子浓度差，使细胞膜充能（激化），形成能化膜。是由光能和化学能推动产生的，主要方式：1、光能：含有细菌叶绿素的光合细菌和含有其它色素的细菌，在吸收光量子以后，排出质子，从而建立起细胞膜内外表面的质子浓度差。2、呼吸所产生的质子移动力：电子从合适的电子供体[如NAD（P）H]沿电子传递链传到氧生成水，同时伴有质子排出，从而建立膜内外两侧的电位差或质子浓度。3、细胞内的ATP在ATP酶的水解下，放出能量，同时伴有质子外排，结果形成膜两侧的电位差。细胞内外质子浓度差的建立A：呼吸；B：ATP水解；C：光合细菌；C—Cytc主动运输的类型初级主动运输——电子传递系统、光合细菌光合作用和ATP酶作用引起质子（也包括其它阳离子）运输的方式（外排），物质运输所需能量的获得——建立电化学梯度。次级主动运输——由膜内外电势梯度变化引起的物质运输方式，根据被运输的物质与质子（或其它离子）移动的方向不同又可以将其分为同向运输、单向运输和逆向运输三种类型。次级主动运输的三种类型同向运输——指两种不同的物质通过同一载体按同一个方向运输的方式；单向运输——是一种通过载体使带电荷的或不带电荷的物质进入细胞或输出细胞的运输方式，运输的结果是导致阳离子在胞内积累或导致胞内阴离子浓度降低，或者膜内外的电位差不发生变化，类似于促进扩散；逆向运输——是两种物质通过同一载体，按相反的方向进行运输的方式。利用质子梯度（钠离子梯度）来推动物质的主动运输

主动运输中载体蛋白的运输模式ATP动力型理论是直接利用ATP或和其有关的高能磷酸键结合的能量，L-谷氨酰氨、L-鸟氨酸和D-核糖等通过此方式运输。和质子动力型的不同点：质子动力型对氧化磷酸化的解偶联剂（二硝基酚等）高度敏感，ATP动力型则不受影响；基质在细胞内积蓄的结果不同，质子动力型可以使细胞内外浓度梯度达到103倍，ATP动力型可以达到106倍。虽然ATP动力型高效，但其如何利用高能磷酸键运输物质还不完全清楚（Na+-K+-ATP）。设计试验证明之。Na+-K+-ATPNa+-K+

泵构成：由2个大亚基、2个小亚基组成的4聚体，实际上就是Na+-K+-ATP酶，分布于动物细胞的质膜。Na+--K+

泵工作原理：

（1）Na+-K+-ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化。

（2）在膜内侧Na+与酶结合，激活ATP酶活性，使ATP分解，酶被磷酸化，构象发生变化，与Na+结合的部位转向膜外侧；这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低，对K+的亲和力高，因而在膜外侧释放Na+、而与K+结合。

（3）K+与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化，酶的构象恢复原状，于是与K+结合的部位转向膜内侧，K+与酶的亲和力降低，使K+在膜内被释放，而又与Na+结合。

（4）每一循环消耗一个ATP；转运出三个Na+，转进两个K+。Na+-K+泵的作用：①维持细胞的渗透性，保持细胞的体积；②维持低Na+高K+的细胞内环境；③维持细胞的静息电位。Na+-K+-ATPATP动力型主动运输的模型直接偶联学说ATP动力型中特殊类型，分二步完成（第一步为富集作用；第二步为ATP动力型通过细胞膜进入细胞内）。某些G-细菌中，还需要一种结合蛋白（bindingproteins）——具特异性，在周质空间内，有富集的作用，然后由透过酶运输到膜内，需ATP——大肠杆菌中阿拉伯糖、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及硫酸盐离子等的吸收。㈢、几类主要营养物质的吸收1、糖的吸收促进扩散、主动运输、基团转位，多种运输方式——多系统吸收2、肽与氨基酸的吸收主动运输肽——识别与结合阶段；转位阶段；肽的释放与载体复原阶段3、离子的吸收微生物生长所需要的一些金属离子通常是在特定的载体分子作用下经主动运输的方式吸收胞内的铁的吸收铁在环境中的高价态——Fe3+——难溶性铁载体的引入——形成复合物——氧肟酸盐或儿茶酚盐3个铁载体围绕一个铁形成六对称的八面体复合物铁载体铁载体是一类能与Fe3+形成复合物并将其运输进入细胞内的小分子物质，通常为氧肟酸盐或酚盐——儿茶酚盐微生物产生的铁-螯合因子㈣、微生物对大分子物质的吸收

和分泌大分子营养物质如多糖、脂肪、蛋白质及核酸等，一般来说不能透过微生物细胞质膜，需要先经过相应的酶（胞外酶）的作用，将之分解为小分子物质后，才能被运送到细胞内。但也发现某些微生物在特定条件下，可能直接把核酸、蛋白质吸收到体内，或分泌到体外。1、核酸的吸收——转化试验枯草芽孢杆菌和肺炎双球菌等细菌的转化作用——直接吸收具有双链螺旋结构的DNA（106——15kb，感受态），经常应用于基因工程。感受态——是指受体细胞最易接受外源DNA片段并能实现转化的一种生理状态。核酸吸收的机制酶受体学说——表面上具有一种酶，作为DNA通过的受体，具特异性（蛋白质合成的抑制剂，可以抑制这种感受性）？——相当于载体的作用局部化原生质体学说——含自溶酶，使肽聚糖肽链断裂（N-乙酰胞壁酸-L-丙氨酸酰胺酶）——感受促进因子（感受态链球菌培养液含不耐热蛋白质，可以使相近的链球菌属中非感受态细胞变为感受态细胞）——核酸先附着于细胞表面，然后通过某种形式与能量偶联，吸收进入细胞内。2、蛋白质的吸收现象：枯草芽孢杆菌（生产α-淀粉酶）——污染环状芽孢杆菌，使发酵液酶活力降低。排除蛋白酶等的作用——未检测到蛋白酶活性；——排除酶降解。加入无菌发酵液（过滤除菌），α-淀粉酶活力不下降；——排除发酵液存在影响因子。只有加入环状芽孢杆菌活菌体下降；破碎菌体或死菌体不下降；——确定菌的作用。结论：产生的酶蛋白可能被吸收。具有蛋白质吸收的菌体细胞形态观察发现菌体细胞膜没有变化，细胞壁变薄，细胞壁中多糖类减少，细胞呈膨胀状态——可能由于细胞壁结构减弱，酶蛋白越过壁和膜结合，膜内陷使之进入细胞内。3、细胞的分泌作用（胞外酶的分泌机制，4种）在通过不同方式吸收营养物的同时，也可以向外分泌无机盐、有机酸、糖类、氨基酸、嘧啶、嘌呤等小分子物质；分泌具有45000~77000左右分子量的蛋白质（酶类、外毒素等），不可能仅靠扩散作用来完成。胞外酶的分泌机制研究较多，主要有以下几种说法（4种）：①分泌作用与胞外酶化学结构有关——分子量小（不超过8万），几乎不含（半）胱氨酸——二硫键少、结构可变——直链穿过细胞膜——再形成二、三级结构（α-淀粉酶——细胞内存在其前体物质，通过细胞膜后被活化，膜上没有活性，所以认为活化和分泌同时进行）。②从酶合成位置来说明分泌机制——蛋白质不能通过细胞膜，其合成可能在细胞膜外合成（合成蛋白质的核糖体在膜内，这样就形成了矛盾；最好的解释：可能是在细胞膜内折形成的间体内合成酶或酶的前体）——间体外翻；细胞内合成亚基，分泌到膜外，在周质空间组成酶蛋白（G-菌少有间体——大肠杆菌产的碱性磷酯酶）。③从细胞表层结构方面来解释细胞的分泌机制——胞外酶的合成一般在菌体对数期后合成，产生类似溶菌酶的自溶酶和能够引起原生质体溶解的热稳定性物质——减弱了细胞壁、细胞膜的结构——分泌（枯草芽孢杆菌产淀粉酶；肉毒梭状芽孢杆菌产肉毒素——65000Da的蛋白质）④酶蛋白的分泌与酶的修饰有关——地衣芽孢杆菌产生的青霉素酶向细胞外分泌时，在酶蛋白末端Ser（丝氨酸）上连接上一个磷脂酸（增加疏水性）——容易通过疏水性的细胞膜被分泌到膜外（磷脂蛋白质）。枯草芽孢杆菌产生的果聚糖生成酶；解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌产生的膜结合型淀粉酶——注意：过膜后，通过细胞壁分泌到细胞外还不清楚。信号肽假说（Blobel）mRNA的5’-端有一个75个碱基的信号序列——信号肽——引导核糖体结合到膜的特定位置（受体蛋白）——形成蛋白通道——膜外切割（信号肽酶）；信号肽——15~32个氨基酸残基，末端是亲水区段，带正电荷，与之相连的是以疏水氨基酸为主的疏水核心（分泌时起重要作用）；α-淀粉酶、白喉毒素、碱性磷脂酶等真核微生物酶蛋白的分泌比原核微生物复杂，胞内合成的酶蛋白要经过内质网、高尔基体形成分泌泡囊被排出胞外。蛋白质跨膜运输的信号假说示意图四、营养物质运输的调节

㈠、载体物质合成的调节

㈡、载体物质生理活性的调节

1、膜电势调节

2、cAMP环化酶和透过酶共同调节

3、胞内磷酸糖的调节关于运输的调节说明物质的交换——吸收和分泌。涉及载体物质（单纯扩散除外）——蛋白质——运输的调节涉及到载体物质的合成与载体物质的生理活性。目前关于物质运输系统合成的调节了解很少，这里仅就大肠杆菌己糖磷酸运输系统和鼠伤寒沙门氏菌PTS中酶Ⅰ与HPr操纵子的调节做简单介绍。㈠、载体物质合成的调节

——涉及操纵子学说

在大肠杆菌的己糖磷酸运输系统合成调节中有两种蛋白质起着重要作用：一种是存在于细胞质中的活化蛋白质A，一种是位于细胞膜上的转膜调节蛋白（MR）。活化蛋白质A对编码运输蛋白操纵子的控制区有亲和力，但它也可以结合到调节蛋白MR上——选择性可逆；转膜调节蛋白（MR）在细胞膜外表面有一个6-磷酸葡萄糖的结合位点。当6-磷酸葡萄糖结合到MR上以后，降低了MR对活化蛋白质A的亲和力，这时A从MR上释放下来，然后结合到运输蛋白操纵子操纵基因上，促进操纵子转录，合成6-磷酸葡萄糖运输系统，有利于物质吸收。当胞外不存在6-磷酸葡萄糖时，活化蛋白质A与MR的亲合力高，A不能结合到操纵子的操纵基因上，转录过程不能开始，运输系统不能合成，6-磷酸葡萄糖不被吸收。大肠杆菌己糖磷酸运输操纵子的诱导调节方式——Saier1979提出的调节方式后来又有人提出在这种调节方式中还有一种蛋白质C在活化蛋白质A与转膜调节蛋白MR之间起连接作用，控制着蛋白质A与MR的结合。Shattuck-Eidens和Kadner等人1983年提出的调节方式鼠伤寒沙门氏菌PTS操纵子转录调节鼠伤寒沙门氏菌葡萄糖运输系统PTS中的酶Ⅰ和HPr的合成操纵子PTS的调节与调节蛋白Rp磷酸化与去磷酸化过程有关；磷酸化的调节蛋白（Rp-P）可能是起一种阻遏蛋白的作用。去磷酸化的调节蛋白（Rp）可能是起一种激活剂的作用；当葡萄糖加入细胞悬液里以后，调节蛋白上的磷酸转移到葡萄糖，这时去磷酸化的调节蛋白Rp直接结合到PTS操纵子控制区上，诱导PTS操纵子转录；当葡萄糖不存在时，磷酸化的调节蛋白（Rp-P）则结合到PTS操纵子控制区，阻止了PTS操纵子的转录。鼠伤寒沙门氏菌PTS操纵子转录调节㈡、载体物质生理活性的调节物质运输系统中载体物质生理活性调节方式主要是在糖的运输中进行研究的，研究的结果表明糖运输系统生理活性的调节有膜电势调节、胞内磷（硫）酸糖的调节与cAMP环化酶与透过酶的共同调节等调节方式。1、膜电势（氧化还原电势）调节在微生物里，某些与物质运输有关的酶只有在膜电势存在的条件下才有最大的活性。鼠伤寒沙门氏菌的柠檬酸透过酶与磷酸甘油酸透过酶的最大活性就需要膜电势存在。膜电势可以通过基质氧化的方式产生，也可以通过加入氧化剂的方式直接产生。这种膜电势可以使还原型的葡萄糖酶Ⅱ（-SH）转变为氧化型的酶Ⅱ（-S-S-）。在PTS系统中还原型酶Ⅱ对运输的基质亲和力高，氧化型酶Ⅱ对运输的基质亲和力低，在这两种状态中，亲和力高低可以相差100倍以上。膜电势调节膜电势增加（膜内更负）可能促使酶Ⅱ氧化，糖与酶Ⅱ的亲和力降低（从能量的角度来看，供能已充足，不再大量运输物质进入细胞氧化供能）。糖的结合能促进酶Ⅱ的还原，酶Ⅱ的磷酸化作用可以提高酶的氧化程度。相关实验在膜囊里，D-乳酸是一种有效的电子供体，氰化物是一种吸收的抑制剂，这两种物质在脯氨酸的吸收上会产生相反的作用。乳酸加入会促进脯氨酸吸收，但在加入草氨酸（D-乳酸脱氢酶的一种强抑制剂）和氰化物时，抵消了乳酸加入时的促进作用。说明这两种物质加入是通过阻止建立膜电势的方式降低膜囊对脯氨酸的吸收。先看一个相关试验将在以葡萄糖为碳源的培养基上生长的细菌收集起来，经无糖的无机盐液体培养基洗涤之后，重新悬浮在无糖培养基里，经过一段时间后；进行2种处理及结果：在上述系统中加入乳糖，则机体能以最大的速率吸收乳糖；在