代谢调控课件第一章

微生物生理学杨生玉王刚沈永红主编化学工业出版社2007微生物工程焦瑞身主编化学工业出版社2003微生物工程曹军卫马耀文张甲耀编科学出版社2007代谢工程张蓓编著天津大学出版社2003微生物代谢调控主要内容第一章绪论第二章微生物的代谢调节原理第三章次级代谢产物的调节第四章工业微生物的代谢调控第五章代谢工程第一章绪论

微生物的代谢过程互相协调、高度有序，对外界环境的改变能做出反应。经济合理、平衡生长手段：代谢调控（调节）如何超量累积？在工业上有重要意义打破原有的方式，建立新的代谢方式一、微生物的代谢类型1主要依赖两种代谢途径：

分解代谢

catabolism

合成代谢anabolism分解代谢:指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力（或称还原当量，一般用[H]来表示）的作用。微生物通过分解代谢从环境中吸收的各种碳源、氮源等物质降解，为生命活动提供能源和小分子中间体。包括：中心途径如TCA、EMP、HMP及外周途径（指其他碳源、氮源通过分解进入中心途径）

合成代谢与分解代谢正好相反，指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和[H]形式的还原力一起合成复杂的大分子的过程。或利用分解代谢的能量和中间体合成氨基酸、核酸等单体物质及蛋白质、多糖等多聚物。合成氨基酸、核苷酸等单体物质合成蛋白质、核酸等多聚体肠道细菌可利用单一碳源和无机盐合成细胞所有的组分，缓慢利用醋酸盐，生长速率低，迅速利用葡萄糖，快速生长。快速生长的细胞RNA含量高，DNA含量低，细胞大些。分解代谢与合成代谢是互相关联、互相制约，是生命活动的基础。正常微生物的小分子物质的合成和降解是自身调节。

如：一般情况下，前体物质和大分子物质的合成速率配合较好，当前体存在时，前体的内源合成停止。二次生长现象葡萄糖代谢阻遏

2根据代谢产物在机体内的作用不同初级代谢primarymetabolism

次级代谢secondarymetabolism二、微生物的代谢产物类型1

初级代谢产物定义：微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质。举例：蛋白质、多糖、脂类、维生素等。氨基酸、核苷酸特征：不同的微生物初级代谢产物基本相同；初级代谢产物合成过程是连续不断的；与菌体的生长呈平行关系。

2次级代谢产物定义：微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。举例：抗生素、毒素、激素、色素等。特征：不同的微生物次级代谢产物不同；次级代谢产物的通常在菌体的生长后期合成，发酵分两个阶段进行，即营养增殖期和生产期。在多数情况下，增加前体是有效的两种代谢产物的区别：1、次级代谢通常在生长后期合成。不是微生物生长所必需的，不参与微生物的生长和繁殖。即使发生代谢障碍，也不会导致机体生长停止或死亡。

2、初级代谢产物对环境的敏感性比较小，遗传稳定性强；次级代谢对环境条件的变化很敏感，其产物的合成往往会因环境条件的变化而停止。3、初级代谢产物在不同的微生物中基本相同，次级代谢产物在不同微生物中有很大区别。基于菌种的特异性。4、催化初级代谢产物合成酶专一性强，催化次级代谢产物合成的某些酶专一性不强。微生物的代谢产物是否一直产生生长到一定阶段产生否是细胞内细胞内或外氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等抗生素、毒素、激素、色素均在微生物细胞的调节下，有步骤产生3

转化产物特征：底物不是微生物细胞的产物，是外源物质。微生物仅在其分子上进行加工，如加入羟基、还原双键、脱氧或切断支链等。1952年Peterson和Murry应