微生物次级代谢与次级代谢产物

第五节微生物次级代谢与次级代谢产物一类与生物生存有关的、涉及到产能代谢和耗能代谢的代谢类型，普遍存在于一切生物中。初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动所必需的物质和能量的过程，称为初级代谢。第五节微生物次级代谢与次级代谢产物一、次级代谢与次级代谢产物

通过次级代谢合成的产物通常称为次级代谢产物，大多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等类型。

某些生物为了避免在初级代谢过程某种中间产物积累所造成的不利作用而产生的一类有利于生存的代谢类型。可以认为是某些生物在一定条件下通过突变获得的一种适应生存的方式。一、次级代谢与次级代谢产物初级代谢与初级代谢的关系：

初级代谢系统、代谢途径和初级代谢产物在各类生物中基本相同。它是一类普遍存在于各类生物中的一种基本代谢类型。1、存在范围及产物类型不同

次级代谢只存在于某些生物（如植物和某些微生物）中，并且代谢途径和代谢产物因生物不同而不同，就是同种生物也会由于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。青霉合成青霉素芽孢杆菌合成杆菌肽黑曲霉合成柠檬酸2.不同的微生物可产生不同的次级代谢产物一、次级代谢与次级代谢产物3.相同的微生物在不同条件下产生不同的初级代谢产物用于青霉菌的二种培养基：Raulin培养基：葡萄糖5%、酒石酸0.27%、酒石酸铵0.27%、磷酸氢二铵0.04%、硫酸镁0.027%硫酸铵0.017%、硫酸锌0.005%、硫酸亚铁0.005%Czapek——Dox培养基：葡萄糖5%、硝酸纳0.2%、磷酸氢二钾0.1%、氯化钾0.05%、硫酸镁0.05%、硫酸亚铁0.001%灰黄青霉在Czapek——Dox培养基上培养时可以合成灰黄霉素，在Raulin培养基上培养时则合成褐菌素（fulvicacid）。Penicilliumurticae在含有0.5×10-8M的锌离子的Czapek——Dox培养基里培养时合成的主要次级代谢产物是6-氨基水杨酸，但在含0.5×10-6M的锌离子的Czapek——Dox培养基里培养时不合成6-氨基水杨酸，但可以合成大量的龙胆醇、甲基醌醇和棒曲霉素。产黄青霉在在Raulin中培养时可以合成青霉酸。但在Czapek——Dox中培养则不产青霉酸。一、次级代谢与次级代谢产物次级代谢产物的骨架碳原子的数量和排列上的微小变化，氧、氮、氯、硫等元素的加入，或在产物氧化水平上的微小变化都可以导致产生各种各样的次级代谢产物。一、次级代谢与次级代谢产物每种类型的次级代谢产物往往是一群化学结构非常相似的不同成分的混合物。新霉素有4种杆菌肽有10多种多粘菌素有10多种放线菌素有20多种一、次级代谢与次级代谢产物初级代谢与初级代谢的比较1、存在范围及产物类型不同2、对产生者自身的重要性不同初级代谢产物，如单糖或单糖衍生物、核苷酸、脂肪酸等单体以及由它们组成的各种大分子聚合物，蛋白质、核酸、多糖、脂类等通常都是机体生存必不可少的物质，只要在这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止、重则导致机体发生突变或死亡。次级代谢产物对于产生者本身来说，不是机体生存所必需的物质，即使在次级代谢的某个环节上发生障碍。不会导致机体生长的停止或死亡，至多只是影响机体合成某种次级代谢产物的能力。次级代谢产物一般对产生者自身的生命活动无明确功能，不是机体生长与繁殖所必需的物质，也有人把超出生理需求的过量初级代谢产物也看作是次级代谢产物。次级代谢产物通常都分泌到胞外，有些与机体的分化有一定的关系，并在同其它生物的生存竞争中起着重要的作用。

许多次级代谢产物通常对人类和国民经济的发展有重大影响。一、次级代谢与次级代谢产物初级代谢与初级代谢的关系：1、存在范围及产物类型不同2、对产生者自身的重要性不同3、同微生物生长过程的关系明显不同初级代谢自始至终存在于一切生活的机体中，同机体的生长过程呈平行关系；次级代谢则是在机体生长的一定时期内（通常是微生物的对数生长期末期或稳定期）产生的，它与机体的生长不呈平行关系，一般可明显地表现为机体的生长期和次级代谢产物形成期二个不同的时期。一、次级代谢与次级代谢产物初级代谢与初级代谢的关系：1、存在范围及产物类型不同2、对产生者自身的重要性不同3、同微生物生长过程的关系明显不同4、对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性上明显不同初级代谢产物对环境条件的变化敏感性小（即遗传稳定性大），而次级代谢产物对环境条件变化很敏感，其产物的合成往往因环境条件变化而停止。一、次级代谢与次级代谢产物初级代谢与初级代谢的关系：1、存在范围及产物类型不同2、对产生者自身的重要性不同3、同微生物生长过程的关系明显不同4、对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性上明显不同5、相关酶的专一性不同相对来说催化初级代谢产物合成的酶专一性强，催化次级代谢产物合成的某些酶专一性不强，因此在某种次级代谢产物合成的培养基中加入不同的前体物时，往往可以导致机体合成不同类型的次级代谢产物，另外，催化次级代谢产物合成的酶往往是一些诱导酶，它们是在产生菌对数生长末期或稳定生长期里，由于某种中间代谢产物积累而诱导机体合成的一种能催化次级代谢产物合成的酶，这些酶通常因环境条件变化而不能合成。一、次级代谢与次级代谢产物初级代谢与初级代谢的关系：1、存在范围及产物类型不同2、对产生者自身的重要性不同3、同微生物生长过程的关系明显不同4、对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性上明显不同5、相关酶的专一性不同6、某些机体内存在的二种既有联系又有区别的代谢类型初