_微生物的代謝

1、 第六章 微生物的代謝1第五章 微生物的代謝第一節(jié) 概論第二節(jié) 微生物對有機物的分解第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝第五節(jié) 微生物的固氮作用第六節(jié) 微生物細(xì)胞物質(zhì)的合成與代謝調(diào)節(jié)第七節(jié) 微生物的次生代謝2 第一節(jié) 概論微生物代謝要講什么？復(fù)習(xí)代謝的概念什么是代謝代謝的種類代謝之間的關(guān)系3代謝metabolism是生物體內(nèi)發(fā)生的全部生化反響的總稱代謝的種類代謝物質(zhì)代謝 能量代謝 合成代謝 分解代謝 產(chǎn)能代謝 耗能代謝 第一節(jié) 概論4分解代謝 指生物體將營養(yǎng)物質(zhì)或細(xì)胞物質(zhì)逐步降解成小分子物質(zhì)，并產(chǎn)生能量的過程，也稱生物氧化或產(chǎn)能代謝合成代謝 指生物體將簡單的小分子物質(zhì)合成大分子細(xì)胞

2、物質(zhì)，并消耗能量的過程，也稱生物合成或耗能代謝第一節(jié) 概論5代謝之間的關(guān)系復(fù)雜分子有機物 分解代謝 合成代謝簡單小分子ATPH第一節(jié) 概論6微生物代謝的特點與其他生物代謝有許多相同之處和相異之處自身的代謝特點代謝旺盛代謝類型多代謝的調(diào)節(jié)即嚴(yán)格有靈活第一節(jié) 概論7第二節(jié) 微生物對有機物的分解碳水化合物的分解蛋白質(zhì)氨基酸的分解脂肪和脂肪酸的分解8微生物分解大分子有機物的規(guī)律第一階段 大分子 酶 小分子物質(zhì)第二階段 小分子物質(zhì) 中間產(chǎn)物ATPH第三階段 中間產(chǎn)物 ATP+CO2+H 第二節(jié) 微生物對有機物的分解9碳水化合物的分解淀粉的分解是由微生物分泌的淀粉酶催化進(jìn)行的，淀粉酶是一類水解淀粉糖苷鍵酶

3、的總稱淀粉酶的種類-淀粉酶作用于-1,4糖苷鍵，不作用糖苷鍵產(chǎn)物：糊精、麥芽糖和少量G產(chǎn)酶微生物種類：細(xì)菌、放線菌、真菌一、碳水化合物的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解10淀粉的分解淀粉酶的種類-淀粉酶從直鏈淀粉的外端，作用于-1,4糖苷鍵產(chǎn)物：較大分子的糊精及B型麥芽糖產(chǎn)酶微生物種類：細(xì)菌、真菌葡萄糖生成酶作用于-1,4和-1,6糖苷鍵產(chǎn)物：直鏈淀粉:幾乎全是葡萄糖 支鏈淀粉:葡萄糖和寡糖產(chǎn)酶微生物種類：根霉、曲霉一、碳水化合物的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解11淀粉的分解淀粉酶的種類異淀粉酶作用：專門作用于-1,6糖苷鍵產(chǎn)物：葡萄糖產(chǎn)酶微生物種類：黑曲霉、米曲霉、鏈霉菌 產(chǎn)氣桿菌1001

4、6淀粉酶的應(yīng)用糧食加工、食品工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)、醫(yī)藥、化工一、碳水化合物的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解12纖維素的分解纖維素酶 是一類纖維素水解酶的總稱纖維素酶的種類外切葡聚糖酶C1內(nèi)切葡聚糖酶Cx1-葡萄糖酶Cx2作用聯(lián)合作用一、碳水化合物的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解13纖維素的分解最終產(chǎn)物 葡萄糖產(chǎn)酶菌種霉菌：綠色木霉10、康氏木霉、黑曲霉放線菌：諾卡氏菌細(xì)菌：一些芽孢桿菌纖維素酶開發(fā)的意義畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)能源開發(fā)：乙醇、沼氣一、碳水化合物的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解14果膠的分解果膠酶 是多酶復(fù)合物：原果膠酶、果膠酯酶和聚半乳糖醛酸水解酶等作用原果膠可溶性果膠果膠酸半乳糖醛酸糖代

5、謝產(chǎn)物半乳糖醛酸產(chǎn)酶菌種霉菌、細(xì)菌、酵母菌應(yīng)用：食品工業(yè)、工業(yè)漚麻一、碳水化合物的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解15蛋白質(zhì)、氨基酸的分解蛋白質(zhì)、氨基酸的分解 是由微生物分泌到胞外的蛋白酶將的蛋白質(zhì)分解為大小不等的多肽，然后在由胞內(nèi)的肽酶將肽分解為氨基酸而被利用分解過程二、蛋白質(zhì)氨基酸的分解蛋白質(zhì)氨基酸短肽蛋白酶細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)肽酶第二節(jié) 微生物對有機物的分解16蛋白質(zhì)的分解蛋白酶的種類按照水解蛋白質(zhì)的方式可分為內(nèi)肽酶端肽酶按照在生物體內(nèi)所在的位置胃蛋白酶胰蛋白酶木瓜蛋白酶枯草桿菌蛋白酶二、蛋白質(zhì)氨基酸的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解17蛋白質(zhì)的分解蛋白酶的種類按照作用的最適pH分為酸性蛋白酶中

6、性蛋白酶堿性蛋白酶產(chǎn)蛋白酶特點不同的菌種可以產(chǎn)生不同的蛋白酶不同的菌種可以產(chǎn)生功能相同的蛋白酶同一種菌種可以產(chǎn)生多種性質(zhì)不同的蛋白酶二、蛋白質(zhì)氨基酸的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解18蛋白質(zhì)的分解肽酶的種類氨肽酶作用于游離氨基端的肽鍵羧肽酶作用于游離羧基端的肽鍵與人類的關(guān)系醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用：代血漿、酶消化制劑制造不同風(fēng)味的食品：腐乳、豆豉、酸奶工業(yè)化產(chǎn)品：各種酶制劑有害：是食品腐敗，產(chǎn)生有害物質(zhì)使人食物中毒二、蛋白質(zhì)氨基酸的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解19氨基酸的分解脫氨作用氧化脫氨基復(fù)原脫氨基水解脫氨基氧化-復(fù)原脫氨基脫羧作用二、蛋白質(zhì)氨基酸的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解20氨基酸的分

7、解脫氨作用氧化脫氨基在有氧條件下、在氨基酸氧化酶作用下生成丙酮酸和NH3微生物種類：需氧和兼性厭氧微生物復(fù)原脫氨基在無氧的條件下、在氫化酶的作用下，生成飽和脂肪酸和NH3微生物種類：厭氧和兼性厭氧微生物二、蛋白質(zhì)氨基酸的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解21氨基酸的分解脫氨作用水解脫氨基在無氧的條件下、不同氨基酸經(jīng)水解脫氨生成不同的物質(zhì)兩個重要的生化實驗，常用于腸道細(xì)菌的鑒定氧化-復(fù)原脫氨反響一種氨基酸作為供氫體氧化脫氨，另一種氨基酸作為受氫體復(fù)原脫氨，生成相應(yīng)的有機酸、a-酮酸、NH3，并產(chǎn)生一個ATP微生物的種類:生孢梭菌、肉毒梭菌、魏氏梭菌二、蛋白質(zhì)氨基酸的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解

8、22氨基酸的分解脫羧作用不同的氨基酸由相應(yīng)的氨基酸脫羧酶催化脫羧，生成減少一個碳原子的胺和CO2脫羧酶大多是誘導(dǎo)酶脫羧酶具有高度的專一性微生物的種類：許多腐敗細(xì)菌和真菌二、蛋白質(zhì)氨基酸的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解23脂肪和脂肪酸的分解脂肪酶是由微生物分泌到胞外的脂肪酶的作用下，脂肪被水解成甘油和脂肪酸分解脂肪酸的微生物真菌：假絲酵母、青霉菌、曲霉屬細(xì)菌：假單胞桿菌屬、其次是芽孢桿菌屬和葡萄球菌屬、無色桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬的菌種三、脂肪和脂肪酸的分解第二節(jié) 微生物對有機物的分解24第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝概述微生物的產(chǎn)能代謝核心任務(wù)最初能源生物體通用能源(ATP) 有機物復(fù)原態(tài)無機物 日光化

9、能異養(yǎng)微生物化能自養(yǎng)微生物光能自養(yǎng)微生物 一、概述第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝25概述生物氧化物質(zhì)在生物體內(nèi)經(jīng)過一系列連續(xù)的氧化復(fù)原反響，逐步分解并釋放出能量的過程生物氧化的過程主要分為脫氫或電子、遞氫或電子、受氫或電子三個階段生物氧化的形式包括物質(zhì)與氧結(jié)合、脫氫、失去電子三種形式 一、概述第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝26概述生物氧化生物氧化的功能產(chǎn)生能量ATP產(chǎn)生復(fù)原力H產(chǎn)生小分子中間代謝產(chǎn)物生物氧化的類型包括呼吸、無氧呼吸和發(fā)酵 一、概述第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝27生物氧化釋放的能量的去處 生物 氧化能量微生物直接利用儲存在高能化合物如ATP中以熱的形式被釋放到環(huán)境中自養(yǎng)微生物利用無機物異養(yǎng)微生物

10、利用有機物第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝 一、概述28 概述ATP是適用于一切生命活動的通用能源ATP的形成光合磷酸化：靠捕獲光能來產(chǎn)生ATP的過程氧化磷酸化：營養(yǎng)物被氧化時放出的能量通過磷酸化作用轉(zhuǎn)移到ATP中，該過程稱為氧化磷酸化 底物水平磷酸化：分解代謝產(chǎn)物的中間產(chǎn)物的高能磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移給ADP，形成ATP電子傳遞磷酸化：通過呼吸鏈傳遞電子，將氧化過程中釋放的能量和ADP的磷酸化偶聯(lián)起來形成ATP 一、概述第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝29異養(yǎng)型微生物生物氧化的類型根據(jù)電子受體的不同分為發(fā)酵呼吸有氧呼吸無氧呼吸 一、概述第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝30 發(fā)酵(fermentation) 定義是指細(xì)胞在產(chǎn)能

11、代謝中將有機物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全氧化的某種中間產(chǎn)物，同時釋放能量并產(chǎn)生各種不同的代謝產(chǎn)物的過程廣義的發(fā)酵是泛指任何利用好氧或厭氧微生物來產(chǎn)生工業(yè)原料和工業(yè)產(chǎn)品的過程狹義的發(fā)酵生物氧化或能量代謝中，發(fā)酵僅指在無氧條件下，以自身內(nèi)部某些中間代謝產(chǎn)物作為最終氫電子受體的產(chǎn)能過程二、發(fā)酵第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝31葡萄糖的發(fā)酵途徑 發(fā)酵的條件是在厭氧條件下微生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一種氧化復(fù)原反響主要途徑有四種EMP：糖酵解途徑或己糖二磷酸途徑 HMP：磷酸己糖途徑 或磷酸戊糖支路ED：2-酮-3-脫氧-6磷酸葡萄糖(KDPG)裂解途徑 PK：磷酸酮糖裂解途徑 二、發(fā)酵第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代

12、謝32葡萄糖的發(fā)酵途徑 EMP途徑(Embdem-Meyerhof-Parnas pathway 1分子葡萄糖EMP途徑是絕大多數(shù)微生物共有的代謝途徑，是專性厭氧微生物產(chǎn)能的唯一途徑有氧：EMP途徑與TCA途徑連接無氧：復(fù)原產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物酵母菌：可產(chǎn)生2CO2、2乙醇4.5)乳酸菌：丙酮酸被復(fù)原為乳酸二、發(fā)酵10 步反響2丙酮酸2NADH22ATP第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝33葡萄糖的發(fā)酵途徑 EMP途徑(Embdem-Meyerhof-Parnas pathway特征性酶：1,6二磷酸果糖醛縮酶關(guān)鍵產(chǎn)物：丙酮酸產(chǎn)能方式：底物磷酸化產(chǎn)能EMP途徑對微生物的作用其中間代謝產(chǎn)物為微生物的合成代謝提

13、供原料為微生物的生理活動提供能量在一定條件下可逆轉(zhuǎn)合成多糖EMP途徑可產(chǎn)生重要的工業(yè)產(chǎn)品乙醇、乳酸、甘油、丙酮、丁醇及丁二醇二、發(fā)酵第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝34葡萄糖的發(fā)酵途徑 HMP途徑(Hexose monophosphate Pathway)總反響式 6 6-磷酸葡糖12NADP+7H2O5 5 6-磷酸葡糖12NADPH12H+6CO2Pi重要的中間產(chǎn)物6-磷酸果糖：可被轉(zhuǎn)變重新形成6-磷酸葡糖，回到磷酸戊糖途徑3-磷酸甘油醛： 經(jīng)EMP途徑，轉(zhuǎn)化成丙酮酸，進(jìn)入TCA 途徑 變成6-磷酸果糖，回到磷酸戊糖途徑二、發(fā)酵第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝35葡萄糖的發(fā)酵途徑 HMP途徑(Hexose

14、 monophosphate Pathway)HMP途徑的特點無ATP生成 產(chǎn)大量的NADPH+H+復(fù)原力，為生物合成提供前體物質(zhì)產(chǎn)生各種不同長度碳架，用于細(xì)胞物質(zhì)的合成反響中產(chǎn)生的4-磷酸赤蘚糖可用于合成芳香族氨基酸單獨HMP途徑較少，一般與EMP途徑同存 HMP途徑是戊糖代謝的主要途徑在好氧的情況下，葡萄糖不經(jīng)EMP途徑和TCA循環(huán)而徹底氧化成二氧化碳和水二、發(fā)酵第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝36實驗內(nèi)容：實驗一、環(huán)境中微生物的檢測及顯微鏡的使用實驗二、簡單染色、革蘭氏染色及芽胞染色 試驗三、培養(yǎng)基的制作消毒與滅菌 試驗四、細(xì)菌、放線菌、酵母菌及霉菌的形態(tài)觀察時間：食品062：周一 13：101

15、6：10 鄭海濤老師食品061：周二 18：3021：30 鄭海濤老師葡工061：周三 13：10：16：10 張世湘老師地點：食品樓：423、425微生物實驗室37葡萄糖的發(fā)酵途徑 ED途徑(Entner-Doudoroff Pathway)它是少數(shù)缺乏EMP途徑的細(xì)菌所特有的利用葡萄糖的替代途徑反響的特點葡萄糖只經(jīng)過4步反響就可獲得EMP需10步反響才能得到的丙酮酸產(chǎn)能效率低反響中產(chǎn)生了關(guān)鍵中間產(chǎn)物KDPG在G-中廣泛存在丙酮酸有氧時與TCA相連，無氧時進(jìn)行細(xì)菌乙醇發(fā)酵二、發(fā)酵第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝38葡萄糖的發(fā)酵途徑 磷酸解酮酶途徑是明串株菌在進(jìn)行異型乳酸發(fā)酵過程中分解己糖和戊糖的途徑

16、，特征酶是：磷酸解酮酶根據(jù)解酮酶的不同分為PK途徑：具有磷酸戊糖解酮酶的途徑特征性酶：為5-磷酸木酮糖裂解酶,1G經(jīng)PK途徑產(chǎn)生1分子乳酸和1分子乙醇,放出1CO2HK途徑：具有磷酸己糖解酮酶的途徑特征性酶：為6-磷酸果糖裂解酶, 2分子葡萄糖經(jīng)HK途徑形成3分子乙醇和2分子乳酸二、發(fā)酵第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝39EMP、HMP和ED三條途徑的分布微生物在微生物中分布的百分?jǐn)?shù)(%) EMP HMP ED釀酒酵母產(chǎn)朊假絲酵母灰色鏈霉菌產(chǎn)黃青霉大腸桿菌 枯草桿菌 藤黃八疊球菌銅綠假單胞菌 氧化醋單胞菌運動發(fā)酵單胞菌 嗜糖假單胞菌8866-819777727470- 1219-34323282630

17、29100- -71-100 100 40葡萄糖的發(fā)酵類型發(fā)酵類型按發(fā)酵G所獲得的主要產(chǎn)物種類,可將發(fā)酵分為乙醇發(fā)酵乳酸發(fā)酵丙酮和丁醇發(fā)酵混合酸發(fā)酵氨基酸發(fā)酵二、發(fā)酵第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝41乙醇發(fā)酵酵母菌的乙醇發(fā)酵在厭氧的條件下，酵母菌對G的發(fā)酵經(jīng)EMP途徑產(chǎn)生2分子的丙酮酸，根據(jù)培養(yǎng)條件的不同可產(chǎn)生型發(fā)酵 條件，厭氧 菌種: 釀酒酵母，少數(shù)細(xì)菌 葡萄糖的發(fā)酵類型1GEMP2乙醇2ATP2乙醛2CO22丙酮酸脫羧酶脫氫酶第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝什么是乙醇發(fā)酵：乙醇發(fā)酵即指丙酮酸直接接受糖酵解過程中脫下的H并使之復(fù)原成乙醇的過程42乙醇發(fā)酵酵母菌的乙醇發(fā)酵型發(fā)酵巴斯德效應(yīng)：假設(shè)將氧通到正在發(fā)

18、酵葡萄糖的酵母懸液中，葡萄糖的分解速度就下降，并停止發(fā)酵乙醇，這種抑制現(xiàn)象首先是巴斯德觀察到的，故稱巴斯德效應(yīng)在有氧的情況下，丙酮酸就進(jìn)入TCA循環(huán)，徹底氧化成CO2和水關(guān)鍵性酶：丙酮酸脫羧酶 葡萄糖的發(fā)酵類型第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝43乙醇發(fā)酵酵母菌的乙醇發(fā)酵型發(fā)酵如果在發(fā)酵培養(yǎng)基中參加適量亞硫酸氫鈉，那么乙醇發(fā)酵轉(zhuǎn)變?yōu)楦视桶l(fā)酵，產(chǎn)生大量甘油和少量乙醇型發(fā)酵將發(fā)酵液pH值控制在弱堿性即pH約為的條件下，酵母菌的乙醇發(fā)酵轉(zhuǎn)向甘油發(fā)酵，發(fā)酵主產(chǎn)物為甘油，并伴隨少量乙醇、乙酸和CO2的產(chǎn)生，不產(chǎn)生ATP. 葡萄糖的發(fā)酵類型第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝44乙醇發(fā)酵細(xì)菌的乙醇發(fā)酵不同的細(xì)菌進(jìn)行乙醇發(fā)酵時，

19、既可以利用EMP途徑，也可以用ED途徑發(fā)酵細(xì)菌類型EMP途徑：胃八疊球菌(Sarcina ventriculi),嚴(yán)格厭氧且能在極端酸性條件下ED途徑：解淀粉歐文氏菌(Erwinia amylovora),運動發(fā)酵單胞菌、嗜糖假單胞菌 葡萄糖的發(fā)酵類型第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝45乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵指某些細(xì)菌在厭氧條件下利用葡萄糖生成乳酸及少量其它產(chǎn)物的代謝過程乳酸菌：能利用G產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌根據(jù)發(fā)酵后的產(chǎn)物的不同，乳酸發(fā)酵可分為同型乳酸發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵葡萄糖的發(fā)酵類型第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝46 乳酸發(fā)酵同型乳酸發(fā)酵通常把以乳酸為唯一產(chǎn)物的乳酵發(fā)酵稱為同型乳酸發(fā)酵，如乳酸菌通過EMP途徑進(jìn)行的

20、乳酸發(fā)酵關(guān)鍵酶：乳酸脫氫酶條件：嚴(yán)格厭氧產(chǎn)物：1G產(chǎn)生2乳酸、2ATP細(xì)菌種類乳鏈球菌、德氏乳桿菌、保加利亞乳桿菌葡萄糖的發(fā)酵類型第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝47 乳酸發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵乳酸菌通過HMP、PK或HK途徑進(jìn)行的乳酸發(fā)酵,發(fā)酵產(chǎn)物中除乳酸外同時還有乙醇(或乙酸)CO2和H短乳桿菌 HMP途徑 1G產(chǎn)生1ATP、1乳酸、1乙醇、1CO2腸膜明串株菌 PK途徑 1G產(chǎn)生1ATP、1乳酸、1乙醇、1CO2 雙歧桿菌 1960年后才發(fā)現(xiàn) HK途徑 2G產(chǎn)生5ATP、3乙酸、2乳酸葡萄糖的發(fā)酵類型第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝48同型乳酸發(fā)酵與異型乳酸發(fā)酵的比較類型途徑產(chǎn)物產(chǎn)能/葡萄糖菌種代表同型EMP

21、2乳酸2 ATPLactobacillus delbruckii異型HMP1乳酸1乙醇1CO22 ATPLactobacillus brevis異型PK 1乳酸 1乙酸 1CO21 ATPLeuconostoc mesenteroides異型HK1乳酸，1.5乙酸2.5 ATPBifidobacterium bifidum第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝49丙酮和丁醇發(fā)酵定義在G的發(fā)酵產(chǎn)物中，以丙酮、丁醇為主，并伴有乙醇、CO2、H2以及乙酸的發(fā)酵條件：嚴(yán)格厭氧 丁酸梭菌和丙酮丁醇梭菌過程 產(chǎn)生：1丙酮、1丁醇 5CO2、4ATP葡萄糖的發(fā)酵類型2G2丙酮酸乙酰-乙酰 CoA2乙酰-CoAEMP丙酮

22、+CO2丁醇縮合CoA轉(zhuǎn)移酶第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝50混合酸與丁二醇發(fā)酵定義能積累多種有機酸的G發(fā)酵產(chǎn)物：主要為甲酸、乙酸、乳酸和琥珀酸以及 CO2、H2、少量丁二醇、甘油等細(xì)菌種類腸桿菌科的埃希氏菌屬、沙門氏菌屬和志賀氏菌屬的細(xì)菌產(chǎn)生了兩個重要的生化鑒定實驗甲基紅反響：實驗V.P.反響：實驗葡萄糖的發(fā)酵類型第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝51 混合酸發(fā)酵：實驗 腸道菌、沙氏菌、志賀氏菌等 1GEMP丙酮酸乳酸脫氫酶 乳酸磷酸轉(zhuǎn)乙?；敢宜峒っ讣姿釟浣饷敢阴?CoA +甲酸乙醛脫氫酶乙醇脫氫酶PEP羧化酶草酰乙酸丙酸乙酸乙醇CO2 + H2 52丁二醇發(fā)酵2，3-丁二醇發(fā)酵 實驗 腸桿菌、沙雷氏菌、

23、歐文氏菌等丙酮酸乙酰乳酸乙酰乳酸脫氫酶3-羥基丁酮OH- O2丁二醇中性精氨酸胍基二乙酰紅色物質(zhì)產(chǎn)氣腸桿菌： V.P.試驗+，甲基紅- ： V.P.試驗-，甲基紅+53氨基酸的產(chǎn)能發(fā)酵 Stickland反響 定義這種以一種氨基酸作氫供體，而以另一種氨基酸作為受氫體而實現(xiàn)生物氧化產(chǎn)能的獨特發(fā)酵類型產(chǎn)物：生成相應(yīng)的有機酸、a-酮酸和NH3并放出能量細(xì)菌種類生孢梭菌、肉毒梭菌、斯氏梭菌等可以作氫供體氧化的氨基酸Ala、Leu、Ile、Val、His、Ser、Phe、Tyr、Try等?？梢宰鳉涫荏w復(fù)原的氨基酸Gly、Pro、Arg、Met、Leo、羥脯氨酸等二、發(fā)酵第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝54 呼吸

24、respiration定義是指從葡萄糖或其他有機物質(zhì)脫下的電子或氫經(jīng)過呼吸鏈電子傳遞，交給最終電子受體氧或其他無機物，并在傳遞電子過程中產(chǎn)生ATP的生物化學(xué)過程。這種產(chǎn)生ATP的方式稱為氧化磷酸化作用根據(jù)最終電子受體的不同分為： 有氧呼吸aerobic respiration 無氧呼吸anaerobic respiration發(fā)酵與呼吸的根本區(qū)別三、呼吸第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝55 有氧呼吸respiration定義是指以分子氧作為最終電子受體的生物氧化過程以葡萄糖為基質(zhì)的有氧呼吸分為兩個階段第一階段：由EMP、HMP和ED途徑完成，將葡萄糖分解為2分子丙酮酸第二階段：丙酮酸通過TCA循環(huán)徹底

25、分解形成CO2和H2O，同時生成大量ATP產(chǎn)物1葡萄糖經(jīng)TCA循環(huán)可產(chǎn)生38個ATP, CO2和H2O三、呼吸第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝56 有氧呼吸respiration呼吸鏈(RC，respiratory chain) 微生物從呼吸底物脫下的氫和電子向最終電子受體的傳遞過程中,要經(jīng)過一系列的中間傳遞體,并有序的進(jìn)行,它們相互“連接如同一條鏈，故稱呼吸鏈組成：主要由脫氫酶、輔酶Q和細(xì)胞色素等組分組成功能把氫和電子從低氧化復(fù)原勢的化合物處逐級傳遞到高氧化復(fù)原勢的分子氧、無機或有機物，并使他們復(fù)原，同時在傳遞過程中產(chǎn)生能量存在在真核微生物中：它主要存在于線粒體中在原核微生物中：細(xì)菌的呼吸鏈在細(xì)胞質(zhì)

26、膜上三、呼吸第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝57 無氧呼吸(anaerobic respiration) 定義是指以無機氧化物個別有機氧化物代替分子氧為最終電子受體的生物氧化過程根據(jù)呼吸鏈末端氫受體的不同可將無氧呼吸分為無機鹽呼吸：硝酸鹽呼吸、硫酸鹽呼吸、硫呼吸、鐵呼吸及碳酸鹽呼吸等有機物呼吸：延胡索酸呼吸、甘氨酸呼吸及氧化三甲胺呼吸等細(xì)菌的種類厭氧菌和兼性厭氧菌三、呼吸第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝58 硝酸鹽呼吸(nitrate respiration) 定義是以NO3-為最終電子受體的呼吸。生成的NO2-分泌到細(xì)胞外，進(jìn)一步復(fù)原成N2，也稱反硝化作用硝酸鹽在微生物生命活動中的兩種功能在有氧或無氧條件下

27、利用硝酸鹽作為氮源營養(yǎng)物稱為同化性硝酸鹽復(fù)原作用 即 NO3- NH3-N R-NH2 在無氧的條件下利用硝酸鹽作為呼吸鏈的最終受體，并復(fù)原為亞硝酸，進(jìn)行異化性硝酸鹽復(fù)原作用 即 NO3- NO2 NO N2O N2 無氧呼吸第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝59 硝酸鹽呼吸(nitrate respiration) 反硝化細(xì)菌種類地衣芽孢桿菌(Bacillus Licheniformis)脫氮副球菌(Paracoccus denitrification)銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa) 反硝化作用在自然界氮素循環(huán)中起重要作用水生性反硝化作用對環(huán)境保護(hù)有意義使土壤中的氮硝酸鹽

28、NO3-復(fù)原成氮氣而消失，降低土壤的肥力無氧呼吸第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝60 硫酸鹽呼吸(sulfate respiration定義以硫酸鹽作為最終電子受體,將硫酸鹽復(fù)原為H2S 即 SO42- SO32- SO2 S H2S 特點嚴(yán)格厭氧大多為古細(xì)菌 利用有機質(zhì)有機酸、脂肪酸、醇類作為氫供體或電子供體 富含SO42-的厭氧環(huán)境土壤、海水、污水等在自然界硫素循環(huán)中起重要作用無氧呼吸第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝61 碳酸鹽呼吸(carbonate respiration)定義是一類以CO2為末端電子受體的無氧呼吸；將CO2復(fù)原為甲烷或乙酸，并從中獲得能量 根據(jù)復(fù)原產(chǎn)物的不同分為兩類產(chǎn)甲烷細(xì)菌 利用H

29、2作電子供體(能源)、CO2為受體，產(chǎn)物CH4產(chǎn)乙酸細(xì)菌 H2/CO2 進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)物為乙酸無氧呼吸第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝62 碳酸鹽呼吸(carbonate respiration)特點專性厭氧以甲醇、甲酸、乙醇、乙酸為原料細(xì)菌的種類古細(xì)菌(archacbacteria)，自然界分布很廣作用沼氣發(fā)酵在環(huán)境保護(hù)等方面起到重要的作用 無氧呼吸第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝63第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝光能自養(yǎng)微生物主要類群光合色素細(xì)菌的光合作用化能自養(yǎng)微生物64定義是一類可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的光合作用，并以CO2作為惟一碳源或主要碳源的一類微生物主要類群綠色細(xì)菌特點：專性厭氧、專性光合作用光合色

30、素：含較多的葉綠素c、d或e,少量a在光合作用中不產(chǎn)氧供氫體：硫化物或元素硫，細(xì)胞內(nèi)不積累硫顆粒代表菌：綠硫細(xì)菌存在：有水的、含硫化物的、有光的厭氧次表層第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝 光能自養(yǎng)微生物一、光能自養(yǎng)微生物65主要類群紫色細(xì)菌光合色素：含較多的葉綠素a 或b，并有多種類胡蘿卜素根據(jù)供氫體的不同又分著色細(xì)菌：專性厭氧，專性光合； 供氫體：H2S H2SSSO4 產(chǎn)生的硫沉積在胞內(nèi)或胞外紅螺細(xì)菌：兼性光合細(xì)菌 供氫體：有機物或硫化物、無光時好氧異養(yǎng) 在光下厭氧、不積累硫 第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝 光能自養(yǎng)微生物一、光能自養(yǎng)微生物66主要類群藍(lán)細(xì)菌光合色素：葉綠素特點多數(shù)為專性光能自養(yǎng)，以H2

31、O為供氫體 放氧的光合作用，有趨光行為少數(shù)在暗光下，氧化糖類進(jìn)行異養(yǎng)異形胞：有固氮能力分布：江湖、稻田、潮濕土壤及巖石的潮濕 裂隙中第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝 光能自養(yǎng)微生物一、光能自養(yǎng)微生物67主要類群嗜鹽細(xì)菌光合色素：細(xì)菌視紫紅質(zhì)為主，能夠進(jìn)行一種 特殊的光合磷酸化反響特點為兼性光能微生物極端嗜鹽古生菌，能在高濃度的飽和鹽溶 液中棲息第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝 光能自養(yǎng)微生物一、光能自養(yǎng)微生物68光合色素光合色素是光合生物所特有的色素，是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的關(guān)鍵物質(zhì)種類葉綠素：葉綠素a、波長680nm ，b波長440nm菌綠素：a、b、c、d、e、g視紫紅質(zhì)：它是視網(wǎng)膜中的一種感光色素第四節(jié)

32、微生物的自養(yǎng)代謝 光能自養(yǎng)微生物一、光能自養(yǎng)微生物69輔助色素提高光的利用率的色素種類類胡蘿卜素是有黃、紅或綠顏色的物質(zhì)的總稱包括胡蘿卜素、葉黃素、類胡蘿卜素酸存在于所有光合生物中 藻膽素是紅藻和藍(lán)藻所含有的一類色素包括藻紅素(550nm)、藻藍(lán)素(620640nm)第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝 光能自養(yǎng)微生物一、光能自養(yǎng)微生物70細(xì)菌的光合作用光合磷酸化在光合生物中靠捕獲光能來產(chǎn)ATP的過程光合磷酸化作用光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程稱作光合磷酸化作用按照光合磷酸化中電子的流動路線及ATP的形成方式分為循環(huán)式光合磷酸化非環(huán)式光合磷酸化紫膜光合磷酸化第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝 光能自養(yǎng)微生物一、光能自養(yǎng)微生

33、物71循環(huán)式光合磷酸化它是一種在光驅(qū)動下通過電子的循環(huán)式傳遞而完成的磷酸化方式循環(huán)光合磷酸化在厭氧情況下進(jìn)行，不產(chǎn)生氧的過程產(chǎn)生ATP，不產(chǎn)生復(fù)原力細(xì)菌種類紫色細(xì)菌綠色細(xì)菌第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝細(xì)菌的光合作用一、光能自養(yǎng)微生物72非循環(huán)式光合磷酸化通過光驅(qū)動的電子在電子傳遞鏈ETC上單向流動形成ATP、NADPH和O2的過程方式非循環(huán)光合磷酸化在有氧情況下進(jìn)行存在兩個光合系統(tǒng)生物種類各種綠色植物藻類、藍(lán)細(xì)菌第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝細(xì)菌的光合作用一、光能自養(yǎng)微生物73紫膜光合磷酸化嗜鹽菌在無葉綠素和菌綠素參與的條件下吸收光能產(chǎn)生ATP的過程稱為紫膜光合磷酸化方式以“視黃醛紫色為輔基，在光照條件

34、下與膜脂共同構(gòu)成紫膜，由紫膜光合磷酸化合成ATP生物種類極端嗜鹽古生菌第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝細(xì)菌的光合作用一、光能自養(yǎng)微生物74定義是從無機氧化物中得到能量和復(fù)原力，以CO2或碳酸鹽作為惟一或主要碳源的微生物無機氧化物NH4、NO2-、H2S、S、H2、Fe等存在廣泛存在于土壤和水中產(chǎn)能的主要途徑經(jīng)過呼吸鏈的氧化磷酸化第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝 化能自養(yǎng)微生物二、化能自養(yǎng)微生物75能量代謝特點無機底物脫下的氫電子從相應(yīng)位置直接進(jìn)入呼吸鏈氧化磷酸化產(chǎn)能電子可從多處進(jìn)入呼吸鏈，所以呼吸鏈有多種多樣氧化磷酸化產(chǎn)能效率通常要比化能異養(yǎng)細(xì)菌的低生長緩慢，產(chǎn)細(xì)胞率低 根據(jù)它們氧化無機化合物的不同分為硝化細(xì)

35、菌、硫化細(xì)菌、鐵細(xì)菌和氫細(xì)菌第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝 化能自養(yǎng)微生物二、化能自養(yǎng)微生物76定義能利用氨或銨鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽放出的能量使CO2復(fù)原成為有機物的一類細(xì)菌，根據(jù)利用底物的不同又分為亞硝化細(xì)菌能將氨氧化為亞硝酸鹽的細(xì)菌稱亞硝化細(xì)菌 NH3+O2+2H+ NH2OH+H2O HNO2+4H+4e-細(xì)菌的種類亞硝化單胞菌屬(Nitroso monas)亞硝化螺菌屬(Nitrosopira)亞硝化球菌屬(Nitrosococcus 第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝 硝化細(xì)菌二、化能自養(yǎng)微生物77硝化細(xì)菌能將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽的細(xì)菌 NO2- + H2O NO3-+ 2H+ +2e-細(xì)菌的種類硝化桿

36、菌(Nitrobacter)硝化球菌(Nitrococcus)用途在自然界的氮素循環(huán)起到重要作用對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)害大于利第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝 硝化細(xì)菌二、化能自養(yǎng)微生物78定義能將復(fù)原態(tài)的硫化物如H2S、S、SO2、S2032-氧化成元素硫或硫酸，并從中獲得能量 H2S + 1/2O2 S + H2O S + 3/2O2 + H2O SO42- + H+ S2O32- + 3/2O2 + 2H2O 2H2SO4 細(xì)菌的種類硫桿菌屬(Thiobacillus) 硫化葉菌屬(Sulfolbus)硫小桿菌屬(Thiobacterium)作用給植物提供硫元素，也可使土壤酸化使金屬管道腐蝕第四節(jié) 微生物的

37、自養(yǎng)代謝 硫化細(xì)菌二、化能自養(yǎng)微生物79定義能將Fe2+氧化為Fe3+，并利用氧化過程產(chǎn)生的ATP和復(fù)原力同化CO2進(jìn)行自養(yǎng)生長的細(xì)菌 Fe2+ H+1/4O2 Fe3+1/2H2O 細(xì)菌的種類亞鐵桿菌屬(Ferrobacillus) 存在生活在含有高濃度的二價鐵離子的池塘、湖泊溫泉等水域第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝 鐵細(xì)菌二、化能自養(yǎng)微生物80定義是將空氣中CO2同化為細(xì)胞物質(zhì)的過程.途徑卡爾文循環(huán)Calvin循環(huán)厭氧乙酰輔酶A途徑復(fù)原性三羧酸循環(huán)途徑第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝自養(yǎng)微生物對CO2的固定三、自養(yǎng)微生物對C02的固定81卡爾文循環(huán)是光能自養(yǎng)和化能自養(yǎng)微生物固定CO2的主要途徑生物種類綠

38、色植物、藍(lán)細(xì)菌、大多數(shù)光合細(xì)菌、全部好氧化能自養(yǎng)菌分3個階段CO2的固定被固定的CO2復(fù)原CO2受體的再生第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝卡爾文循環(huán)Calvin循環(huán)三、自養(yǎng)微生物對C02的固定82特征酶核酮糖羧化酶磷酸核酮糖激酶產(chǎn)物循環(huán)一次可將6分子CO2同化成1分子葡萄糖總反響式 6CO2+12NAD(P)H2+18ATP C6H12O6+12NAD(P)+18ADP+18Pi 第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝卡爾文循環(huán)Calvin循環(huán)三、自養(yǎng)微生物對C02的固定83厭氧乙酰輔酶A途徑是非循環(huán)式CO2的固定機制，在發(fā)酵過程中，將CO2變?yōu)橐宜峄蛳鄳?yīng)的物質(zhì)生物種類存在產(chǎn)乙酸、產(chǎn)甲烷及硫酸復(fù)原菌中產(chǎn)物每固定2分

39、子CO2產(chǎn)1分子的乙酸特征酶一氧化碳脫氫酶第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝厭氧乙酰輔酶A途徑三、自養(yǎng)微生物對C02的固定84復(fù)原性TCA循環(huán)是CO2通過逆向三羧酸循環(huán)途徑進(jìn)行生物種類古生菌、脫硫菌屬的細(xì)菌等產(chǎn)物CO2通過琥珀酰-COA的復(fù)原性羧化作用而被固定每次循環(huán)固定3分子CO2產(chǎn)1分子的丙酮酸第四節(jié) 微生物的自養(yǎng)代謝復(fù)原性三羧酸循環(huán)途徑三、自養(yǎng)微生物對C02的固定85第五節(jié) 微生物的固氮作用固氮微生物自生固氮菌共生固氮菌聯(lián)合固氮菌固氮作用的機理固氮酶固氮反響的必要條件固氮作用機理86 固氮微生物固氮微生物一些特殊類群的原核生物能夠?qū)⒎肿討B(tài)氮復(fù)原為氨，然后再由氨轉(zhuǎn)化為各種細(xì)胞物質(zhì)生物固氮作用微生物利

40、用其固氮酶系催化大氣中的分子氮復(fù)原成氨的過程稱為生物固氮作用固氮微生物的種類50多個屬，100多個種固氮微生物的類群：自生、共生、聯(lián)合一、固氮微生物第五節(jié) 微生物的固氮作用87 自生固氮微生物定義能獨立固氮的微生物稱為自生固氮菌在固氮酶的作用下，將分子氮轉(zhuǎn)化為氨，進(jìn)一步合成氨基酸，組成自身的蛋白質(zhì)微生物的種類好氧：固氮屬的褐球固氮菌、固氮單胞菌屬等厭氧：巴氏梭菌、脫硫弧菌屬等微好氧：棒桿菌屬兼性厭氧：克雷伯氏菌屬、紅螺菌屬等一、固氮微生物第五節(jié) 微生物的固氮作用88 共生固氮微生物定義一般需要與高等植物共生才能固定分子氮或者只有在共生條件下才表現(xiàn)出旺盛的固氮作用根據(jù)與共生生物的不同分為豆科植物

41、形成根瘤豌豆根瘤菌大豆根瘤菌非豆科植物地衣：藍(lán)細(xì)菌與真菌滿江紅：固氮魚腥藻與蕨類植物一、固氮微生物第五節(jié) 微生物的固氮作用89 聯(lián)合固氮微生物定義必須生活在植物根際、葉面或腸道等處才能固氮的聯(lián)合固氮菌根據(jù)生活部位的不同分為根際：芽孢桿菌屬、克雷伯氏屬、固氮菌屬等葉面：拜葉林克氏屬、克雷伯氏屬、固氮菌屬動物腸道：腸桿菌屬和克雷伯氏屬一、固氮微生物第五節(jié) 微生物的固氮作用90 固氮作用機理 .固氮總反響式為 N2+6e+6H+12ATP2NH3+12ADP+12Pi固氮反響的條件固氮酶組分是真正的“固氮酶，(MoFe) 組分實質(zhì)上是一種“固氮酶復(fù)原酶特點： 單獨存在時，都沒有活性 固氮酶對氧敏感

42、氨對固氮酶的合成有抑制作用二、固氮作用機理第五節(jié) 微生物的固氮作用91固氮作用機理固氮反響的條件 ATP的供給 1molN2 NH3 需要1015個ATP 復(fù)原力H及其載體 氫供體：H2、丙酮酸、甲酸、異檸檬酸等。 電子載體：鐵氧還蛋白Fd或黃素氧還蛋白(Fld) 復(fù)原底物N2 Mg2+ 嚴(yán)格的厭氧環(huán)境二、固氮作用機理第五節(jié) 微生物的固氮作用92固氮作用機理固氮作用的機理固氮的生化途徑 固氮酶的形成 固氮階段 二、固氮作用機理第五節(jié) 微生物的固氮作用鐵氧還蛋白黃素氧還蛋白93第六節(jié) 微生物細(xì)胞物質(zhì)的合成與代謝調(diào)節(jié).微生物合成代謝的類型和原料糖的合成代謝的調(diào)節(jié)94 微生物合成代謝類型和原料微生物

43、合成反響的類型一、合成代謝類型和原料第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié) 分類依據(jù)合成反應(yīng)類型 舉例產(chǎn)物分子量單體合成大分子聚合物合成氨基酸,單糖,單核苷酸蛋白質(zhì),多糖,核酸產(chǎn)物性質(zhì)初級代謝產(chǎn)物次級代謝產(chǎn)物蛋白質(zhì),多糖,核酸,脂類抗生素,激素,毒素,色素合成反應(yīng)在生物體中的分布生物共有合成反應(yīng)微生物特有合成反應(yīng)初級代謝產(chǎn)物的合成肽聚糖合成、固氮、微生物次級代謝反應(yīng)95 微生物合成代謝類型和原料微生物合成代謝的原料小分子物質(zhì)指直接被機體用來合成細(xì)胞根本組分的前體物，如氨基酸、核苷酸及單糖等前體物的小分子碳架主要有：乙酰CoA、3-磷酸甘油醛、磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸、草酰乙酸來源 異養(yǎng)：大局部來自

44、糖酵解、局部來自營養(yǎng)物質(zhì) 自養(yǎng)：主要來自Calvin循環(huán)的合成一、合成代謝類型和原料第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)96 微生物合成代謝類型和原料微生物合成代謝的原料復(fù)原力主要指復(fù)原型煙酰胺腺嘌呤核苷酸類物質(zhì)，即NADPHH或NADHH，它們在轉(zhuǎn)氫酶的作用下可以互相轉(zhuǎn)化異養(yǎng)微生物獲得：通過發(fā)酵或呼吸過程形成化能自養(yǎng)微生物獲得途徑： 在消耗ATP的前提下，電子通過在ETC上的逆轉(zhuǎn)過程(由高電位向低電位流動)而產(chǎn)生NAD(P)H一、合成代謝類型和原料第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)97微生物合成代謝類型和原料微生物合成代謝的原料能量微生物在合成氨基酸、核苷酸等單體及由這些單體聚合成大分子物質(zhì)時

45、均需要消耗能量能量的來源 來自發(fā)酵、呼吸和光合磷酸化過程中形成的ATP以及其他形式的高能化合物一、合成代謝類型和原料第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)98 糖的生物合成單糖的生物合成合成單糖的途徑一般都是通過EMP途徑而合成葡糖-6磷酸合成單糖的前體物質(zhì)自養(yǎng)：通過同化或固定CO2的三個途徑，產(chǎn)生不同的物質(zhì)，再通過EMP途徑合成G異養(yǎng)：通過利用各種有機酸為碳源，而合成不同的物質(zhì)，可合成G 二、糖的生物合成第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)99多糖的生物合成 .肽聚糖的生物合成組成：聚糖N乙酰葡萄糖胺N乙酰胞壁酸肽四肽尾：L-AD-GL-LD-A五肽橋：甘氨酸 合成：細(xì)胞質(zhì)中合成UDP -胞壁酸5

46、肽細(xì)胞膜中合成肽聚糖單體亞單位的合成細(xì)胞膜外的合成肽聚糖單體的連接二、糖的生物合成第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)100 肽聚糖的生物合成細(xì)胞質(zhì)中的合成UDP-胞壁酸5肽首先由葡萄糖合成N-乙酰葡萄糖胺-UDP和N-乙酰胞壁酸-UDP再由N-乙酰胞壁酸-UDP合成“Park核苷酸5個氨基酸：丙、谷、賴、丙、丙其中丙氨酸二肽合成的兩步反響均可被環(huán)絲氨酸(惡唑霉素)抑制 二、糖的生物合成第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)101N-乙酰胞壁酸合成“Park核苷酸102 肽聚糖的生物合成細(xì)胞膜中的合成由N-乙酰葡萄糖胺-UDP和N-乙酰胞壁酸五肽合成肽聚糖單體類脂載體: N-乙酰胞壁酸五肽脫離UDP

47、載體與類脂載體結(jié)合形成肽聚糖單體：并順利轉(zhuǎn)至膜外，同時釋放類脂載體萬古霉素抑制類脂載體的釋放，桿菌肽阻止類脂載體的再生 二、糖的生物合成第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)103“Park核苷酸合成肽聚糖單體104 肽聚糖的生物合成細(xì)胞質(zhì)膜外的合成原有的肽聚糖作為引物轉(zhuǎn)糖基作用：多糖鏈橫向連接延伸一個雙糖單位轉(zhuǎn)肽作用：相鄰多糖鏈縱向連接可被青霉素抑制 二、糖的生物合成第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)105轉(zhuǎn)糖基作用和轉(zhuǎn)肽作用106107 代謝的調(diào)節(jié)酶合成的調(diào)節(jié)微生物細(xì)胞內(nèi)的代謝調(diào)節(jié)主要通過酶合成、酶活性及細(xì)胞膜透性的控制實現(xiàn)酶合成的誘導(dǎo)組成酶誘導(dǎo)酶酶合成的阻遏末端產(chǎn)物反響阻遏分解代謝物阻遏三、

48、代謝的調(diào)節(jié)第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)108 酶合成的調(diào)節(jié)酶合成的誘導(dǎo)凡能促進(jìn)酶生物合成的現(xiàn)象，稱為誘導(dǎo)根據(jù)酶的生成是否與環(huán)境中所存在的該酶底物或其有關(guān)物的關(guān)系，可把酶劃分成組成酶和誘導(dǎo)酶組成酶：是細(xì)胞固有的酶類，其合成是在相應(yīng)的基因控制下進(jìn)行的，它不因分解底物或其結(jié)構(gòu)類似物的存在而受影響誘導(dǎo)酶：而誘導(dǎo)酶那么是細(xì)胞為適應(yīng)外來底物或其結(jié)構(gòu)類似物而臨時合成的一類酶。 誘導(dǎo)物：是一類能促進(jìn)誘導(dǎo)酶產(chǎn)生的物質(zhì)三、代謝的調(diào)節(jié)第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)109 酶合成的調(diào)節(jié)酶合成的阻遏凡能阻礙酶生物合成的現(xiàn)象，稱為阻遏末端產(chǎn)物反響阻遏是指某代謝途徑末端產(chǎn)物的過量累積時而引起的反響阻遏分解代謝物阻

49、遏是指細(xì)胞內(nèi)同時存在兩種碳源或兩種氮源時，利用快的那種碳源或氮源會阻遏利用慢的那種碳源或氮源的有關(guān)酶合成的現(xiàn)象三、代謝的調(diào)節(jié)第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)110 酶活性的調(diào)節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)是指在酶分子水平上的一種代謝調(diào)節(jié)，它是通過改變酶分子活性來調(diào)節(jié)新陳代謝的速率酶活性的激活代謝途徑中后面的反響可以被該途徑較前面的一個產(chǎn)物所促進(jìn)酶活性的抑制主要表現(xiàn)在某代謝途徑的末端產(chǎn)物過量時，這個產(chǎn)物可反過來直接抑制該途徑中第一個酶的活性，促使整個反響過程減慢或停止，從而防止了末端產(chǎn)物的過多累積三、代謝的調(diào)節(jié)第六節(jié) 微生物的細(xì)胞物質(zhì)合成與調(diào)節(jié)111第七節(jié) 微生物的次生代謝次生代謝及其產(chǎn)物次生代謝產(chǎn)物合成的調(diào)節(jié)112次生代謝及其產(chǎn)物初級代謝一般將微