生產菌種的選育培養(yǎng)-微生物的代謝及調控

第一節(jié)微生物的代謝調控學習目的：

了解微生物的代謝及調控機理，理解代謝調控在菌種選育中的重要性。一、微生物的初級代謝與次級代謝初級代謝：微生物從外界吸收各種營養(yǎng)物質，通過分解代謝和合成代謝，生成維持生命活動的物質和能量的過程（必不可少）。初級代謝產物：包括所有與細胞合成有關的物質如：氨基酸、核苷酸、乙醇、有機酸、酶。次級代謝：微生物在一定的生長時期，以初級代謝產物為前體，合成一些對微生物的生命活動無明顯確切功能的物質的過程（可有可無）。次級代謝產物：抗生素、生長刺激素、生物堿、色素等（一）初級代謝和初級代謝產物初級代謝分解代謝體系（蛋白質、糖等降解）素材性生物合成體系（合成小分子材料）結構性生物合成體系（與分解代謝體系相反）初級代謝產物主要是在菌體生長期所產生的產物（二）次級代謝和次級代謝產物次級代謝產物主要是在菌體生長后期或穩(wěn)定期所產生的產物次級代謝是相對于初級代謝而提出的一個概念。原料來源：初級代謝的產物為前體。次級代謝產物大多為分子結構較為復雜的化合物。質粒與次級代謝關系緊密。（三）初級代謝與次級代謝之間的關系●初級代謝是次級代謝的基礎?！翊渭壌x可以避免初級代謝產物過量積累對細胞造成傷害?！窦词勾渭壌x途徑被阻斷，也不會影響到菌體的生長繁殖?！駜烧呔艿轿⑸锏拇x調節(jié)二、微生物代謝的調節(jié)和控制微生物細胞有著一整套可塑性極強和極精確的代謝調節(jié)系統(tǒng)，以確保上千種酶能準確無誤、有條不紊和高度協(xié)調地進行極其復雜的新陳代謝反應。微生物的代謝調節(jié)細胞透性的調節(jié)代謝途徑的區(qū)域化和代謝流向代謝速度的調節(jié)酶促反應的調節(jié)酶調節(jié)酶活性調節(jié)酶合成1.酶活性的調節(jié)——激活與抑制激活：在激活劑的作用下，使原來無活性的酶變成有活性，或使原來活性低的酶提高了活性的現象。抑制：由于某些物質的存在，降低酶活性的現象?？赡婊虿豢赡?。酶活性調節(jié)的機制變構調節(jié)化學修飾變構調節(jié)

有些酶除了活性中心外，還有一個或幾個部位，當特異性分子非共價地結合到這些部位時，可改變酶的構象，進而改變酶的活性，酶的這種調節(jié)作用稱為變構調節(jié)。

具有變構作用的酶稱為變構酶。

變構酶分子組成，一般是多亞基的，分子中凡與底物分子相結合的部位稱為催化部位(catalyticsite)，凡與效應劑相結合的部位稱為調節(jié)部位(regulatorysite)。變構調節(jié)的機制修飾調節(jié)某些酶蛋白肽鏈上的側鏈基團在另一酶的催化下可與某種化學基團發(fā)生共價結合或解離，從而改變酶的活性，這一調節(jié)酶活性的方式稱為酶的共價修飾。酶的共價修飾以磷酸化修飾最為常見。酶的共價修飾是體內酶活性快速調節(jié)的另一種重要方式。2.酶合成的調節(jié)（分為誘導和阻遏）酶合成調節(jié)（酶數量）酶活性調節(jié)（酶結構）激活（變構、化學修飾）抑制誘導阻遏（二）微生物代謝的人工調控——代謝控制發(fā)酵代謝控制發(fā)酵是指利用生物化學和遺傳學的