第六節(jié) 代謝調(diào)節(jié)課件

第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)代

謝

調(diào)

節(jié)第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)溫敏突變株的篩選定義誘變富集篩選抗生素法過濾或離心法H3前體法第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)重層瓊脂法多次分離敏感菌離心上清為高效價噬菌體效價測定誘變平板分離搖瓶分離抗性測定被感染后的噬菌斑敏感菌純化高效價噬菌體的制備效價(U/ml)=平均每皿噬菌斑數(shù)×稀釋倍數(shù)÷取樣量第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)第八章工業(yè)微生物代謝控制育種生物合成途徑代謝調(diào)節(jié)機制解除或繞過代謝途徑有用產(chǎn)物大量積累第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)第一節(jié)概論新陳代謝：初級代謝次級代謝第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)一、初級代謝（primarymatabolism）

通常把微生物產(chǎn)生的對自身生長和繁殖必須的物質(zhì)稱為初級代謝產(chǎn)物。而產(chǎn)生這些物質(zhì)的代謝體系稱為初級代謝。分解代謝體系素材性生物合成結(jié)構(gòu)性生物合成體系第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)二、次級代謝（secondarymatabolism）

次級代謝產(chǎn)物是指對產(chǎn)生他們的生物體本身不需要的一種產(chǎn)物。第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)三、初級代謝與次級代謝的關(guān)系次級代謝是初級代謝衍生出來的。基本代謝途徑有7種：葡萄糖碳架摻入途徑莽草酸途徑與核苷有關(guān)的途徑聚酮體和聚丙酸途徑由氨基酸衍生途徑甲羥戊酸途徑其他復(fù)合途徑第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)第二節(jié)初級代謝的調(diào)節(jié)控制酶合成量調(diào)節(jié)（反饋阻遏）酶活力調(diào)節(jié)（反饋抑制）第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)一、基本概念1誘導(dǎo)（Induction）同時誘導(dǎo)順序誘導(dǎo)2阻遏（Repression）末端產(chǎn)物阻遏（endproductrepression）分解代謝阻遏（cataboliterepression）第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)ＩoperonpromoteroperatorpOZYRegulatorgenestucturegeneRegulatoryproteinEffectorinducercorepressorrepressoraporepressor酶合成調(diào)節(jié)操縱子第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)ＩoperonpromoteroperatorpOZYRegulatorgenestucturegeneRegulatoryproteininducerrepressorRNAploymaseCAP或CRPcAMP+誘導(dǎo)型操縱子第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)ＩoperonpromoteroperatorpOZYRegulatorgenestucturegeneRegulatoryproteincorepressoraporepressorRNAploymase阻遏操縱子第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)二、酶活性的調(diào)節(jié)前體激活：指在分解代謝途徑中，后面的反應(yīng)可被較前面的中間產(chǎn)物所促進。反饋抑制：指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，促進整個反應(yīng)過程減慢或停止從而避免了末端產(chǎn)物過量積累。第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)（一）反饋抑制類型（1）直線式代謝途徑中的反饋抑制蘇氨酸α-酮丁酸異亮氨酸蘇氨酸脫氫酶反饋抑制第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)（2）分支代謝途徑中的反饋抑制優(yōu)先合成：分支途徑中一個終產(chǎn)物優(yōu)先合成，濃度過量后，抑制自身合成途徑，使代謝轉(zhuǎn)向合成另一個終產(chǎn)物。例如黃色短桿菌優(yōu)先合成谷氨酸，當(dāng)谷氨酸過量后，使代謝轉(zhuǎn)向合成天冬氨酸。第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)ABＣＤＦEGＩJ協(xié)同反饋抑制（concertedfeedbackinhibition）合作反饋抑制累積反饋抑制順序反饋抑制ABＣＤＦEGABＣＤＦEGABＣＤＦEG第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)同功酶調(diào)節(jié)(isoenzyme)ABＣＤＦEG第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)（二）反饋阻遏和反饋抑制的比較反饋阻遏反饋抑制調(diào)節(jié)對象調(diào)控開關(guān)調(diào)控的水平調(diào)控的方式調(diào)控的動作形成的控制酶的合成終產(chǎn)物濃度DNAmRNA蛋白質(zhì)終產(chǎn)物與阻遏蛋白親和力阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合不能合成RNA開關(guān)控制酶活性終產(chǎn)物濃度酶蛋白構(gòu)象終產(chǎn)物與變構(gòu)親和力酶構(gòu)象發(fā)生變化控制酶活性的大小第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)第三節(jié)次級代謝的調(diào)節(jié)控制

抗生素的生物合成途徑中，反饋調(diào)節(jié)作用包括：抗生素本身積累就能起反饋調(diào)節(jié)作用初級代謝產(chǎn)物作為抗生素合成的前體，當(dāng)其受到反饋調(diào)節(jié)時，必然會影響抗生素的合成。第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)一、次級代謝產(chǎn)物的誘導(dǎo)調(diào)節(jié)誘導(dǎo)機制可能按兩種方式進行：誘導(dǎo)物刺激影響初級代謝造成代謝流改變大量合成次級代謝產(chǎn)物誘導(dǎo)物次級代謝物合成酶的合成大量合成次級代謝產(chǎn)物第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)二、次級代謝產(chǎn)物碳源分解調(diào)節(jié)

抗生素受碳源分解調(diào)節(jié)的機制，存在兩種解釋：第一，可能與菌體生長速率控制抗生素合成有關(guān)，菌體生長最好的碳源能抑制抗生素合成。第二，可能與分解代謝產(chǎn)物的堆積濃度有關(guān)。第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)三、次級代謝產(chǎn)物氮源調(diào)節(jié)

主要指含氮底物的酶的合成受快速利用的氮源，尤其是氨的阻遏。（如蛋白酶、硝酸還原酶、酰胺酶、組氨酸酶和脲酶）例證：銨鹽有利于灰色鏈霉菌的迅速生長，不利于鏈霉素的合成。脯氨酸和黃豆餅粉起到良好作用。紅霉素生產(chǎn)時加入NH4Cl甘氨酸和大豆餅粉會使產(chǎn)量下降。第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)四、次級代謝的反饋調(diào)節(jié)（一）次級代謝自身產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié)抗生素對自身產(chǎn)物的抑制有一定的規(guī)律：抑制特定產(chǎn)生菌合成抗生素所需濃度與生產(chǎn)水平具有相關(guān)性，一般產(chǎn)生菌產(chǎn)量高，對自身抗生素的耐受性強，反之則越敏感。第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)（二）分支代謝中初級代謝物的反饋調(diào)節(jié)對次級代謝的影響第一種方式：次級途徑和初級途徑具有共同的分叉中間體，由分叉中間體產(chǎn)生的初級代謝終產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié)可能影響次級代謝產(chǎn)物的形成第二種方式：在抗生素生物合成途徑中，初級代謝的終產(chǎn)物作為前體合成次級代謝產(chǎn)物。終產(chǎn)物受初級代謝反饋調(diào)節(jié)，因而，勢必影響抗生素的合成。第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)例１α酮戊二酸+乙酰輔酶A高檸檬酸α－氨基己二酸賴氨酸芐基青霉素纈氨酸摻入同型檸檬酸合成酶第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)例2赤蘚糖4磷酸+磷酸烯醇式丙酮酸莽草酸預(yù)苯酸L-蘇對氨基苯絲氨酸DAPH分支酸L-對氨基苯丙氨酸氯霉素酪氨酸鄰氨基苯甲酸色氨酸PABA殺假絲菌素苯丙氨酸第六節(jié)代謝調(diào)節(jié)五、磷酸鹽的調(diào)節(jié)

已發(fā)現(xiàn)過量的磷酸鹽對四環(huán)類、氨基糖苷類和多烯大環(huán)內(nèi)酯類等32種抗生素的合成產(chǎn)生阻抑作用。磷酸鹽濃度0.3~10mmol/L促進生長

>10mmol/L產(chǎn)生阻遏機制：直