第七章-1 微生物代谢与调控ppt课件.ppt

《第七章-1 微生物代谢与调控ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章微生物代谢与调控1.新陈代谢是生命现象最基本的运动形式新陈代谢=分解代谢+合成代谢▼物质代谢：物质在体内相互转化的过程.通常情况下细胞内物质代谢具有相对的稳定性．微生物细胞内具有一整套可塑性极强和极精确的代谢调节系统，以保证上千万种酶能正确无误、有条不紊地进行极其复杂的生化反应．按代谢产物在机体中作用的不同可分为：a.初级代谢分解代谢体系:大分子物质如蛋白质、糖、脂类等物质的降解.产物为5-磷酸核糖和丙酮酸等,同时获得能量.素材性合成体系:小分子物质的合成.产物为氨基酸、核苷酸等.结构性合成体系:小分子产物装配大分子.产物为蛋

2、白质、核酸、多糖、类脂等.b.次级代谢：合成对维持自身生长发育和繁殖没有特别关系的蛋白质、酶以及由这些酶催化生成的物质，如抗生素、生长素、生物碱、色素、毒素以及甾体物质。一切生命活动都是耗能反应，因此，能量代谢是一切生物代谢的核心问题。能量代谢的中心任务是生物体如何把外界环境中的多种形式的最初能源转换成对一切生命活动都能使用的通用能源------ATP。这就是产能代谢。最初能源有机物还原态无机物日光化能异养微生物化能自养微生物光能营养微生物通用能源（ATP）▼能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式的相互转化.生物氧化作用：细胞内代谢

3、物通过氧化作用释放能量的化学反应。氧化过程中所产生的能量，逐级释放，一部分以高能键形式贮藏在ATP分子内，供需时使用。一部分以热能的形式散失.微生物产能代谢往往与生物氧化密切相关.生物氧化是发生在活细胞内的一切产能性氧化反应的总和2、微生物的能量代谢生物氧化的方式：①和氧的直接化合：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O②失去电子：Fe2+→Fe3++e-③化合物脱氢或氢的传递:CH3-CH2-OHCH3-CHONADH2NAD生物氧化的功能：产能(ATP)产还原力【H】小分子中间代谢物生物氧化的过程一般包括三个环节：①底物脱氢

4、（或脱电子）作用（该底物称作电子供体或供氢体）②氢（或电子）的传递（需中间传递体，如NAD、FAD等）③最后氢受体接受氢（或电子）（最终电子受体或最终氢受体）底物脱氢的途径1、EMP途径:糖酵解途径2、HMP:戊糖磷酸途径3、ED:2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸(KDPG)途径4、TCA:三羧酸循环途径2.1化能异养微生物的生物氧化2.1.1底物脱氢的途径葡萄糖的酵解作用(又称：Embden-Meyerhof-Parnas途径，简称：EMP途径)EMP途径特点：葡萄糖分子经转化成1，6—二磷酸果糖后，在醛缩酶的催化下，裂解成两个三

5、碳化合物分子，即磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛被进一步氧化生成2分子丙酮酸，1分子葡萄糖可降解成2分子3-磷酸甘油醛，并消耗2分子ATP。2分子3-磷酸甘油醛被氧化生成2分子丙酮酸，2分子NADH2和4分子ATP。EMP途径关键步骤:1.葡萄糖磷酸化→1.6二磷酸果糖(耗能)2.1.6二磷酸果糖→2分子3-磷酸甘油醛3.3-磷酸甘油醛→丙酮酸◆逆向反应可合成多糖。工业生产上EMP途径与乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇等的发酵生产关系密切.EMP途径是许多微生物所具有的代谢途径，其产能效率虽低，但具有重要的生理功能:◆供应能

6、量-ATP和还原力-NADH.厌氧微生物往往以此途径作为获得能量的唯一方式.◆其它重要代谢途径的桥梁，包括三羧酸循环（TCA）、HMP途径和ED途径等.◆提供多种中间代谢物,为微生物的合成代谢提供碳骨架.葡萄糖经转化成6-磷酸葡萄糖酸后，在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的催化下，裂解成5-磷酸戊糖和CO2。磷酸戊糖进一步代谢有两种结局，①磷酸戊糖经转酮—转醛酶系催化，又生成磷酸己糖和磷酸丙糖（3-磷酸甘油醛），磷酸丙糖借EMP途径的一些酶，进一步转化为丙酮酸。称为不完全HMP途径。②由六个葡萄糖分子参加反应，经一系列反应，最后回收五个葡萄糖

7、分子，消耗了1分子葡萄糖（彻底氧化成CO2和水），称完全HMP途径。HMP途径(戊糖磷酸途径)（HexoseMonophophatePathway）HMP途径可概括成三个阶段：①葡萄糖分子通过几步氧化反应产生核酮糖-5-磷酸和CO2；②核酮糖-5-磷酸发生同分异构化或表异构化（epimerization）而分别产生核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸；③上述各种戊糖磷酸在没有氧参与的条件下发生碳架重排，产生了己糖磷酸和丙糖磷酸，然后丙糖磷酸可通过以下两种方式进一步代谢：其一为通过EMP途径转化成丙酮酸再进入TCA循环进行彻底氧化，另一为

8、通过果糖二磷酸醛缩酶和果糖二磷酸酶的作用而转化为己糖磷酸。HMP途径关键步骤：1.葡萄糖→6-磷酸葡萄糖酸2.6-磷酸葡萄糖酸→5-磷酸核酮糖→5-磷酸木酮糖↓5-磷酸核糖→参与核酸生成3.5-磷酸核酮糖→6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛