微生物工程- 教案06.doc

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1、教案课程名称微生物工程授课教师陈国忠职称讲师院（系、部）生命科学学院教研室工程教研室授课对象生物科学本0901-0905学年学期2011年第1学期2011年9月25日鲁东大学教务处编写说明1、每项内容都要填写，“教学过程”部分要详细填写，空格不够用时可自行扩充；2、A4纸双面打印（或手写）；3、一次课为一个教案，每门课按学期统一用一个封面左侧装订，封面和本说明双面打印；4、授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、习题课等；5、所授课程教案每轮次必须更新。授课题目微生物的生长和代谢授课类型理论首次授课时间2011年10月12日学时2教学目标1

2、．掌握分解代谢物调节、反馈调节等各种调节方式；2．掌握微生物人工代谢调节的应用实例，理解调节机理。重点与难点分解代谢物调节、反馈调节等各种调节方式教学手段与方法教学模式：启发讲解与学生讨论相结合。教学手段：板书。教学过程：（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等）授课过程：代谢调节与控制Metabolicregulationandcontrol微生物通过快速启动或关闭蛋白质的合成和有关的代谢途径、平衡各代谢流和反应速率来适应外界环境的变化。微生物之所以能广泛同化多种无机物和有机物，能在pH、温度变化较大的环境下生长，是因

3、为它的代谢调节机制起作用。研究微生物的代谢调节机制，是为了加以控制、改造微生物，为人类生产生活服务。（一）微生物的代谢调节部位site1.原核生物的代谢调节部位主要有3个代谢调节部位：（1）与细胞膜相关的调节l膜脂质membranelipid的分子结构l膜蛋白的数量和活性numberandactivityofmembraneproteinl跨膜的电化学梯度electrochemicalgradientl细胞壁结构structureofcellwall对细胞膜渗透性的影响（2）酶的数量和活性的调节l调节反应途径中的酶，特别是关键酶的合成和降解l

4、改变已经存在的酶，特别是关键酶的活力（3）酶与底物的相对位置多酶复合体：酶反应在一定空间范围内按特定顺序进行。2.真核生物的代谢调节部位同上。特点：细胞器多样，使得酶呈现出更明显的区域化特点，加上酶与底物的分隔、跨膜运输载体的数量和活性等，都会成为代谢调节的部位。（二）酶活性Activity的调节1.酶活性的调节方法酶活性的调节方法可以分为变构调节、可逆共价修饰、酶原激活等。（1）变构调节allostericmodulation概念：酶分子的非催化部位（调节部位）与某些化合物可逆的非共价结合后发生构象的改变，进而改变酶活性状态，称为酶的变构调

5、节。具有这种调节作用的酶称为变构酶allostericenzyme。能使酶分子发生变构作用的物质称为效应物effector，分为正positive效应物和负negative效应物。变构酶分子上有和底物结合及催化底物的活性部位，也有和效应物结合的调节部位，二者可以相互影响，通过构象的变化，产生协同效应。变构酶经过特定处理后，不丧失酶活性而失去对变构效应勿的敏感性，称为脱敏作用。比如用汞盐处理，0~5℃低温处理、用尿素、蛋白酶处理等。（2）可逆共价修饰reversiblecovalentmodification共价修饰是指蛋白质分子中的一个或多个

6、氨基酸残基与一化学基团共价连接或解开，使其活性改变的作用。这种由于共价修饰引起酶活性改变的酶称为共价调节酶。共价调节酶的特点：某代谢产物浓度相对小的变化就能诱发由它控制的共价调节酶的激活或失活。（3）酶原激活proenzymeactivation微生物体内合成的酶有时不具有生物活性，经水解构象发生变化，形成活性部位，称为酶原激活。特点：无活性变成活性状态是不可逆的irreversible。2.酶活性的调节方式激活——抑制activation——inhibition激活剂activator——抑制剂inhibitor（1）只有一个终产物途径（无

7、分支途径的调节方式）l简单反馈抑制feedbackinhibition：终产物抑制该反应序列的第一个专一性的酶。l前体precursor激活：反应序列的某一后面反应受前面某中间代谢产物的激活。l补偿compensation激活：如果某一化合物的利用取决于另一反应序列的运行，那么这个化合物就能激活这个反应序列的第一个酶。（2）多个终产物途径（分支途径）的调节方式l多价抑制（协同反馈抑制concertedfeedbackinhibition）：分支途径任何一个终产物都不能单独抑制公共途径的第一个酶反应，只有当两个或多个终产物同时过剩时，它们才协同

8、抑制第一个酶反应。l增效性抑制（合作cooperation反馈抑制）：任何一个终产物单独过量时，只部分抑制第一个酶的活性，终产物同时过量存在时，抑制作用加强。l积累