抗生素的生物合成与调节机制ppt课件

1、第九章 抗生素的生物合成与调理机制第一节第一节 抗生素的生物合成抗生素的生物合成一、微生物的刺激代谢与初级代谢的关系一、微生物的刺激代谢与初级代谢的关系初级代谢产物：微生物合成为它们在生长繁衍中所必需的初级代谢产物：微生物合成为它们在生长繁衍中所必需的物质，如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物物质，如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成的高分子化合物，如多糖、蛋白质、脂类和核酸聚合而成的高分子化合物，如多糖、蛋白质、脂类和核酸等。等。次级代谢产物：微生物在合成初级代谢产物时，还合成一次级代谢产物：微生物在合成初级代谢产物时，还合成一些在微生物生长和繁衍中功能还不明确的化合

2、物，如抗生些在微生物生长和繁衍中功能还不明确的化合物，如抗生素、酶抑制剂、色素等。素、酶抑制剂、色素等。 从代谢途从代谢途径看，此径看，此际代谢产际代谢产物是以初物是以初级代谢产级代谢产物为前体物为前体衍生出来衍生出来的。的。1.抗生的合成途径：抗生的合成途径：1多聚乙酰多聚乙酰polyketide)概念的假说，与脂肪酸概念的假说，与脂肪酸合成类似。在放线菌内以丙酰合成类似。在放线菌内以丙酰CoA为引子，以甲为引子，以甲基丙二酰为伸展者，构成带甲基的多聚乙酰，后基丙二酰为伸展者，构成带甲基的多聚乙酰，后经环化，成为各种抗生素的前体而合成不同的抗经环化，成为各种抗生素的前体而合成不同的抗生素，如

3、四环素、红霉素及利福霉素等。生素，如四环素、红霉素及利福霉素等。2以初级代谢产物为前体，如氨基酸或糖，如以初级代谢产物为前体，如氨基酸或糖，如-内酰胺类抗生素和氨基环醇类抗生素。内酰胺类抗生素和氨基环醇类抗生素。3非蛋白质多肽装配过程，如许多杆菌产生抗生非蛋白质多肽装配过程，如许多杆菌产生抗生素合成特征。素合成特征。2. 抗生素的生物合成类型抗生素的生物合成类型1蛋白质衍生物蛋白质衍生物简单的氨基酸衍生物：环丝氨酸简单的氨基酸衍生物：环丝氨酸寡肽抗生素：青霉素、头孢菌素寡肽抗生素：青霉素、头孢菌素多肽类抗生素：多粘菌素多肽类抗生素：多粘菌素多肽大环内酯抗生素：放线菌素多肽大环内酯抗生素：放线菌

4、素含嘌呤和嘧啶碱基的抗生素：曲古霉素含嘌呤和嘧啶碱基的抗生素：曲古霉素2糖类衍生物糖类衍生物糖苷类抗生素：链霉素、新霉素糖苷类抗生素：链霉素、新霉素与大环内脂衔接的糖甙抗生素：红霉素与大环内脂衔接的糖甙抗生素：红霉素其它糖甙抗生素：新生霉素其它糖甙抗生素：新生霉素3以乙酸为单位的衍生物以乙酸为单位的衍生物乙酸衍生物抗生素：四环素类抗菌素乙酸衍生物抗生素：四环素类抗菌素丙酸衍生物抗生素：红霉素丙酸衍生物抗生素：红霉素多烯和多炔类抗生素：制霉素多烯和多炔类抗生素：制霉素3.几种抗生素几种抗生素的合成的合成1青霉素、青霉素、头孢菌素的头孢菌素的生物合成生物合成构造近似的三构造近似的三肽抗生素。肽抗生

5、素。2四环素族四环素族3红霉素大环内酯类抗生素红霉素大环内酯类抗生素第二节第二节 抗生素生物合成的代谢调理机制抗生素生物合成的代谢调理机制调理模型：调理模型：由产生菌生成一种诱导剂或激活剂，或把它由产生菌生成一种诱导剂或激活剂，或把它参与参与启动生物合成启动生物合成由小分子物质作为一种辅助阻遏剂或抑制剂，由小分子物质作为一种辅助阻遏剂或抑制剂，阻阻遏或抑制抗生素合成酶构成，这些阻遏剂或遏或抑制抗生素合成酶构成，这些阻遏剂或抑制剂抑制剂必需在抗生素合成前耗尽或中和，如碳分解必需在抗生素合成前耗尽或中和，如碳分解调理、调理、氮分解调理、磷酸盐调理等。氮分解调理、磷酸盐调理等。一、细胞生长期到抗生素

6、产生期的过渡一、细胞生长期到抗生素产生期的过渡 解除某些抗生素合成酶的阻遏，包括蛋白解除某些抗生素合成酶的阻遏，包括蛋白质合成阻遏作用的解除。质合成阻遏作用的解除。 消费抗生素的基因在正常生长中被阻遏，阻遏缘消费抗生素的基因在正常生长中被阻遏，阻遏缘由：由：1. 一种诱导因子在生长期末积累或外源参与以解一种诱导因子在生长期末积累或外源参与以解除消费期的阻遏作用；除消费期的阻遏作用；2. 初级代谢产物的终点产物对次级代谢途径的反初级代谢产物的终点产物对次级代谢途径的反响阻遏作用，当这个化合物耗尽，使消费期基因响阻遏作用，当这个化合物耗尽，使消费期基因受阻遏得到抑制。受阻遏得到抑制。3. 在一种易

7、被利用的糖源中生长，其分解代谢物对抗生在一种易被利用的糖源中生长，其分解代谢物对抗生素合成有阻遏作用，当这些剂被利用后，阻遏作用被解素合成有阻遏作用，当这些剂被利用后，阻遏作用被解除。除。4. 抗生素合成途径艘高能化合物的阻遏作用，当抗生素合成途径艘高能化合物的阻遏作用，当ATP构成构成减少时，阻遏作用被解除。减少时，阻遏作用被解除。5. 在生长期，在生长期，RNA聚合酶只能启动生长期基因的转录作聚合酶只能启动生长期基因的转录作用，而不能附着在消费期支配的促进子的位置上，因此用，而不能附着在消费期支配的促进子的位置上，因此次级代谢途径的酶合成受阻遏。次级代谢途径的酶合成受阻遏。二、酶的诱导作用

8、二、酶的诱导作用 抗生素的合成是在微生生长到达平衡后，抗生素的合成是在微生生长到达平衡后，由特定营养成分减少而停顿急剧生长，进由特定营养成分减少而停顿急剧生长，进入有限的生长期，此时此际代谢开场，在入有限的生长期，此时此际代谢开场，在营养期普通不出现催化次级代谢的酶，在营养期普通不出现催化次级代谢的酶，在转换期发生了次级代谢酶的诱导或解阻遏。转换期发生了次级代谢酶的诱导或解阻遏。三、分解代谢三、分解代谢产物的调理产物的调理控制控制 1.包括分解包括分解产物阻遏和产物阻遏和分解产物抑分解产物抑制。制。2. 解除分解代谢产物阻遏的方法：解除分解代谢产物阻遏的方法：选育对葡萄糖类似物抗性突变型选育对葡萄糖类似物抗性突变型在培育过程中逃避分解产物阻遏。在培育过程中逃避分解产物阻遏。四、磷酸盐的调理四、磷酸盐的调理 抗生素的合成只需在磷酸盐含量为生长的抗生素的合成只需在磷酸盐含量为生长的“亚适量时才干合成。亚适量时才干合成。磷酸盐抑制抗生素合成的机制：磷酸盐抑制抗生素合成的机制：1.抑制或阻遏抗生素合成途径中有关酶的活抑制或阻遏抗生素合成途径中有关酶的活力和合成力和合成