《微生物次级代谢》PPT课件.ppt

1、ThemegalleryPowerTemplate,Contents,Hot Tip,初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程。 产物：半胱氨酸、色氨酸、颉氨酸、戊糖等。 次级代谢：微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。 产物：毒素、色素、抗生素、生物碱等。,初级代谢与次级代谢之间的关系 初级代谢与次级代谢是在某些机体内存在的两种既有 系又有区别的代谢类型，初级代谢是次级代谢的基础， 初级代谢为次级代谢产物合成提供前体物和所需能量。 次级代谢是初级代谢在特定条件下的继续与发展，避

2、 免初级代谢产物过量积累对机体的毒害。,3-D Pie Chart,次级代谢产物在产生菌的生长后期形成,种类繁多,一种菌可以产生结构相近的一簇抗生素,次级代谢产物的合成对环境因素特别敏感,合成过程是 一类由多基因控制的代谢过程,微生物次级代谢特征,抗生素： 微生物产生的具有特异抗菌作用的一类次级代 谢产物。 激素： 微生物产生的能刺激动植物生长发育的一类次 级代谢产物。 生物碱： 大部分生物碱是植物产生的，有些微生物也能产生。,毒素： 微生物一定条件下产生的对人和动物有毒害作用的化合物。 色素： 微生物在代谢过程中产生各种有色的产物，有的微生物 将产生的色素分泌到细胞外，有的在细胞内积累，从而

3、使菌 落呈现各种颜色。 维生素： 在特定条件下，微生物产生的远远超过自身需要的那些微生物。,第二节 次级代谢产物的生物合,一、次级代谢产物的生源 生源：次级代谢产物分子构建单位的来源。,聚酮体,甲羟戊酸,环多醇和氨基环多醇,芳香族化合物,生源,环己醇与氨基环己醇,由芳香中间体合成的抗生素和其它次级代谢物,二、次级代谢的调节控制 微生物体内的次级代谢和初级代谢一样，都受菌体代 谢的调节. 由于它们的代谢途径是相互交错的，所以 在调节控制上是相互影响的。,(1)初级代谢对次级代谢的调节 微生物的初级代谢对次级代谢具有调节作用。当初级代谢和次级代谢具有共同的合成途径时，初级代谢的终产物过量，往往会抑

4、制次级代谢的合成，这是因为这些终产物抑制了在次级代谢产物合成中重要的分叉中间体的合成。,如赖氨酸和青霉素的生物合成过程中有共同中间体a氨基己二酸，当培养液中赖氨酸过量时，则抑制a氨基己二酸的合成，进而影响到青霉素的合成。,(2)碳代谢产物的调节 20世纪40年代初期人们发现，在青霉素发酵过程中，虽然葡萄糖被菌体利用最快，但对青霉素合成并不适宜。而乳糖利用虽然较为缓慢，却能提高青霉素产量。 如果细菌在葡萄糖和乳糖混合培养基中生长，那么在抗生素合成前，菌体一般首先利用葡糖糖，在葡糖糖耗尽后，抗生素合成开始，此时菌体才利用第二种碳源。,这种情况说明，次级代谢的碳源分解调节比初级代谢更为复杂，后者并不

5、涉及对终产物的阻遏。 碳源分解调节与磷、氮分解调节可能具有协同效应，见表8-3。,关于次级代谢产物受碳源分解产物调节的机制存在以下两种可能的情况 第一 、可能与菌体生长速率控制次级代谢产物合成有关，菌体生长最好的碳源能抑制次级代谢产物的合成。 第二 、可能与分解代谢产物的堆积浓度有关。,(3)氮代谢的调节 氮代谢调节是类似于碳代谢物调节一类的分解阻遏方式。它主要是指含氮底物的酶（如蛋白酶、硝酸还原酶、酰胺酶、组氨酸酶和脲酶）的合成受快速利用的氮源，尤其是氮的阻遏。,(4)磷酸盐的调节 氮代谢调节是类似于碳代谢物调节一类的分解阻遏方式。它主要是指含氮底物的酶（如蛋白酶、硝酸还原酶、酰胺酶、组氨酸

6、酶和脲酶）的合成受快速利用的氮源，尤其是氮的阻遏。,磷酸盐对次级代谢产物生物合成的影响主要有以下几方面：,(4)磷酸盐的调节 氮代谢调节是类似于碳代谢物调节一类的分解阻遏方式。它主要是指含氮底物的酶（如蛋白酶、硝酸还原酶、酰胺酶、组氨酸酶和脲酶）的合成受快速利用的氮源，尤其是氮的阻遏。,Diagram,1、增加菌体能荷状态，促进初级代谢。,2、抑制次级代谢产物前体的形成。,3、阻遏次级代谢产物合成中某些关键酶的合成。,磷酸盐对次级代谢产物生物合成的影响主要有以下几方面：,(5)ATP的调节 ATP直接影响次级代谢产物合成和糖代谢中某些酶的活性。 例如：四环素的生物合成,磷酸烯醇式丙酮酸,乙酰CoA,乙酰CoA羧化酶,丙二酰CoA,菌体生长期占主导地位,磷酸烯醇式丙酮酸,羧化酶,草酰乙酸,羧基转移酶,四环素合成期起决定作用,两条途径,乙酰CoA羧化酶,因此，强化第二条途径有利于四环素的合成。而第二条途径中的草酰乙酸是TCA循环中的重要中间产物，催化其形成的磷酸烯醇式丙酮