生產(chǎn)菌種的選育培養(yǎng)-微生物的代謝及調(diào)控

第一節(jié)微生物的代謝調(diào)控學(xué)習(xí)目的：

了解微生物的代謝及調(diào)控機(jī)理，理解代謝調(diào)控在菌種選育中的重要性。一、微生物的初級(jí)代謝與次級(jí)代謝初級(jí)代謝：微生物從外界吸收各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過(guò)分解代謝和合成代謝，生成維持生命活動(dòng)的物質(zhì)和能量的過(guò)程（必不可少）。初級(jí)代謝產(chǎn)物：包括所有與細(xì)胞合成有關(guān)的物質(zhì)如：氨基酸、核苷酸、乙醇、有機(jī)酸、酶。次級(jí)代謝：微生物在一定的生長(zhǎng)時(shí)期，以初級(jí)代謝產(chǎn)物為前體，合成一些對(duì)微生物的生命活動(dòng)無(wú)明顯確切功能的物質(zhì)的過(guò)程（可有可無(wú)）。次級(jí)代謝產(chǎn)物：抗生素、生長(zhǎng)刺激素、生物堿、色素等（一）初級(jí)代謝和初級(jí)代謝產(chǎn)物初級(jí)代謝分解代謝體系（蛋白質(zhì)、糖等降解）素材性生物合成體系（合成小分子材料）結(jié)構(gòu)性生物合成體系（與分解代謝體系相反）初級(jí)代謝產(chǎn)物主要是在菌體生長(zhǎng)期所產(chǎn)生的產(chǎn)物（二）次級(jí)代謝和次級(jí)代謝產(chǎn)物次級(jí)代謝產(chǎn)物主要是在菌體生長(zhǎng)后期或穩(wěn)定期所產(chǎn)生的產(chǎn)物次級(jí)代謝是相對(duì)于初級(jí)代謝而提出的一個(gè)概念。原料來(lái)源：初級(jí)代謝的產(chǎn)物為前體。次級(jí)代謝產(chǎn)物大多為分子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的化合物。質(zhì)粒與次級(jí)代謝關(guān)系緊密。（三）初級(jí)代謝與次級(jí)代謝之間的關(guān)系●初級(jí)代謝是次級(jí)代謝的基礎(chǔ)?！翊渭?jí)代謝可以避免初級(jí)代謝產(chǎn)物過(guò)量積累對(duì)細(xì)胞造成傷害?！窦词勾渭?jí)代謝途徑被阻斷，也不會(huì)影響到菌體的生長(zhǎng)繁殖?！駜烧呔艿轿⑸锏拇x調(diào)節(jié)二、微生物代謝的調(diào)節(jié)和控制微生物細(xì)胞有著一整套可塑性極強(qiáng)和極精確的代謝調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以確保上千種酶能準(zhǔn)確無(wú)誤、有條不紊和高度協(xié)調(diào)地進(jìn)行極其復(fù)雜的新陳代謝反應(yīng)。微生物的代謝調(diào)節(jié)細(xì)胞透性的調(diào)節(jié)代謝途徑的區(qū)域化和代謝流向代謝速度的調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)的調(diào)節(jié)酶調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)酶合成1.酶活性的調(diào)節(jié)——激活與抑制激活：在激活劑的作用下，使原來(lái)無(wú)活性的酶變成有活性，或使原來(lái)活性低的酶提高了活性的現(xiàn)象。抑制：由于某些物質(zhì)的存在，降低酶活性的現(xiàn)象?？赡婊虿豢赡?。酶活性調(diào)節(jié)的機(jī)制變構(gòu)調(diào)節(jié)化學(xué)修飾變構(gòu)調(diào)節(jié)

有些酶除了活性中心外，還有一個(gè)或幾個(gè)部位，當(dāng)特異性分子非共價(jià)地結(jié)合到這些部位時(shí)，可改變酶的構(gòu)象，進(jìn)而改變酶的活性，酶的這種調(diào)節(jié)作用稱為變構(gòu)調(diào)節(jié)。

具有變構(gòu)作用的酶稱為變構(gòu)酶。

變構(gòu)酶分子組成，一般是多亞基的，分子中凡與底物分子相結(jié)合的部位稱為催化部位(catalyticsite)，凡與效應(yīng)劑相結(jié)合的部位稱為調(diào)節(jié)部位(regulatorysite)。變構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制修飾調(diào)節(jié)某些酶蛋白肽鏈上的側(cè)鏈基團(tuán)在另一酶的催化下可與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生共價(jià)結(jié)合或解離，從而改變酶的活性，這一調(diào)節(jié)酶活性的方式稱為酶的共價(jià)修飾。酶的共價(jià)修飾以磷酸化修飾最為常見(jiàn)。酶的共價(jià)修飾是體內(nèi)酶活性快速調(diào)節(jié)的另一種重要方式。2.酶合成的調(diào)節(jié)（分為誘導(dǎo)和阻遏）酶合成調(diào)節(jié)（酶數(shù)量）酶活性調(diào)節(jié)（酶結(jié)構(gòu)）激活（變構(gòu)、化學(xué)修飾）抑制誘導(dǎo)阻遏（二）微生物代謝的人工調(diào)控——代謝控制發(fā)酵代謝控制發(fā)酵是指利用生物化學(xué)和遺傳學(xué)的