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1、次级代谢过程的启动的原因,可能是生长期末细胞的酶的组成发生变化，与次级代谢物合成有关的酶的突然出现有关； 也可能是前体的积累，起诱导物的作用 或编码次级代谢产物的基因从分解代谢物阻遏中解除阻遏所致。,启动抗生素的几种调控机制,尽管抗生素具有非常重要的社会和经济重要性，但并不存在一个能够解释它们生理调节的通用的控制模型。,启动抗生素的几种调控机制,此类调节往往发生在转录水平，具体证据为：直到生长速率下降时，才出现编码抗生素合成的mRNA。,次级代谢物启动的假想机制,比生长速率（）下降 限制性养分的耗竭 几种调节因子的联合作用（cAMP, 碳源，氮源，或磷源的同化速率) 严谨响应(strigent
2、 response) 微生物信号因子,空载tRNA与抗生素合成的诱导,氨酰tRNA与空载tRNA的比率下降到最低值时，抗生素合成开始。 研究表明，在指数期早期，加入亚致死量蛋白质抑制剂，使氨酰tRNA与空载tRNA比率上升，导致抗生素合成推迟。,空载tRNA与抗生素合成的诱导,严谨响应的rel基因产物ppGpp是导致抗生素合成的因素 ppGpp水平的上升本身，并不能启动抗生素的合成。空载tRNA浓度的上升可以刺激抗生素的生产，可以绕过直接包含ppGpp的机制。，链霉素的加入的效果与此结论一致。（抑制了核糖体的功能）,空载tRNA与抗生素合成的诱导,ppGpp实际上只是空载tRNA浓度上升引起的
3、结果。 空载tRNA上升与抗生素合成基因激活的关系有待进一步阐明。,图4-1 生长与次级代谢产物共用的代谢中间产物,前体的限制性,前体物质可能不能被细胞吸收。 不能被运送到次级代谢产物合成的部位。 添加的物质不是次级代谢产物合成过程起限定作用的物质。,添加前体的策略,外源前体在发酵液中的残留浓度过高，会使生产菌中毒，不利于抗生素的合成。但前体不足也不行。 因此，研究适当的前体添加策略对有些抗生素的高产稳产有重要意义。,前体的限制性,前体常常是次级代谢物生物合成的限制因素。如在发酵过程中加入苯乙酸可强烈地促进苄青霉素的生产；丙酸或丙醇促进大环内酯抗生素的生物合成。肽类抗生素的形成中非蛋白的氨基酸
4、成分通常是限制因素。如粘菌素的生物合成受-氨基丁酸和,-二氨基丁酸的限制；杆菌肽的生产受鸟氨酸的限制。,前体与诱导物的区别,诱导作用在次级代谢物的合成控制上起重要作用。 有时难于区分这种促进作用是真的诱导作用还是起前体作用。,前体与诱导物的区别,一般，可把那些能在生长期内促进抗生素生物合成的化合物看作诱导物，而前体往往只在生产期内起作用，甚至蛋白质合成受阻的情况下也行。 诱导物应能被非前体的结构类似物取代。,前体与诱导物的区别,如甲硫氨酸除了可作为头孢菌素合成的前体，提供S的作用，更为重要的作用在于诱导节孢子的形成，而后者的多寡影响头孢菌素的合成。 甲硫氨酸可被亮氨酸取代。,前体与诱导物的区别,诱导物的另一个特征是其诱导系数特别高，如给链霉素生物合成受阻的突变株1g 纯的A因子(在接种时)，可诱导1g链霉素的形成，其诱导系数为106 。,次级代谢物的生物合成,把前体引入次级代谢物生物合成的专用途径 。 了解这方面所涉及的生物合成酶的知识很重要。这种专用途径的第一个酶特别重要，因它决定了前体进入次级代谢物合成途径的通量，中间体的流向和途径的生产能力。,次级代谢物的生物合成,途径的其它的关键酶也可能是控制步骤，这类酶常受碳、氮分解代谢物的阻遏，以及磷和反馈调节。 其中有些酶可能受胞积累的高浓度前体的诱导。,
