第六章 微生物的代谢新陈代谢：发生在活细胞中的各种分解代谢（ catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢分解代谢：指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催 化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力的作用合成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子 、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程•= total activity of cell; has two components 1.Anabolism -- used to make new molecules •assimilative •biosynthetic •endergonic • G > 0; energy consuming 1.Catabolism -- used to obtain energy •degradative •dissimulative •exergonic • G Fe+++ + e- -- occurs in cytochromes 2.succinic acid -- fumaric acid + [2H] •Note: this is oxidation, also dehydrogenation reaction, since 2H = 2 H+ + 2 e-. •Oxidation reactions are always accompanied by reduction reactions: •Example of a reduction reaction: NAD+ (red) + 2H+ + 2e- -- NADH (ox) + H+Biological Oxidations生物氧化的功能：产能(ATP)产还原力【H】小分子中间代谢物生物氧化的过程一般包括三个环节：①底物脱氢（或脱电子）作用（该底物称作电子供体或供氢体）②氢（或电子）的传递（需中间传递体，如NAD、FAD等）③最后氢受体接受氢（或电子）（最终电子受体或最终氢受体）底物脱氢的途径1、 EMP途径2、HMP3、ED4、TCA•electrons from energy source ----- redox carriers ------ terminal electron acceptors: •some free energy released is trapped in chemically usable forms •terminal acceptor can be external molecule (oxygen, nitrate, etc.), use membrane-localized electron transfer system (ETS) in respiration (energy yields high) •or terminal acceptor can be organic molecule derived from energy source during metabolism (pyruvate, etc.) ----- fermentation (energy yields low)一、化能异养微的生物氧化（一）底物脱氢的途径 （一）EMP途径葡萄糖的酵解作用( 又称：Embden-Meyerhof-Parnas途径，简称：EMP途径)活化移位氧化磷酸化葡萄糖激活的 方式己糖异构酶磷酸果糖激酶果糖二磷酸醛缩酶甘油醛-3-磷酸脱氢酶磷酸甘油酸激酶甘油酸变位酶烯醇酶丙酮酸激酶EMP途径特点：葡萄糖分子经转化成1，6—二磷 酸果糖后，在醛缩酶的催化下，裂 解成两个三碳化合物分子，即磷酸 二羟丙酮和3-磷酸甘油醛。
3- 磷酸甘油醛被进一步氧化生成2 分子丙酮酸，1分子葡萄糖可降解成2分子3- 磷酸甘油醛，并消耗2分子ATP 2分子3-磷酸甘油醛被氧化生 成2分子丙酮酸，2分子NADH2和 4分子ATPEMP途径关键步骤1. 葡萄糖磷酸化→1.6二磷酸果糖(耗能) 2. 1.6二磷酸果糖→2分子3-磷酸甘油醛 3. 3-磷酸甘油醛→丙酮酸 总反应式： 葡萄糖+2NAD+2Pi+2ADP →2丙酮酸+2NADH2+2ATPCoA ↓丙酮酸脱氢酶乙酰CoA， 进入TCA葡萄糖激活的方式•好氧微生物：通过需要Mg++和ATP的己 糖激酶 •厌氧微生物：通过磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸 转移酶系统，在葡萄糖进入细胞时即完成 了磷酸化磷酸果糖激酶•EMP途径的关键酶，在生物中有此酶就意味着 存在EMP途径 •需要ATP和Mg++•在活细胞内催化的反应是不可逆的反应。