微生物的代谢

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1、第三章 微生物的代谢第一节 微生物代谢的研究方法第二节 微生物的产能代谢第三节 微生物的合成代谢第四节 微生物的次级代谢第五节 微生物的代谢调节 新陈代谢简称代谢，是微生物生命活动的基本特征之一，是微生物生理学的核心，它包括微生物体内所进行的全部化学反应的总和。 微生物的代谢作用包括分解代谢和合成代谢： 分解代谢：有机物分解为简单物质并产生能量的 过程。 合成代谢：消耗能量以生成一系列细胞自身大分 子过程。 分解代谢与合成代谢两者在细胞内是偶联的。复杂有机物 能量 简单小分子 分解代谢 合成代谢 在研究代谢作用中，一般把具有明确的生理功能，对维持生命活动不可缺少的物质代谢过程，称为初级代谢，代

2、谢产物称为初级代谢产物，如氨基酸，核苷酸，糖，脂肪酸和维生素等，而把些没有明确的生理功能，似乎并不是维持生命活动所必须的物质的代谢过程称为次级代谢，代谢产物称为次级代谢产物，如色素、抗生素，毒素，激素和生物碱等，尽管微生物代谢过程十分错综复杂，但体内的调控系统却能严格地控制着各种代谢过程，使之有条不紊。 微生物除了具有生物体的共有的代谢规律之外，还有自身的代谢特点，有如下几方面：a.微生物的代谢速率快，有的代时间仅20；b.微生物种类繁多，各种微生物对营养要求与代谢方式均不相同，有的可以进行化能自养或异养，有的进行光能自养或异养，表现了代谢的多样性；c.微生物具有高度适应能力，当外界环境条件如

3、培养基成分，PH及温度，供氧等发生改变时，微生物能改变自身的代谢方式，适应改变了的环境。 微生物还具有易于人工控制的特点。在某些特殊因素（诱变因素）的作用下容易发生变异，这样微生物可作为研究生物体代谢规律的理想材料。 目前对微生物代谢的研究，已经历了分析微生物的营养和代谢途径的研究阶段，正在进行着代谢调节和代谢产物组建细胞器的研究阶段。这样使细胞代谢的研究从数量代谢（即蛋白质的变化）向着向量代谢（即空间变化）的水平发展，通过微生物代谢的研究，不但推动了微生物生理学的发展，而且也推动了整个生物科学的发展，同时，也促进了微生物工业的发展。第一节 微生物代谢的研究方法一、静息细胞法二、同位素示踪法三

4、、极谱分析法四、瓦勃格压力计法五、突变株的应用六、酶抑制剂法 研究微生物代谢的方法很多，采取哪种方法进行研究，要根据研究的目的作出选择。当研究微生物个体或群体对各种物质的分解和合成途径以及内外因子对代谢过程的影响时，应采用整体细胞为试验材料，或者用亚细胞组分、细胞内的酶进行研究。要研究某物质在微生物体内的变化过程及其与其它物质的关系时，常用同位素示踪法。近年来还利用极谱分析技术研究代谢过程中物质变化，研究呼吸作用使用瓦勃格压力计法等。一、静息细胞法 这是从整体细胞水平进行研究的方法。所谓静息细胞是将培养到一定阶段的菌体，收集在一起经洗涤之后，悬浮在生理盐水中继续培养一段时间，消耗其内源营养物质

5、，使之是饥饿状态，如此获得的为静息细胞，加入已知物质，利用静息细胞内的酶系进行分解或合成作用，对所得产物进行分析，判断代谢过程。 利用静息细胞可以帮助发现新的生长素，硫辛酸就是这样被发现的，但这种方法使用的是完整细胞，难以了解物质代谢的中间过程。此外，由于细胞膜的存在，某些物质不能通过膜，会造成误差。二、同位素示踪法 同位素特别是放射性同位素，放射出射线，可以用仪器测定，此时，射线就是放射性同位素的特殊标记，根据射线的存在就能追踪它运动的途径，所以也叫示踪原子或标记原子。放线性原子容易辩认和寻找，又不改变原子的代谢性质，因此适用于研究物质参与新陈代谢的过程，例如在研究微生物的糖代谢中，糖降解中

6、放出CO2用14C将糖不同位置的C进行标记，能了解释放的CO2来自糖的第几位碳，确定糖降解的途径。应用同位素示踪法研究代谢活动准确，简便而且灵敏，但放射性对人体有损害，使用时应注意防护。三、极谱分析法 极谱分析是一种特殊条件下的电解分析，通过电解测试代谢途径中的物质种类的浓度，本方法具有灵敏度高、重复性好，测定快速及样品用量少等特点。四、瓦勃格压力计法 本方法是利用瓦勃格氏呼吸计来研究微生物学代谢过程如呼吸、发酵，酶的活性等。五、突变株的应用 突变株大致可分为两类：营养缺陷型突变株和特异营养突变株。 利用突变株，可观察微生物代谢的中断或抑制位的物质，从而繁代谢的整体途径，测得中断位前的物质积累

7、。六、酶抑制剂法在研究微生物的代谢作用时，常常利用各种具有专一作用的抑制剂来推测代谢作用的过程。第二节 微生物的产能代谢一、能量来自有机物二、能量来自无机物 三、能量来自可见光 微生物进行的一切生理活动都要消耗能量，不但生长需要，当不生长而只是维持生命的状态时也需要能量。鞭毛的运动，原生质的流动，细胞或细胞核分裂过程中染色体的分离等所作的机械功都要消耗能量，另外维持细胞的渗透压，物质的跨膜运输也需要消耗能量，生物发热，发光等。那么微生物体内的能量从何而来，这是微生物生理学的最核心问题之一。 ATP的结构ATP的生成底物水平磷酸化氧化磷酸化光合磷酸化1,3-二磷酸-甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油

8、酸激酶ADPATP底物物水平磷酸化 底物水平磷酸化可形成多种含高能磷酸键的产物，诸如EMP途径中的1,3-二磷酸甘油酸和磷酸烯醇丙酮酸，异型乳酸发酵中的乙酰磷酸，以及TCA循环中的琥珀酰-CoA等。 氧化磷酸化在化能异养微生物中，由底物脱氢产生的高能电子通过电子传递链（呼吸链）传递，在逐步降低能量的同时把能量转移给ADP，以生成ATP。在酵母中，一对电子通过呼吸链可以产生3个ATP，而在细菌中只产生1个。真核生物的电子传递链位于线粒体中，细菌中位于细胞膜或内膜上光合磷酸化 在进行光合作用的生物中，光合色素（叶绿素、菌绿素）吸收光能， 产生高能电子，高能电子沿电子传递链传递，在降低能量的同时把能

9、量转移给ADP，以产生ATP，或转移给NADP以产生NADPH2（还原力）。微生物的氧化方式有氧呼吸发酵无氧呼吸有氧呼吸最终电子受体为O2的生物氧化。电子传递链把化合物脱下的氢传递，最终交给O2，生成H2O。通过呼吸作用有机物被彻底氧化成CO2和H2O,并释放其中能量,一部分能量转移到ATP中,一部分以热的形式散失.进行有氧呼吸的微生物都是需氧菌和兼性厌氧菌。发酵发酵可分为狭义发酵和广义发酵。狭义发酵：生物氧化中最终电子受体无氧时以有机物为最终电子受体，不使用电子传递链，只发生基质水平磷酸化。广义发酵：在发酵工业常把利用微生物的生产过程称为广义发酵。3.3 类型 反应 丙酮酸来源 酒精发酵 2

10、ADP 2ATP 酵母 葡萄糖 2CH3COCOOH EMP 2NAD 2NADH2 2CH3CH2OH 2CH3CHO 细菌 葡萄糖 2CH3COCOOH ED 2NAD 2NADH2 2CH3CH2OH 2CH3CHO 不同的菌产生的特征性还原产物不同，因此可形成不同类型发酵： 类型 反应 丙酮酸来源 乳酸发酵 同型乳酸发酵(德氏乳杆菌) 葡萄糖 CH3COCOOH EMP 2NAD 2NADH2 CH3CHOHCOOH 异型乳酸发酵(肠膜状明串珠菌) 葡萄糖+ADP 乳酸+乙醇+CO2+ATP HMP 丁酸发酵 丁酸梭菌 丙酮酸 乙酰辅酶A 乙酰乙酰辅酶A EMP 丁酸、乙酸、H2+ C

11、O2 最终电子受体为无机氧化物的氧化过程。 根据电子受体不同，又可分为不同类型： 类 别 电子受体 产 物 电子传递链上 作用 微生物特点 最后一个酶 硝酸盐呼吸NO3- NO2-、N2 硝酸盐还原酶 反硝化 兼厌氧 NO、N2O 硫酸盐呼吸SO42- SO32-、S2O32 硫酸盐还原酶 反硫化 专性厌氧 H2S 硫呼吸S0 HS-, S2- 反硫化 兼性/专性厌氧 无氧呼吸 类 别 电子受体 产 物 电子传递链上 作用 微生物特点 最后一个酶 铁 呼 吸 Fe3+ 兼/专厌氧 碳酸盐呼吸 CO2、HCO3- CH4 生成甲烷 专性厌氧 延胡索酸呼吸 延胡索酸 琥珀酸 兼厌氧一、能量来自有机

12、物1大分子的降解 2二糖的分解 3单糖的分解 4脂肪和脂肪酸的分解 5含氮化合物的分解 6其它有机物的分解 7内源性代谢物的分解 微生物的分解代谢是一个生物氧化的过程，分三阶段即脱氢、递氢、受氢。脱氢递氢受氢1大分子的降解 淀粉，纤维素，果胶，蛋白质，核酸等大分子化合物不能通过细胞质膜，它们需要微生物产生的胞外酶水解成小分子化合物，才能被微生物吸收利用，虽然这些大分子水解成单体时不产生可被利用的能量，但这一步骤是为小分子进一步氧化产能做准备的。2二糖的分解 很多二糖能被微生物分解利用，如蔗糖，麦芽糖，乳糖；纤维二糖等，分解二糖的酶结合于细胞表面或存在于细胞内，结合于细胞壁上的水解酶，易水解利用

13、二糖，位于细胞内的水解酶，其水解作用不仅受水解酶本身限制，还受细胞渗透酶系的限制。3单糖的分解 按照单糖所含的C原子的数目可分丙糖、丁糖、戊糖、已糖、庚糖、辛糖、壬糖。其中已糖中的葡萄糖和果糖是异养微生物的良好碳源和能源，能真接进入糖代谢途径被分解。 在单糖分解途径中葡萄分解为的丙酮酸的途径最为重要，这在微生物中至少有五种途径，但通常这么三种途径尤为重要，EMP途径（又称已糖二磷酸途径或酵解途径），HMP途径（又称磷酸戊糖途径），ED途径（又称已糖磷酸途径），请同学的自己复习普通微生物学。4脂肪和脂肪酸的分解 脂肪和脂肪酸只能做为部分微生物的碳酸和能源。 5含氮化合物的分解 含氮化合物主要包括

14、蛋白质、核酸及水解产物如氨基酸、嘌呤、嘧啶等，这些物质通常不能被微生物直接吸收，而是将这两类物质先在胞外酶水解成小分子的氨基酸和碱类才能被细胞所吸收。 6其它有机物的分解 微生物可以利用烃类、芳香烃（苯）、一碳化合物（CO、CH4、CH3OH、CH3O、甲醚，甲胺），二碳化合物（乙酸，乙醇，乙醛，草酸）的氧化，获得能量。7内源性代谢物的分解 内源性化生物是指微生物细胞内特种能量储藏物，包括碳水化合物（多聚葡萄糖、糖源），脂类（多聚-羟基丁酸），多聚磷酸等。 二、能量来自无机物 少数细菌可以从氧化无机物中获得能量，同化合成细胞物质，根据氧化无机物的种类，可将无机化能细菌分为氢细菌、硝化细菌、硫化

15、细菌、铁细菌。 1氢细菌 2氨的氧化 3硫的氧化 4铁的氧化 1氢细菌 氢细菌都是一些呈G-的兼性化能养自养菌，它们能利用分子氢氧化产生的能量同化CO2，也能利用其它有机物进行生长。2氨的氧化 氨的氧化可分两个阶段，先由亚硝酸细菌将氨氧化成亚硝酸，再由硝酸细菌将亚硝酸氧化为硝酸。 3硫的氧化 硫杆菌能利用硫作为能源而生长，其中多数硫杆菌是通过氧化硫代硫酸盐获得能量的。 4铁的氧化 铁的微生物转化通过两条途径，a.通过专一的微生物；b.通过非专一的微生物。三、能量来自可见光 光合作用是自然界一个极其重要的生物学过程，除高等植物外，还有光合微生物如藻类、蓝细菌和光合细菌，光合作用本质是指生物将光能

16、转变为化学能，并以稳定形式贮藏的过程，前者指光反应阶段，后者指暗反应阶段。 1紫色细菌的光能转化 2绿色细菌的光能转化 3蓝绿细菌的光能转化 4嗜盐细菌的光能转化 1紫色细菌的光能转化其特点是：利用波长为870nm的光波；环式电子传递；在异养时一般不能直接还原NAD+为NADH。 2绿色细菌的光能转化其特点是：利用波长为840nm的光波；环式电子传递；通过FeS蛋白能直接还原NADH。 3蓝绿细菌的光能转化其特点是：非环式电子传递；不仅能产生ATP，还能提供NADH；光波较宽。4嗜盐细菌的光能转化 这是一类好氧的极端嗜盐的生物，其光合系统较一般光合细菌更简单，它不含有叶绿素和常规的氧化还原载体

17、。 第三节 微生物的合成代谢一、CO2的固定二、二碳化合物的同化 三、糖类的合成四、脂类的合成五、生物固氮 六、氨基酸的生物合成 七、核苷酸的合成 八、核酸的合成 九、蛋白质的生物合成 在第二节中讨论了微生物如何将光能和化学能转变为生物能量的过程，这里阐明的是微生物利用这些能量合成细胞物质的过程。自养微生物具有巨大的生物合成能力，尤其是严格的自养微生物，它们不需要任何有机物，只利用无机物就能合成全部细胞物质，异养微生物合成细胞物质所需的小分子来自有机化合物，这些小分子物质可以从外界吸收，但更多的是靠分解营养物质获得。 一、CO2的固定CO2是自养微生物的唯一碳源，异养微生物也能利用CO2作为补

18、助的碳源。将空气中的CO2同化成细胞物质的过程称为CO2固定作用。CO2的固定方式有自养型和异养型两种。1.自养型CO2固定：自养微生物包括光能自养和化能自养，固定CO2的途径有三条（二磷酸核酮糖环，即卡尔文循环固定；还原三羧酸环；还原的单羧酸环）。 卡尔文循环固定CO2的过程可分为三个阶段：CO2的固定；被固定CO2的还原；CO2受体的再生。 2.异养型CO2固定：异养型CO2的固定主要是合成TCA环的中间产物。卡尔文循环的三个阶段示意图 二、二碳化合物的同化主要通过：乙醛酸循环： 参与TCA途径，比较普遍地存在于好氧微生物。甘油酸途径：主要是补充TCA的中间产物。三、糖类的合成 无论是自养

19、微生物还是异养微生物其合成单糖的途径都是通过EMP途径的逆行而合成6-磷酸葡萄糖，然后再转化为其它的糖或双糖的及多糖。 四、脂类的合成 脂类包括脂肪酸，脂肪和磷脂，萜烯及其化合物的合成，其途径与生化上一致。 五、生物固氮 微生物将氮还原成氨的过程称为生物固氮，生物固氮作用是固氮微生物物一种特殊生理功能，现在已发现大约近50个属的微生物可以固氮，都属原核微生物。 微生物的固氮体系有： 自生固氮体系 共生固氮体系 联合固氮体系自生固氮体系能独立生活并固氮的微生物属于自生固氮微生物。常见的种类有：好气性异养固氮菌：圆褐固氮菌等；厌气性异养固氮菌：梭菌属某些种；兼性异养固氮菌：芽胞杆菌属某些种；光合固

20、氮菌：红螺菌属； 固氮蓝细菌：鱼腥藻、念珠藻等。共生固氮体系根瘤菌与豆科植物的共生固氮 根瘤菌固氮强度远比自生固氮体系高得多。根瘤菌的固氮作用与植物的生理状况有关。弗兰克氏菌与非豆科植物的共生固氮蓝细菌与植物的共生固氮联合固氮体系主要生活在植物根的粘质鞘套内或皮层细胞间的固氮菌，与植物有一定的专一性，单并不形成特定的共生结构，这种关系为联合固氮体系。常见种类：雀稗固氮菌、固氮螺菌、克氏杆菌、肠杆菌。固氮酶固氮微生物的固氮作用是微生物产生的固氮酶完成的。在以N2作氮源时，微生物必须合成大量固氮酶才能适宜于它的生长，有时固氮酶可达细胞总蛋白量的30%。固氮酶是氮气还原的生物催化剂，微生物可在常温常

21、压条件下利用固氮酶将氮还原成氨。固氮酶的结构比较复杂，它的分子量很大，一般都含有2种蛋白组分，即钼铁蛋白和铁蛋白。两个组分单独存在时都没有固氮作用，只有当这两个组分同时存在才构成具有功能的固氮酶。铁蛋白被认为是活化电子的中心，也称为固氮酶的还原酶。而钼铁蛋白被认为是固氮酶的催化中心，是真正的固氮酶。固氮酶具有多种催化作用，除还原分子态氮为NH3外，还催化许多底物的还原作用。当固氮菌生活在缺N2条件下时，其固氮酶可将H+全部还原成H2；在有N2条件下，固氮酶也总是把75%的还原力去还原N2，而把另外25%的还原力以形成H2的方式浪费了。固氮酶对氧气敏感，分子态氧可使其钝化而失活，所以固氮酶的催化

22、作用必须在无氧条件的低氧化还原电位下进行。不同类型的固氮细菌在细胞内都具有自己的防氧机制根瘤菌的豆血红蛋白等以保证固氮作用的进行。固氮作用是高耗能的反应，为节省能量消耗，固氮生物只是在没有现成的无机氮化物作为营养物质时才进行固氮作用，将N2还原为氨。在固氮微生物细胞内，它们具有一套复杂而高效的机制，用来调节微生物自身对氮素的吸收和同化。 固氮条件是：低的氧分压；ATP、电子供体、电子递体；快速的同化和转移NH3的系统。 目前国内在生物固氮方面的领军人物：陈文新李季伦生物固氮研究的愿景：实现常温常压合成氨建立多种共生固氮体系六、氨基酸的生物合成氨的来源：直接从外界环境吸收；体内含氮化合物的分解；

23、通过固氮作用合成；由硝酸还原作用生成。硫上来源：大多数微生物可以环境中吸收硫酸盐，并以此作为硫的供体。碳架的来源：来自糖代谢产生的中间产物。合成途径：氮基化作用；转氨作用；由初生氨基酸合成次生氨基酸。 第四节 微生物的次级代谢一、次级代谢的类型 二、次级代谢产物的生物合成 三、次级代谢的特点 四、次级代谢的生理功能一、次级代谢的类型次级代谢产物种类繁多，区分无统一标准，有的按照次级代产物的产生菌，有的根据次级代谢产物的结构或作用，有的根据次级代谢产物合成途径。1.根据产物合成途径可以分为四种类型，与糖代谢有关的类型，与脂肪酸代谢有关的类型，与萜烯和甾体化合物有关的类型，与TCA环有关的类型。2

24、.根据产物作用可以区分为抗生素，激素，生物碱，毒素及维生素。 二、次级代谢产物的生物合成合成过程可以概括为如下模式：营养物质（C、N、P、S等） 前体 次级代谢产物进入次级代谢质大约经过三个步骤： 第一步前体合成、第二步结构修饰、第三步不同组分的装配。1青霉素和头孢菌素的生物合成；2链霉素的生物合成；3四环素族抗生素的生物合成，包括金霉 素，土霉素，四环素等；4赤霉素的生物合成；5麦角碱的生物合成。三、次级代谢的特点1次级代谢以初级代谢产物为前体，并受初级代谢的调节；2次级代谢产物一般在菌体生长后期合成；3次级代谢酶的专一性低；4次级代谢产物的合成具有菌株特异性；5次级代谢可能与质粒有关。四、

25、次级代谢的生理功能1次级代谢可以维持初级代谢的平衡；2次级代谢产物是贮藏物质的一种形式；3使菌体在生存竞争中占优势；4与细胞分化有关。第五节 微生物代谢调节一、代谢调节的环节二、酶活性调节三、酶合成的调节 代谢调节是指微生物的代谢速度和方向按照微生物的需要而改变的一种作用。代谢调节主要是酶量和酶活性的调节，即酶合成的诱导与阻遏，酶功能的抑制与激活。前者是在遗传学水平上发生的，涉及到基因的表达和阻遏，后者是在酶化学水平上发生的，涉及到酶的别构调节和共价修饰对酶活性的影响。此外，细胞膜的透性对代谢调节也有具个重要的意义。一、代谢调节的环节1.细胞透性的调节2.代谢途径区域化 3.代谢流向的控制 4

26、.代谢速度的控制 1.细胞透性的调节 细胞膜直接影响着物质的吸收和代谢产物的分泌，从而影响到细胞内代谢的变化，细胞膜透性的调节是微生物代谢调节的重要方式，由它控制着营养物质的吸收。2.代谢途径区域化 原核微生物细胞结构虽然简单，他也划分出不同的区域，对于某一代谢途径有关的酶系则集中某一区域，以保证这一代谢途径的酶促反应顺利进行，避免了其它途径的干扰。 3.代谢流向的控制 微生物在不同条件下可以通过控制各代谢途径中某个酶促反应的速率来控制代谢物的流向，从而保持机体代谢的平衡，这种控制按这两种方式进行。 由一个关键酶控制的可逆反应； 由两种酶控制的逆单向反应。 由一个关键酶控制的可逆反应 由同一个

27、酶催化的可逆反应往往可以通过不同的辅基（或辅酶）控制代谢物的流向。 如，谷氨酸脱氢酶以NADP+为辅酶时，主要催化谷氨酸的合成，而以NAD+为辅酶时，则催化谷氨酸的分解。 谷氨酸脱氢酶 NADP+ -酮戊二酸 +NH3 谷氨酸 + H2O NAD+ 又如，3-磷酸甘油醛脱氢酶，在EMP途径中催化3-磷酸甘油醛氧化成1，3-二磷酸甘油酸，但在Calvin循环中则催化1，3-二磷酸甘油酸还原成3-磷酸甘油醛，前者是以NAD+为辅酶，后者以NADP+为辅酶。 3 -磷酸甘油醛脱氢酶 NAD+ 3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸 NADP+由两种酶控制的逆单向反应 磷酸果糖激酶a 6-磷酸果糖+AT

28、P 1,6-二磷酸果糖+ADP 1,6-二磷酸果糖酯酶b 1,6-二磷酸果糖 + H2O 6-磷酸果糖+ Pi 己糖激酶 a 葡萄糖+ATP 6-磷酸葡萄糖 + ADP 6-磷酸葡萄糖酯酶b 6-磷酸葡萄糖 + H2O 葡萄糖+ Pi4.代谢速度的控制 在不可逆反应中，微生物通过调节酶的活性和酶量来控制代谢物的流量。酶活性和酶量是代谢调节的核心。 二、酶活性调节 酶活性调节是指通过改变酶分子的化学结构或空间构象来调节其催化活性从而改变反应速率。酶活性的调节是通过激活或抑制已有酶的活性而实现的，其特点是调节速度快。酶活性调节受多种因素的影响：底物和产物的性质和浓度、环境因子如pH等。 1. 激活

29、作用激活作用 2. 抑制作用抑制作用 3. 酶活性调节的分子机理酶活性调节的分子机理 1. 激活作用在某些物质的作用下，使原来无活性的酶变成有活性，或使原来活性低的酶提高了活性都称为酶的激活或活化。凡能提高酶活性的物质称为激活剂。酶的激活不同于酶原的激活。酶原的激活是指无活性的酶原变成有活性的酶，常拌有抑制肽的水解，而酶的激活不伴有一级结构的改变。激活剂通常是金属离子 激活作用有两种情况 前体激活：即代谢途径中后面的酶促反应，可被该途径中前面的一个中间产物所促进。 Ed A B C D E 反馈激活，即指代谢产物对该代谢途径的前面的酶起激活作用。 Ed A B C D E2. 抑制作用 由于某

30、种物质的存在，使酶的活性降低或失去活性，称为抑制。抑制作用可以是不可逆的，这将造成酶活性的永久性丧失；抑制作用也可以是可逆的，即当抑制剂去除后，酶的活性又可恢复。造成可逆的或不可逆的抑制与抑制剂及酶的性质有关。在微生物体内代谢调节过程中所发生的抑制作用主要是可逆的，而且大多是属于反馈抑制。直线形代谢途径的反馈调节模式 Ea Eb Ec A B C D X 直线顺序反馈抑制作用模式 A B C D分枝顺序反馈抑制的模式 分枝同功酶反馈抑制的模式 分枝协同反馈抑制的模式 分枝累积反馈抑制的模式 40%30%分枝增效反馈抑制的模式 40%30%3.酶活性调节的分子机理 酶活性调节的机理可以用酶的别构

31、理论和酶分子的化学修饰理论来说明。前者是通过酶分子空间构型上的变化引起酶活性的改变；后者则是通过酶分子本身的化学组成上的改变造成酶活性的变化。 三、酶合成的调节 酶合成调节通过酶量的变化来控制代谢的速率，方式有两种类型： 1.酶合成的诱导 2.酶合成的阻遏 3.酶合成调节的遗传机制1.酶合成的诱导 根据酶合成对底物的依赖关系，可把酶分为两类，一类是诱导酶，另一类是组成酶，也叫固有酶，诱导作用可表现出两种情况： 协同诱导 即一种诱导剂可以同时诱导 产生若干种酶的现象； 顺序诱导 即一种诱导剂可以连续诱导 产生一系列酶的现象。2.酶合成的阻遏 阻止酶合成的现象为酶合成的阻遏，阻遏酶合成的物质称为阻

32、遏物。如果阻遏物是被阻遏生成的酶（或酶系）所催化生成的终点物，则这种阻遏现象称为终点产物反馈阻遏，如果阻遏物是其分解代谢的产物，则称为分解代谢阻遏。3.酶合成调节的遗传机制（操纵子学说）乳糖操纵子半乳糖操纵子阿拉伯糖操纵子色氨酸操纵子本章复习思考题1试叙微生物代谢的特点。2举出当前微生物代谢的研究方法。3微生物进行生命活动的能量从哪几方面来？4在单糖分解中，从葡萄糖分解为丙酮酸微生物有哪几种常见途径？5微生物的合成代谢有哪些方面？6何谓微生物的初级代谢，何谓微生物的次级代谢？7微生物次级代谢有哪几种类型？8微生物次级代谢的特点有哪些？9微生物代谢的调节方式有哪几种？10酶合成调节有两种类型？11酶活性调节通过什么实现的？12酶活性调节受哪些因素的影响？13何谓酶的激活？何谓酶的激活剂？14酶激活作用有哪两种情况？15何谓酶的抑制？抑制作用有哪些特点？16直线反馈调节模式有哪两种？17分枝反馈抑制的模式有哪几种？