单元七代谢控制发酵课件.ppt
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- 单元 代谢 控制 发酵 课件
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1、单元七单元七 代谢控制发酵代谢控制发酵 代谢控制发酵代谢控制发酵是利用遗传学或其它生物是利用遗传学或其它生物化学的方法,人为地在脱氧核糖核酸(化学的方法,人为地在脱氧核糖核酸(DNADNA)的分子水平上,改变和控制微生物的代谢,的分子水平上,改变和控制微生物的代谢,使有用的代谢产物大量生成、积累的发酵使有用的代谢产物大量生成、积累的发酵技术。技术。任务一任务一 酶活性调节酶活性调节一、酶活性调节的概念及内容一、酶活性调节的概念及内容1 1酶的活性调节:指一定数量的酶酶的活性调节:指一定数量的酶,通过其通过其分子结构的改变来调节其催化反应的速率。分子结构的改变来调节其催化反应的速率。是酶分子水平
2、上的一种代谢调节。是酶分子水平上的一种代谢调节。酶的激活作用酶的激活作用2 2内容内容 酶的抑制作用酶的抑制作用二、酶的激活作用二、酶的激活作用(一)(一)定义:定义:在某个酶促反应系统中,某种在某个酶促反应系统中,某种低分子量的物质加入后,导致原来无活性低分子量的物质加入后,导致原来无活性或者活性很低的酶转变为有活性或者活性或者活性很低的酶转变为有活性或者活性提高,使酶促反应速率提高的过程。提高,使酶促反应速率提高的过程。凡能提高酶活性的物质称为凡能提高酶活性的物质称为激活剂激活剂。(二)类型(二)类型 属于代谢调节的激活作用主要是指代谢属于代谢调节的激活作用主要是指代谢物对酶的激活,这类激
3、活作用主要有两种。物对酶的激活,这类激活作用主要有两种。三、酶的抑制作用三、酶的抑制作用(一)定义:在某个酶促反应系统中,某种低分子(一)定义:在某个酶促反应系统中,某种低分子量的物质加入后,导致酶活力降低的过程。量的物质加入后,导致酶活力降低的过程。酶活性的抑制主要是反馈抑制,它主要表现酶活性的抑制主要是反馈抑制,它主要表现在某代谢途径的末端产物(即终产物)过量时,在某代谢途径的末端产物(即终产物)过量时,这个产物可反过来直接抑制该途径中第一个酶这个产物可反过来直接抑制该途径中第一个酶(变构酶变构酶)的活性,促使整个反应过程减慢或停)的活性,促使整个反应过程减慢或停止,从而避免了末端产物的过
4、多累积。止,从而避免了末端产物的过多累积。(二)反馈抑制的类型(二)反馈抑制的类型直线式代谢途径中的反馈抑制直线式代谢途径中的反馈抑制 分支代谢途径中的反馈抑制分支代谢途径中的反馈抑制 在分支代谢途径中,因为有多个终端在分支代谢途径中,因为有多个终端产物,所以反馈抑制的情况较为复杂。为产物,所以反馈抑制的情况较为复杂。为避免在一个分支上的产物过多时不致同时避免在一个分支上的产物过多时不致同时影响另一分支上产物的供应,微生物已发影响另一分支上产物的供应,微生物已发展出多种调节方式。展出多种调节方式。例如:乳糖发酵短杆菌的例如:乳糖发酵短杆菌的AKAK酶受酶受ThrThr和和LysLys的增效抑制
5、。的增效抑制。3 3、终产物的累积性抑制终产物的累积性抑制 判别特征是:判别特征是:每一分支途径的末端产物每一分支途径的末端产物按一定百分率单独抑制共同途径中前面的酶,按一定百分率单独抑制共同途径中前面的酶,所以当几种末端产物共同存在时,它们的抑所以当几种末端产物共同存在时,它们的抑制作用是累积的。制作用是累积的。并且各终产物的反馈抑制并且各终产物的反馈抑制作用互不影响,指既无协作也无对抗。作用互不影响,指既无协作也无对抗。4 4、顺序反馈调节、顺序反馈调节 图图 枯草杆菌芳香族氨基酸合成途径中的顺序反馈抑制枯草杆菌芳香族氨基酸合成途径中的顺序反馈抑制5 5、同功酶调节、同功酶调节 四、酶活性
6、调节的机理四、酶活性调节的机理 变构酶理论:变构酶为一种变构蛋白,酶分子变构酶理论:变构酶为一种变构蛋白,酶分子空间构象的变化空间构象的变化 影响酶活。其上具有两个以上立影响酶活。其上具有两个以上立体专一性不同的接受部位,一个是活性中心,另一体专一性不同的接受部位,一个是活性中心,另一个是调节中心。个是调节中心。活性位点:与底物结合活性位点:与底物结合 与抑制剂结合与抑制剂结合,构象变化构象变化,不能与底物结合不能与底物结合 变构位点变构位点 与激活剂结合与激活剂结合,构象变化构象变化,促进与底物结合促进与底物结合 任务二任务二 酶合成的调节酶合成的调节 一、酶合成调节的概念及定义一、酶合成调
7、节的概念及定义1 1定义:酶合成的调节是一种通过调节酶的合成量定义:酶合成的调节是一种通过调节酶的合成量进而调节代谢速率的调节机制,这是一种在基因进而调节代谢速率的调节机制,这是一种在基因水平上(在原核生物中主要在转录水平上)的代水平上(在原核生物中主要在转录水平上)的代谢调节。谢调节。酶合成的诱导作用酶合成的诱导作用2 2内容内容 酶合成的阻遏作用酶合成的阻遏作用二、酶合成的诱导作用二、酶合成的诱导作用1 1定义:在某种化合物(包括外加的和内源性定义:在某种化合物(包括外加的和内源性的积累)作用下,导致某种酶合成或合成速的积累)作用下,导致某种酶合成或合成速率提高的现象。率提高的现象。2 2
8、与诱导作用相关的酶类与诱导作用相关的酶类据酶的合成与环境影响的不同关系,将酶分为:据酶的合成与环境影响的不同关系,将酶分为:(1 1)组成酶:它们的合成与环境无关,随菌体)组成酶:它们的合成与环境无关,随菌体形成而合成,是细胞固有的酶,在菌体内的形成而合成,是细胞固有的酶,在菌体内的含量相对稳定。如糖酵解途径(含量相对稳定。如糖酵解途径(EMPEMP)有关的)有关的酶。酶。(2 2)诱导酶:只有在环境中存在诱导剂时,)诱导酶:只有在环境中存在诱导剂时,它们才开始合成,一旦环境中没有了诱导它们才开始合成,一旦环境中没有了诱导剂,合成就终止剂,合成就终止 。诱导酶的底物诱导酶的底物诱导物(剂)诱导
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