微生物次级代谢及其调节课件.ppt
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- 微生物 次级 代谢 及其 调节 课件
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1、 第六章第六章 微生物次级代谢微生物次级代谢及其调节及其调节一、微生物的次级代谢一、微生物的次级代谢 1、次级代谢的概念、次级代谢的概念(1)概念:微生物在一定生长时期(一般是稳)概念:微生物在一定生长时期(一般是稳定生长期),以初级代谢产物为前体,合成一些定生长期),以初级代谢产物为前体,合成一些对微生物的生命活动没有明确功能物质的过程。对微生物的生命活动没有明确功能物质的过程。2、次级代谢产物的类型、次级代谢产物的类型u 根据产物合成途径区分类型:根据产物合成途径区分类型:(1)与糖代谢有关的类型)与糖代谢有关的类型直接由葡萄糖合成次级代谢产物:直接由葡萄糖合成次级代谢产物:例如曲霉属产生
2、的曲酸。例如曲霉属产生的曲酸。由预苯酸合成芳香族次级代谢产物:例如放线菌产生的氯霉素等。由预苯酸合成芳香族次级代谢产物:例如放线菌产生的氯霉素等。由磷酸戊糖合成次级代谢产物:由磷酸戊糖合成次级代谢产物:先合成重要的初级代谢产物核苷先合成重要的初级代谢产物核苷 类物质,进一步合成次级代谢产类物质,进一步合成次级代谢产 物。物。(2)与脂肪酸代谢有关的类型)与脂肪酸代谢有关的类型以脂肪酸为前体;以脂肪酸为前体;次级代谢产物的合成不经过脂肪酸;次级代谢产物的合成不经过脂肪酸;M(3)与萜烯和甾体化合物有关的类型)与萜烯和甾体化合物有关的类型:主要主要 由霉菌产生。由霉菌产生。(4)与)与TCA环有关
3、的类型环有关的类型从从TCA环得到中间产物,进一步合成次级产物:例如由环得到中间产物,进一步合成次级产物:例如由a-酮戊二酸还原生成戊烯酸;酮戊二酸还原生成戊烯酸;由乙酸得到的有机酸与由乙酸得到的有机酸与TCA环上的中间产物缩合生成次环上的中间产物缩合生成次级代谢产物。例如担子菌产生的松蕈酸就是由十八烷酸级代谢产物。例如担子菌产生的松蕈酸就是由十八烷酸的的a-亚甲基与草酰乙酸的羰基缩合而成。亚甲基与草酰乙酸的羰基缩合而成。u根据产物的作用区分类型:根据产物的作用区分类型:(1)抗生素;)抗生素;(2)激素;)激素;(3)维生素;)维生素;(4)毒素;)毒素;(5)色素;)色素;(6)生物碱。)
4、生物碱。二、微生物次级代谢的特征二、微生物次级代谢的特征 次级代谢产物一般不在产生菌的生长期产生,而在随后的次级代谢产物一般不在产生菌的生长期产生,而在随后的 生产期形成;生产期形成;次级代谢以初级代谢产物为前体,并受初级代谢的调节;次级代谢以初级代谢产物为前体,并受初级代谢的调节;次级代谢酶的专一性低;次级代谢酶的专一性低;种类繁多,结构特殊,含有不常见的化合物和化学键;如:种类繁多,结构特殊,含有不常见的化合物和化学键;如:抗生素、抗生素、毒素、色素、生物碱、氨基糖、苯醌、香豆素、毒素、色素、生物碱、氨基糖、苯醌、香豆素、麦角生物碱、萜烯、四环类抗生素等;如:吩嗪、吡咯、麦角生物碱、萜烯、
5、四环类抗生素等;如:吩嗪、吡咯、喹啉、聚乙烯和多烯的不饱和键等;喹啉、聚乙烯和多烯的不饱和键等;5.次级代谢产物的合成具有菌株特异性;一种微生物的不同次级代谢产物的合成具有菌株特异性;一种微生物的不同菌株可以产生分子结构迥异的次级代谢物;不同种类的微生菌株可以产生分子结构迥异的次级代谢物;不同种类的微生物也能产生同一种次级代谢物;物也能产生同一种次级代谢物;6.次级代谢产物的合成比生长对环境因素更敏感。如菌体生次级代谢产物的合成比生长对环境因素更敏感。如菌体生 长,长,磷酸盐浓度磷酸盐浓度0.3300mmol/L;产物合成,磷酸盐浓度;产物合成,磷酸盐浓度 0.110mmol/L,7.次级代谢
6、酶在细胞中具有特定的位置和结构;次级代谢酶在细胞中具有特定的位置和结构;8.由生长期向生产期过渡时,菌体形态会有所变化;由生长期向生产期过渡时,菌体形态会有所变化;次级代谢产物的合成过程是一类由多基因(基因簇)控制的次级代谢产物的合成过程是一类由多基因(基因簇)控制的 代谢过程;这些基因不仅位于微生物的染色体中也位于质代谢过程;这些基因不仅位于微生物的染色体中也位于质粒粒 中,且后者的基因在次级代谢产物的合成过程中往往起主中,且后者的基因在次级代谢产物的合成过程中往往起主导导 作用。作用。三、次级代谢产物的生物合成三、次级代谢产物的生物合成(一)次级代谢产物的(一)次级代谢产物的构建单位构建单
7、位的的和和 生源指的是代谢产物分子中构建单位的各种原子的起源:一生源指的是代谢产物分子中构建单位的各种原子的起源:一般次级代谢产物的生源都是直接或间接地来自于微生物代谢过般次级代谢产物的生源都是直接或间接地来自于微生物代谢过程中产生的一些中间物和初级代谢产物。程中产生的一些中间物和初级代谢产物。生物合成指的是各构建单位在多种酶的作用下合成次级代生物合成指的是各构建单位在多种酶的作用下合成次级代 谢产物的过程。谢产物的过程。(二)次级代谢产物的生物合成步骤(二)次级代谢产物的生物合成步骤小分子建筑单位(前体,进入次级代谢)的形成;小分子建筑单位(前体,进入次级代谢)的形成;u 中间体中间体:对初
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