【生物课件】第六章 微生物的新陈代谢 第三节 微生物独特合成代谢途径举例.ppt

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1、微生物学,浙江工业大学生物技术系 裘娟萍 钟卫鸿 邱乐泉 汪琨,第三节 微生物独特合成代谢途径举例,自养微生物的CO2固定 生物固氮 细胞壁肽聚糖的合成 微生物次生代谢物的合成,一、自养微生物的CO2固定,各种自养微生物在其生物氧化磷酸化、发酵和光合磷酸化中获取的能量主要用于CO2的固定。,在微生物中CO2的固定的4条途径： Calvin循环 厌氧乙酰CoA途径 逆向TCA循环途径 羟基丙酸途径,（一）Calvin循环（Calvin cycle）,Calvin循环又称Calvin-Benson循环、Calvin-Bassham循环、核酮糖二磷酸途径或还原性戊糖磷酸循环。这一循环是光能自养生物和

2、化能自养生物固定CO2的主要途径。,核酮糖二磷酸羧化酶（ribulose biphosphate carboxylase，简称RuBisCO）和磷酸核酮糖激酶（phosphoribulokinase）是本途径中两种特有的酶。,利用Calvin循环进行CO2固定的生物包括绿色植物、蓝细菌、多数光合细菌（光能自养型）和硫细菌、铁细菌、硝化细菌等（化能自养型）。,如果以产生1个葡萄糖分子来计算，则Calvin循环的总式为： 6CO212NAD(P)H218ATPC6H12O612NAD(P)18ADP18Pi,厌氧乙酰CoA途径又称活性乙酸途径（activated acetic acid pathw

3、ay）。这种非循环式的CO2固定机制主要存在于一些产乙酸菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌等化能自养细菌中。,（二）厌氧乙酰CoA途径 （activated acytyl-CoA pathway）,（三）逆向TCA循环（reverse TCA cycle）,自 学,（四）羟基丙酸途径 （hydroxypropionate pathway）,自 学,二、生物固氮,生物固氮（nitrogen-fixing organisms，diazotrophs）是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程，生物界中只有原核生物才具有固氮能力。,自 学,三、微生物结构大分子肽聚糖的生物合成,肽聚糖是绝大多数

4、原核生物细胞壁所含有的独特成分；它在真细菌的生命活动中有着重要的功能，尤其是许多重要抗生素例如青霉素、头孢霉素、万古霉素、环丝氨酸（恶唑霉素）和杆菌肽等呈现其选择毒力（selective toxicity）的物质基础；加之它的合成机制复杂，并在细胞膜外进行最终装配步骤。,青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物，即它们两者可互相竞争转肽酶的活力中心。,当转肽酶与青霉素结合后，因前后两个肽聚糖单体间的肽桥无法交联，因此只能合成缺乏正常机械强度的缺损“肽聚糖”，从而形成了细胞壁缺损的细胞，例如原生质体或球状体等，它们在渗透压变动的不利环境下，极易因破裂而死亡。,因为青霉素的

5、作用机制在于抑制肽聚糖的生物合成，因此对处于生长繁殖旺盛期的微生物具有明显的抑制作用，而对处于生长休止期的细胞（rest cell），则无抑制作用。,四、微生物次生代谢物的合成,自 学,还没有完呢，稍等片刻！,本章小结,1. 能量代谢是微生物新陈代谢的核心。,生物氧化的过程,递氢（或电子）,受氢（或电子）,脱氢（或电子）,异养微生物,生物氧化的类型,无氧呼吸产能效率次高,发酵产能效率最低,呼吸产能效率最高,自养微生物,获取ATP,非循环光合磷酸化,紫膜光合磷酸化,循环光合磷酸化,2. 分解代谢和合成代谢的联系,两用代谢途径 代谢物回补顺序 乙醛酸循环,3. 微生物独特合成代谢途径,CO2的自养固定 生物固氮 细胞壁肽聚糖的生物合成 微生物次生代谢产物的生物合成,复习思考题,1. 试图示由EMP途径中的重要中间代谢物丙酮酸出发的六种发酵类型及其各自的发酵产物。 2. 酵母酒精发酵的三种类型。 3. 乳酸发酵的类型。,下节课再见了,