次級代謝產(chǎn)物合成.ppt

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1、次級代謝產(chǎn)物的生物合成第一節(jié)微生物的代謝產(chǎn)物初級代謝：指與微生物的生長繁殖有密切關(guān)系的代謝活動。初級代謝產(chǎn)物：指與微生物生長繁殖有密切關(guān)系的代謝產(chǎn)物，如氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、核苷酸、維生素、脂肪酸等。初級代謝產(chǎn)物的特點(diǎn)菌體生長繁殖所必須的物質(zhì)各種微生物所共有的產(chǎn)物了解代謝調(diào)控機(jī)制打破菌體代謝調(diào)控次級代謝及次級代謝產(chǎn)物次級代謝：指微生物在一定的生長時期（一般是穩(wěn)定期），以初級代謝產(chǎn)物為前體，合成一些對微生物的生命活動沒有明確功能的物質(zhì)的過程。次級代謝產(chǎn)物：與微生物生長繁殖無關(guān)的一些代謝產(chǎn)物，如抗生素、色素、生物堿、毒素等。一．次級代謝產(chǎn)物的特征（1）次級代謝產(chǎn)物一般不在產(chǎn)生菌的生長期

2、產(chǎn)生，而是在隨后的生產(chǎn)期形成。避免生長受其自身產(chǎn)物的抑制培養(yǎng)液中缺乏某種營養(yǎng)物質(zhì)或者前體物質(zhì)的積累起到誘導(dǎo)作用或編碼次級代謝產(chǎn)物的基因從分解代謝物阻遏中解脫出來所致。（2）次級代謝物種類繁多，含有不尋常的化學(xué)鍵（3）一種菌可以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)相近的一族抗生素產(chǎn)黃青霉可產(chǎn)生至少10種不同青霉素（4）一族抗生素各組分的多少取決于遺傳與環(huán)境因素。源于次級代謝物合成所涉及的酶特異性較低;對底物作用不完全;同一底物可被多種酶催化。（5）一種微生物的不同菌株可以產(chǎn)生多種在分子結(jié)構(gòu)上完全不同的次級代謝產(chǎn)物。產(chǎn)黃青霉（6）次級代謝物的合成對環(huán)境因素特別敏感，其合成信息受環(huán)境因素的調(diào)節(jié)用于青霉菌的二種培養(yǎng)基

3、：Raulin培養(yǎng)基：葡萄糖5%、酒石酸0.27%、酒石酸銨0.27%、磷酸氫二銨0.04%、硫酸鎂0.027%、硫酸銨0.017%、硫酸鋅0.005%、硫酸亞鐵0.005%Czapek——Dox培養(yǎng)基：葡萄糖5%、硝酸鈉0.2%、磷酸氫二鉀0.1%、氯化鉀0.05%、硫酸鎂0.05%、硫酸亞鐵0.001%（7）微生物由生長期向生產(chǎn)期過渡時，菌體形態(tài)學(xué)上會發(fā)生一些變化（8）微生物的次級代謝產(chǎn)物的合成過程是一類由多基因控制的代謝過程這些基因不僅在微生物染色體上，而且也位于質(zhì)粒上。二、初級代謝與次級代謝的關(guān)系初級代謝為次級代謝提供前體化合物初級代謝中間體修飾為次級代謝終產(chǎn)物的方式生物氧

4、化與還原（醇與羰基的氧化、雙鍵的引入或還原）生物甲基化（甲硫氨酸為供體，常出現(xiàn)在合成最后一步）生物鹵化（對于分子上含有鹵素的次級代謝物很重要）代謝調(diào)控學(xué)者認(rèn)為抗生素的生源學(xué)是：次級代謝物的作用不在于產(chǎn)物而在于產(chǎn)物生產(chǎn)的過程。次級代謝在微生物中的作用富集營養(yǎng)物質(zhì)清除不平衡生長時積累的有害的低分子量中間代謝產(chǎn)物不利的條件下儲存物質(zhì)生物調(diào)節(jié)劑的作用次級代謝與生長、分化的關(guān)系細(xì)菌分化與次級代謝放線菌分化與次級代謝真菌分化與次級代謝肽類抗生素可能具有調(diào)節(jié)孢子形成或萌芽孢子生長的形成過程抗生素合成與孢子形成是受到共同的控制機(jī)制調(diào)節(jié)的兩種過程次級代謝是在生長受到限制的分化期產(chǎn)生的三、初級代謝與次

5、級代謝的區(qū)別1、存在范圍及產(chǎn)物類型不同初級代謝系統(tǒng)、代謝途徑和初級代謝產(chǎn)物在各類生物中基本相同。它是一類普遍存在于各類生物中的一種基本代謝類型。象病毒這類非細(xì)胞生物雖然不具備完整的初級代謝系統(tǒng)，但它們?nèi)跃哂胁糠值某跫壌x系統(tǒng)和具有利用宿主代謝系統(tǒng)完成本身的初級代謝過程的能力。次級代謝只存在于某些生物（如植物和某些微生物）中，并且代謝途徑和代謝產(chǎn)物因生物不同而不同，就是同種生物也會由于培養(yǎng)條件不同而產(chǎn)生不同的次級代謝產(chǎn)物。2、對產(chǎn)生者自身的重要性不同初級代謝產(chǎn)物，如單糖或單糖衍生物、核苷酸、脂肪酸等單體以及由它們組成的各種大分子聚合物，蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂類等通常都是機(jī)體生存必不可

6、少的物質(zhì)，只要在這些物質(zhì)的合成過程的某個環(huán)節(jié)上發(fā)生障礙，輕則引起生長停止、重則導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生突變或死亡。次級代謝產(chǎn)物對于產(chǎn)生者本身來說，不是機(jī)體生存所必需的物質(zhì)，即使在次級代謝的某個環(huán)節(jié)上發(fā)生障礙。不會導(dǎo)致機(jī)體生長的停止或死亡，至多只是影響機(jī)體合成某種次級代謝產(chǎn)物的能力。3、同微生物生長過程的關(guān)系明顯不同初級代謝自始至終存在于一切生活的機(jī)體中，同機(jī)體的生長過程呈平行關(guān)系；次級代謝則是在機(jī)體生長的一定時期內(nèi)（通常是微生物的對數(shù)生長期末期或穩(wěn)定期）產(chǎn)生的，它與機(jī)體的生長不呈平行關(guān)系，一般可明顯地表現(xiàn)為機(jī)體的生長期和次級代謝產(chǎn)物形成期二個不同的時期。4、對環(huán)境條件變化的敏感性或遺傳穩(wěn)定性上

7、明顯不同初級代謝產(chǎn)物對環(huán)境條件的變化敏感性?。催z傳穩(wěn)定性大），而次級代謝產(chǎn)物對環(huán)境條件變化很敏感，其產(chǎn)物的合成往往因環(huán)境條件變化而停止。5、某些機(jī)體內(nèi)存在的兩種既有關(guān)系又有區(qū)別的代謝類型初級代謝是次級代謝的基礎(chǔ)，它可以為次級代謝產(chǎn)物合成提供前體物和所需要的能量；初級代謝產(chǎn)物合成中的關(guān)鍵性中間體也是次級代謝產(chǎn)物合成中的重要中間體物質(zhì)。而次級代謝則是初級代謝在特定條件下的繼續(xù)與發(fā)展，避免初級代謝過程中某種（或某些）中間體或產(chǎn)物過量積累對機(jī)體產(chǎn)生的毒害作用。四、研究微生物