分解代谢和合成代谢联系
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微生物第五章总结
3. 嗜盐菌紫膜的光介导ATP合成
嗜盐菌在无氧条件下，利用光能所造成的紫膜蛋白上视黄醛辅基构象的变化，可使质子不断驱至膜外，从而在膜两侧建立一个质子动势，再由它来推动ATP酶合成ATP，此即为光介导ATP合成。
第二节 分解代谢和合成代谢的联系
一， 两用代谢途径
凡在分解代谢和合成代谢中均具有功能的代谢途径，称为两用代谢途径。EMP，HMP和TCA循环都是重要的两用代谢途径。如：葡萄糖通过EMP途径可分解为2个丙酮酸，反之2个丙酮酸也可通过EMP途径的逆转而合成1个葡萄糖，此即葡糖异生作用。
TCA特点：（1）氧虽不直接参与反应，但必须在有氧条件下运转（2）每分子丙酮酸可产4个NADH+H+,一个FADH2和）TCA位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位。
（二） 递氢和受氢
根据递氢特点尤其是受氢体性质的不同，可把生物氧化区分为呼吸，无氧呼吸和发酵3中类型。
一， 自养微生物的CO2固定
在微生物中CO2固定途径有四条：
（一） 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。此循环是光能自养型生物固CO2的主要途径。核酮糖二磷酸羧化酶和磷酸核酮糖液激酶是本途径的两种特有的酶。本循环可分为3个阶段：（1）羧化反应（2）还原反应（3）CO2受体再生（反应式见书P130）。Calvin循环的总反应式：6CO2+12NAD(P)H2+18ATP——→C6H12O6+12NAD(P)+18ADP+18Pi+6H2O
二， 自养微生物产ATP和产还原力
自养微生物按其最初能源的不同，可分为两大类：一类是能对无机物进行氧化而获得能量的微生物，称作化能无机自养型微生物，另一类是能利用日光辐射能的微生物，称作光能自养型微生物。两种根本的区别在于，前者生物合成的起点是建立在对氧化程度极高的CO2进行还原的基础上，而后者的起点则建立在对氧化还原水平适中的有机碳源直接利用的基础上。
嗜盐菌在无氧条件下，利用光能所造成的紫膜蛋白上视黄醛辅基构象的变化，可使质子不断驱至膜外，从而在膜两侧建立一个质子动势，再由它来推动ATP酶合成ATP，此即为光介导ATP合成。
第二节 分解代谢和合成代谢的联系
一， 两用代谢途径
凡在分解代谢和合成代谢中均具有功能的代谢途径，称为两用代谢途径。EMP，HMP和TCA循环都是重要的两用代谢途径。如：葡萄糖通过EMP途径可分解为2个丙酮酸，反之2个丙酮酸也可通过EMP途径的逆转而合成1个葡萄糖，此即葡糖异生作用。
TCA特点：（1）氧虽不直接参与反应，但必须在有氧条件下运转（2）每分子丙酮酸可产4个NADH+H+,一个FADH2和）TCA位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位。
（二） 递氢和受氢
根据递氢特点尤其是受氢体性质的不同，可把生物氧化区分为呼吸，无氧呼吸和发酵3中类型。
一， 自养微生物的CO2固定
在微生物中CO2固定途径有四条：
（一） 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。此循环是光能自养型生物固CO2的主要途径。核酮糖二磷酸羧化酶和磷酸核酮糖液激酶是本途径的两种特有的酶。本循环可分为3个阶段：（1）羧化反应（2）还原反应（3）CO2受体再生（反应式见书P130）。Calvin循环的总反应式：6CO2+12NAD(P)H2+18ATP——→C6H12O6+12NAD(P)+18ADP+18Pi+6H2O
二， 自养微生物产ATP和产还原力
自养微生物按其最初能源的不同，可分为两大类：一类是能对无机物进行氧化而获得能量的微生物，称作化能无机自养型微生物，另一类是能利用日光辐射能的微生物，称作光能自养型微生物。两种根本的区别在于，前者生物合成的起点是建立在对氧化程度极高的CO2进行还原的基础上，而后者的起点则建立在对氧化还原水平适中的有机碳源直接利用的基础上。
第五章 微生物的代谢
（三）半纤维素的分解 半纤维素也是植物细胞壁的重要组成成分，在植
物体内的含量很高，仅次于纤维素，半纤维素是由戊 糖（主要是木糖和阿拉伯糖）和己糖（主要是半乳糖 和甘露糖）缩合而成的聚合物，有些种类植物在组成 半纤维素的亚基中，还有糖醛酸（主要是半乳糖醛酸 和葡萄糖醛酸）。
半纤维素比纤维素容易分解，能够分解它的微生 物种类也比较多，例如细菌中的噬纤维菌，梭菌中的 某些种类，真菌中的曲霉、青霉、木霉等的某些种类。 半纤维素在相应酶的作用下，分解为相应的单糖。
•反应步骤简单，产能效率低.
• 此途径可与EMP途径、HMP途径和TCA循环相连 接，可互相协调以满足微生物对能量、还原力和不 同中间代谢物的需要。好氧时与TCA循环相连，厌 氧时进行乙醇发酵.
ED途径的总反应
•
• •
ATP
• • •
ATP
C6H12O6
ADP
KDPG
2ATP NADH2 NADPH2 2丙酮酸
HMP途径的重要意义
•为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸。
•产生大量NADPH2，一方面为脂肪酸、固醇等物质的合成提 供还原力，另一方面可通在果糖-1，6-二磷酸和甘油醛-3-磷酸处连接，可 以调剂戊糖供需关系。
•途径中的赤藓糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸合成、 碱基合成、及多糖合成。
醛再氧化成有机酸，最后按脂肪酸β-氧化的方
式分解，为机体生长提供必要的能量与小分子 化合物。
（二）脱氨作用 脱氨基主要有氧化脱氨基（大肠杆菌等参与）、水解
脱氨基（酵母菌等参与）和还原脱氨基（大肠杆菌等参 与）三种方式。 1.氧化脱氨基 CH3CHNH2COOH+1/2O2→CH3COCOOH+NH3 2.水解脱氨基 RCHNH2COOH+H2O→RCH2OH+CO2+NH3 3.还原脱氨基 HOOCCH2CHNH2COOH→HOOCCH=CHCOOH+ NH3
人体新陈代谢的知识点总结
人体新陈代谢的知识点总结1. 新陈代谢的基本概念新陈代谢是指生物体吸收养分并将其转化为能量、物质等过程。
正常的新陈代谢可以使机体维持恒定的内部环境，在生命活动中发挥着重要作用。
新陈代谢包括两个基本过程：合成代谢和分解代谢。
合成代谢是指生物体将吸收的养分转化为组织和器官所需的各种有机物质的反应，如蛋白质、脂肪、糖类等的合成。
分解代谢是指生物体将有机物质分解成小分子化合物并释放能量的反应，包括蛋白质、脂肪、糖类的降解。
2. 代谢物的合成与分解代谢物的合成与分解是新陈代谢的基本过程。
生物体通过合成代谢将吸收的营养物质转化为自身所需的物质，如蛋白质合成、脂肪合成等。
而分解代谢则是将有机物质分解为小分子化合物，其过程中释放能量，如葡萄糖的分解、脂肪的分解等。
合成代谢和分解代谢是相互联系相互作用的，能够在这两个过程中维持生物体的恒定内部环境。
3. 新陈代谢与能量新陈代谢与能量是密切相关的。
能量在人体新陈代谢中起着至关重要的作用，它来源于食物的营养物质。
食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质在身体内被分解成较小的分子，从而产生能量。
这些营养物质通过代谢过程中释放的能量，维持着人体各种生理活动的进行，如心跳、呼吸、运动、发热等。
4. 新陈代谢与有氧运动适度的有氧运动可以加速新陈代谢，促进脂肪和糖类代谢，提高基础代谢率。
有氧运动时，细胞内的有氧呼吸会得到更充分的发挥，使得身体更有效地利用氧气，并分解脂肪和糖类来提供能量。
通过长时间的有氧运动训练，可以使代谢系统更加高效，进而降低体内脂肪含量，提高体能。
总结：人体新陈代谢在维持生命活动中发挥着至关重要的作用。
正常的新陈代谢可以使机体维持恒定的内部环境，在生命活动中发挥着重要作用。
通过了解新陈代谢的基本概念、代谢物的合成与分解、新陈代谢与能量、新陈代谢与有氧运动等方面的知识，可以更好地关注自己的身体健康，合理安排饮食和运动，以维持良好的新陈代谢水平。
第六章 微生物的新陈代谢 第二节 分解代谢与合成代谢的联系
苹果酸合酶 （malate synthase，MS）
异柠檬酸裂合酶 （isocitrate lyase，ICL）
在乙醛酸循环中有两个关键酶——它们可使丙酮酸和乙酸等化合物 合成4C二羧酸，以保证微生物正常生物合成的需要。
乙醛酸循环的总反应式：2丙酮酸→琥珀酸＋2CO2 乙醛酸循环中的两个关键反应：
具有乙醛酸循环的微生物，普遍是好氧菌， 例如可用乙酸作唯一碳源生长的一些细菌，包括 Acetobacter（醋杆菌属）、 Azotobacter（固氮菌属）、 E.coli、 Enterobacteraerogenes（产气肠杆菌）、 Paracoccusdenitrificans（脱氮副球菌）、 Pseudomonasfluorescens（荧光假单胞菌）、 Rhodospirillum（红螺菌属）等； 真菌中的Saccharomyces（酵母属）、 Aspergillusniger（黑曲霉）、 Penicillium（青霉属）等。
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
第二节 分解代谢和合成 代谢的联系
分解代谢与合成代谢在生物 体内是偶联进行的，它们解代谢与合成代谢的中间代谢物有12种。
一、两用代谢途径
凡在分解代谢和合成代谢中均具有功能的代谢途径，
称为两用代谢途径（amphibolic pathway）。
EMP、HMP和TCA循环等都是重要的两用途径。 Eg.葡糖异生作用（gluconeogenesis）。
① 在两用代谢途径中，合成途径并非分解途径的完 全逆转。
② 在分解代谢与合成代谢途径的相应代谢步骤中， 包含了完全不同的中间代谢物。
③ 在真核生物中，合成代谢和分解代谢一般在细胞 的不同区域中分隔进行；原核生物因其细胞结构上 的间隔程度低，故反应的控制主要在简单的酶分子 水平上进行。
什么叫做新陈代谢,分析分解、合成代谢的差异和联系
什么叫做新陈代谢，分析分解、 合成代谢的差异和联系
什么叫做新陈ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ谢
• 生物体与外界环境之间的物质和能量交换 以及生物体内物质和能量的转变过程叫做 新陈代谢。 • 新陈代谢是生物体内全部有序化学变化的 总称，其中的化学变化一般都是在酶的催 化作用下进行的。它包括物质代谢和能量 代谢两个方面。也可分为分解代谢和合成 代谢。
合成代谢和分解代谢
• 合成代谢 是指生物体把从外界环境中获 取的营养物质转变成自身的组成物质，并 且储存能量的变化过程。 • 分解代谢 是指生物体能够把自身的一部 分组成物质加以分解，释放出其中的能量， 并且把分解的终产物排出体外的变化过程。
合成代谢和分解代谢关系
• 分解代谢的功能在于保证合成代谢的进行， 而合成代谢又反过来为分解代谢创造了更 好的条件 • 如果生物体内只进行分解代谢，则有机能 源最终只是产生ATP、H2O和CO2，这时 没有了中间产物的累积，因此合成代谢不 能正常进行。 • 而如果要进行正常的合成代谢，又须抽走 大量分解代谢正常进行所必需的中间产物， 结果势必影响分解代谢的正常运转。
什么叫做新陈ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ谢
• 生物体与外界环境之间的物质和能量交换 以及生物体内物质和能量的转变过程叫做 新陈代谢。 • 新陈代谢是生物体内全部有序化学变化的 总称，其中的化学变化一般都是在酶的催 化作用下进行的。它包括物质代谢和能量 代谢两个方面。也可分为分解代谢和合成 代谢。
合成代谢和分解代谢
• 合成代谢 是指生物体把从外界环境中获 取的营养物质转变成自身的组成物质，并 且储存能量的变化过程。 • 分解代谢 是指生物体能够把自身的一部 分组成物质加以分解，释放出其中的能量， 并且把分解的终产物排出体外的变化过程。
合成代谢和分解代谢关系
• 分解代谢的功能在于保证合成代谢的进行， 而合成代谢又反过来为分解代谢创造了更 好的条件 • 如果生物体内只进行分解代谢，则有机能 源最终只是产生ATP、H2O和CO2，这时 没有了中间产物的累积，因此合成代谢不 能正常进行。 • 而如果要进行正常的合成代谢，又须抽走 大量分解代谢正常进行所必需的中间产物， 结果势必影响分解代谢的正常运转。
三大物质代谢及相互联系(小结)
尿素的形成
氨基酸脱下的氨基在肝脏中与 CO2和H2O结合生成尿素，通过 肾脏排出体外。
蛋白质的合成代谢
氨基酸的合成
通过转氨基、脱羧基等反应，将氨基酸合成多肽链，进而形成蛋 白质。
核糖体与多肽链合成
核糖体是蛋白质合成的场所，多肽链合成过程中需要mRNA作 为模板。
蛋白质的折叠与加工
新合成的多肽链经过一系列的折叠和加工，形成具有特定空间结 构和功能的蛋白质。
三大物质代谢与能量转换的关系
糖代谢是生物体内主要的供能物质
糖类通过氧化分解产生ATP，为生物体的各种生理活动提供能量。
脂肪是生物体内重要的储能物质
当糖类供应不足时，脂肪通过氧化分解产生ATP，同时释放出大量能量。
蛋白质是生物体内重要的结构物质
蛋白质在体内通过脱氨基作用生成氨基酸，同时释放出能量供生物体使用。
糖的合成代谢
糖原合成
葡萄糖在肝脏和肌肉中合成糖原 。
蔗糖和淀粉的合成
植物通过光合作用将二氧化碳和 水合成为蔗糖，再进一步合成淀 粉。
糖代谢的调节
激素调节
胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等激素对糖 代谢有重要调节作用。
神经调节
通过神经反射机制对血糖进行快速调节。
营养物质调节
脂肪、蛋白质等营养物质对糖代谢有调节作 用。
蛋白质代谢的调节
激素调节
胰岛素、胰高血糖素、生长激素等激素通过调节氨基酸的吸收、转 运和利用来调节蛋白质代谢。
营养状况调节
食物中蛋白质的摄入量、氨基酸的比例等营养状况因素对蛋白质代 谢有重要影响。
神经调节
神经递质通过影响氨基酸的吸收和转运来调节蛋白质代谢。
04
三大物质代谢的相互联 系
糖、脂、蛋白质之间的相互转化
微生物的新陈代谢 第二节 分解代谢和合成代谢的联系
关键性酶：异柠檬酸(裂合)酶：Isocitrate lyase,苹果酸合成酶：malate synthase
广东海洋大学 农学院生物技术系
具有乙醛酸循环的微生物，普遍是好氧 菌，乙酸作唯一碳源生长的一些 细菌， 包括：Acetobacter（醋杆菌属）、 Azotobacter（固氮菌属）、E.coli、 Enterobacteraerogenes（产气肠杆菌）、 Paracoccusdenitrificans（脱氮副球菌） 真菌有酵母属、青霉菌和黑曲霉。
N2+2e-+6H++(18~24)ATP 2NH3 +H2+(18 ~24)ADP+ (18 ~24) Pi
➢ NH3去路：自生固氮菌不能储存，也不分泌，很快同化； 共生固氮菌分泌至根瘤细胞中为植物所利用。 固氮阶段
N2 2NH3 + H2 75% 还原力用来还原N2，25%的还原力 以H2形式浪费
微生物通过固氮酶将大气中的氮气催化还原 为氨的过程。
（一）固氮微生物(nitrogen-fixing organism, diazotrophs)
根据生态类型分
自生固氮菌(free-living nitrogen-fixer) 共生固氮菌(symbiotic nitrogen-fixer) 联合固氮菌(associative nitrogen-fixer)
二、代谢物回补顺序
代谢物回补顺序（Anaplerotic sequence）
补救途径 （salvage pathway ） 添补反应 （anaplerotic reaction） 代谢物补偿途径（replenishment pathway） 能补充两用代谢途径中因合成而消耗的中 间产物的那些反应。
广东海洋大学 农学院生物技术系
具有乙醛酸循环的微生物，普遍是好氧 菌，乙酸作唯一碳源生长的一些 细菌， 包括：Acetobacter（醋杆菌属）、 Azotobacter（固氮菌属）、E.coli、 Enterobacteraerogenes（产气肠杆菌）、 Paracoccusdenitrificans（脱氮副球菌） 真菌有酵母属、青霉菌和黑曲霉。
N2+2e-+6H++(18~24)ATP 2NH3 +H2+(18 ~24)ADP+ (18 ~24) Pi
➢ NH3去路：自生固氮菌不能储存，也不分泌，很快同化； 共生固氮菌分泌至根瘤细胞中为植物所利用。 固氮阶段
N2 2NH3 + H2 75% 还原力用来还原N2，25%的还原力 以H2形式浪费
微生物通过固氮酶将大气中的氮气催化还原 为氨的过程。
（一）固氮微生物(nitrogen-fixing organism, diazotrophs)
根据生态类型分
自生固氮菌(free-living nitrogen-fixer) 共生固氮菌(symbiotic nitrogen-fixer) 联合固氮菌(associative nitrogen-fixer)
二、代谢物回补顺序
代谢物回补顺序（Anaplerotic sequence）
补救途径 （salvage pathway ） 添补反应 （anaplerotic reaction） 代谢物补偿途径（replenishment pathway） 能补充两用代谢途径中因合成而消耗的中 间产物的那些反应。
6第六章 微生物的代谢
发酵的类型
1.由EMP途径中丙酮酸出发的发酵
丙酮酸EMP途径的关键产物，由丙酮酸出发，在 不同微生物中可进入不同的发酵途径，如：同型酒 精发酵、同型乳酸发酵、丙酸发酵、混合酸发酵、 丁酸发酵等。
2.通过HMP途径的发酵——异型乳酸发酵 （heterolactic fermentation）凡葡萄糖发酵后产生乳 酸、乙醇（乙酸）和CO2等多种产物的发酵即异型 乳酸发酵；相对的如只产生2分子乳酸的发酵则称 同型乳酸发酵（homolactic fermentation）
第六章 微生物的代谢
Microbial metabolism
概述
新陈代谢（metabolism）简称代谢，是指发生在活细胞 中的各种分解代谢（catabolism）和合成代谢 （anabolism）的总和。
分解代谢又称异化作用，指复杂的有机分子在分解代谢 酶系的催化下产生简单分子、能量和还原力的作用。
TCA循环在微生物生命活动中的意义：
（1）彻底氧化，为微生物生长提供大量的能 量。 （2） 位于一切分解代谢与合成代谢的中枢地 位，为有机物的合成提供大量的原料。 （3）工业生产中可利用这一途径生产柠檬酸、 苹果酸、琥珀酸、谷氨酸等工业原料。
6.1.1.2 递氢和受氢
在生物体中，贮存在葡萄糖等有机物中 的化学能，经上述的多种途径脱氢后， 经过呼吸链等方式递氢，最终与受氢体 （氧、无机物或有机物）结合，以释放 其化学潜能。
1.EMP途径（Embdem-Meyerhof-Parnas pathway）或糖酵解途径（Glycolysis Pathway ）
是绝大多数生物所共有的一条主流代谢途径。
1分子葡萄糖，经10步反应，产生2分子丙酮 酸 苷、酸）2分和子2N分A子DAHT2（P。还原型烟酰胺腺嘌呤二核
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2、酶活性的抑制
包括：竞争性抑制和反馈抑制。 反馈：指反应链中某些中间代谢产物或终产物对该途 径关键酶活性的影响。
凡使反应速度加快的称正反馈； 凡使反应速度减慢的称负反馈（反馈抑制）； 反馈抑制——主要表现在某代谢途径的末端产物过量 时可反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性。 主要表现在氨基酸、核苷酸合成途径中。 特点：作用直接、效果快速、末端产物浓度降低时又 可解除
尿嘧啶二核苷酸
第一阶段
第二阶段
第三阶段
（一）在细胞质中的合成
在细胞质中合成乙酰胞壁酸五肽（“”核苷酸）。 ☆这一阶段起始于乙酰葡萄糖胺-1-磷酸，它是由葡萄糖经 一系列反应生成的； ☆自乙酰葡萄糖胺-1-磷酸开始，以后的乙酰葡萄糖胺、 乙酰胞壁酸，以及胞壁酸五肽，都是与糖载体结合的；
1.由葡萄糖合成乙酰葡糖胺和乙酰胞壁酸
① -内酰胺类抗生素（青霉素、头孢霉素）：
是丙氨酰丙氨酸的结构类似物，两者相互竞争转肽酶的 活性中心。当转肽酶与青霉素结合后，双糖肽间的肽桥 无法交联，这样的肽聚糖就缺乏应有的强度，结果形成 细胞壁缺损的细胞，在不利的渗透压环境中极易破裂而 死亡。
②杆菌肽：
能与十一异戊烯焦磷酸络合，因此抑制 焦磷酸酶的作用，这样也就阻止了十一 异戊烯磷酸糖基载体的再生，从而使细 胞壁（肽聚糖）的合成受阻。
第二步：通过转肽酶的转肽作用（)使相邻多糖 链交联————转肽时先是丙氨酰丙氨酸间的 肽链断裂，释放出一个丙氨酰残基，然后倒数 第二个丙氨酸的游离羧基与相邻甘氨酸五肽的 游离氨基间形成肽键而实现交联。
抑制机制：丙氨酰丙氨酸结构类似物
转肽酶
肽聚糖的生物合成与抗生素的作用机制
一些抗生素能抑制细菌细胞壁的合成，但是它们的作用 位点和作用机制是不同的。
（1）同功酶调节——
定义：催化相同的生化反应，酶分子结构有差别的一组酶。 意义：在一个分支代谢途径中，如果在分支点以前的一个较早
的反应是由几个同功酶催化时，则分支代谢的几个最终产 物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用。某一产物过量 仅抑制相应酶活，对其他产物没影响。 举例：大肠杆菌的天冬氨酸族氨基酸合成的调节
微生物特有的结构大分子： 细菌：肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、各种 荚膜成分等 真菌：葡聚糖、甘露聚糖、纤维素、几 丁质等
肽聚糖：
绝大多数原核微生物细胞壁所含有的独特成分； 它在细菌的生命活动中有重要功能（鉴别），
尤其是许多重要抗生素如青霉素、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（ ）的物质基础；是在抗生素治疗上有特 别意义的物质。
（一）酶活性的调节
酶分子水平上的调节 通过改变现成的酶分子活性来调节新陈代谢的 速率的方式，属于精细的调节。
1、酶活性的激活：
调节方式包括两个方面： 1、酶活性的激活：在代谢途径中后面的反应
可被较前面的反应产物所促进的现象； 常见于分解代谢途径。 如：粗糙脉孢霉的异柠檬酸脱氢酶的活性受柠
檬酸促进
微生物的正常生长？
想 到 些 什 么 ？
第二节 分解代谢和合成代谢间的联系
分解代谢的功能在于保证正常合成代谢的 进行，而合成代谢又反过来为了生物个体 的生长繁殖和种族的繁荣发展。
中间代谢产物的重要性
如果在生物体中只进行能量代谢，则有机能 源的最终结局只是产生、H2O和2，这时便没有 任何中间代谢物可供累积，因此，合成代谢也 不可能正常进行。
通过这种机制一旦重要产能途径中的某些关键中间代谢物必须 被大量用作生物合成原料被抽走，能保证能量代谢的正常进行
二、代谢物回补顺序（自复习）
P128图5-28
不同的微生物，不同的代谢物回补程序。与 和有关的有10条。 都是围绕回补途径的（磷酸烯醇式丙酮酸）和中 的草酰乙酸这两种关键性的中间代谢物来进行的。
反馈抑制的类型
直线式代谢途径中的反馈抑制：
苏氨酸脱氨酶
苏氨酸
α-酮丁酸
反馈抑制
异亮氨酸
其它实例：谷氨酸棒杆菌的精氨酸合成
分支代谢途径中的反馈抑制：
在分支代谢途径中，反馈抑制的情况较为复杂， 为了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，微生物发展出多 种调节方式。 主要有：同功酶的调节； 顺序反馈；协同反 馈；积累反馈调节等。
（4）积累反馈抑制
定义：每一分支途径末端产物按一定百分比单独抑制共同途径 中前面的酶，所以当几种末端产物共同存在时它们的抑制作用 是积累的，各末端产物之间既无协同效应，亦无拮抗作用。
积累反馈抑制——谷氨酰胺合成酶的调节
16% 14% 氨甲酰磷酸
13% 41% ……
（5）顺序反馈抑制
一种终产物的积累,导致前一中间产物的积累，通过后者反 馈抑制合成途径关键酶的活性，使合成终止。 举例：枯草芽孢杆菌芳香族氨基酸合成的调节
ATP ADP
葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸
Gln Glu 果糖-6-磷酸
乙酰CoA CoA
葡糖胺-6-磷酸
N-乙酰葡糖胺-6-磷酸
UTP PPi
N-乙酰葡糖胺-1-磷酸
N-乙酰葡糖胺-UDP
第一阶段
磷酸烯醇式丙酮酸 Pi
N-乙酰胞壁酸-UDP
NADPH NADP
2.由乙酰胞壁酸合成“”核苷酸
作糖载体
抑制反应 2.
第四节 微生物的代谢调节与发酵生产
本节提要： 一、微生物代谢过程中的自我调节
酶活性的调节 酶合成的调节 二、代谢调节在发酵工业的应用
一、微生物代谢过程中的自我调节
☆微生物有着一整套可塑性强和极精确的代谢调节系统，上千种酶正确无误、 有条不紊，代谢调节能力超过高等生物。
☆微生物代谢调节系统的特点：
回 补 顺 序
谷氨酸脱氢酶
3
-酮戊二酸氧化酶
谷氨酸
通过乙醛酸循环
循环的回补途径； 总反应：2丙酮酸 琥珀酸 + 22 关键酶：异柠檬酸裂合酶
苹果酸合成酶 P129图5-29 具有乙酸循环的微生物普遍是好氧菌， 如醋杆菌属、固氮菌属、产气肠杆菌属、 真菌中的酵母属、青霉属等
能够利用乙酸的微生物具有乙酰合成酶，它使乙酸 转变为乙酰；
琥珀酸4C
循环终产物
用于生物合成
第三节 微生物独特合成代谢举例
主要内容： 一、自养微生物的2固定（自学） 二、生物固氮（自学） 三、肽聚糖生物合成 四、微生物次生代谢的合成（自学）
生物固氮
概念：指固氮微生物直接把空气中的N2还原为3的过 程。
固氮微生物的种类： 自生固氮菌：如圆褐固氮菌。 共生固氮菌：根瘤菌 联合固氮菌：
葡萄、糖和经此循途环径是重有丙要酮的酸兼、乙用酰代的谢氧化途，径琥。珀酰、草酰
分解为2个丙酮 乙酸和α-酮戊二酸的产生，是合成氨基 酸 ，逆转合成1 酸和卟啉化合物的重要中间代谢物。 个葡萄糖，称葡 糖异生作用。
三个问题必须指出
①在两（兼）用代谢途径中，合成途径并非分 解途径的完全逆转（酶不同：P126）。 ②在分解与合成代谢途径中，在相应的代谢步 骤中，往往还包含了完全不同的中间代谢物。
5 甘氨酰 5
G - M - P - P -类脂
① -M
④ 万古霉素
P -类脂 Pi ⑤
P - P -类脂 插入至膜外肽 聚糖合成处
杆菌肽
（三）细胞膜外的合成
已合成的双糖肽插在细胞膜外的细胞壁生长点中， 并交联形成肽聚糖。
这一阶段分两步：
第一步：是多糖链的伸长： 双糖肽先是插入细胞壁生长点上作为引 物的肽聚糖骨架（至少含6~8个肽聚糖单 体分子）中，通过转糖基作用（)使多糖 链延伸一个双糖单位；
根瘤——氮肥固定的“工厂”：
大 豆 根 瘤
豌豆根瘤
生物固氮作用6要素
1的供应 N21:18~24 2.还原力及其载体 N2:[H]=1:8 铁氧还蛋白 黄素氧 还蛋白 3.固氮酶 固二氮酶( ) 固二氮酶还原酶（) 4.底物 N2 5.镁离子 6.严格的厌氧环境
三、微生物结构大分子—肽聚糖的合成
累；
及时取得需要的中间代谢产物，只合成需要的，严格防止终产物积
以最经济的方式、化最低能量获得所需要的营养，防止浪费。
☆微生物自我调节代谢的方式
酶调节 固有酶（组成酶）：在基质中能固定产生的酶，如
葡萄糖氧化酶、途径有关酶 适应酶（诱导酶）：当基质中有其分解底物或有关
诱导物时才合成的酶。当特殊物质不存在酶就不产生 调节细胞膜的通透性 通过酶的定位限制酶与底物的接近 调节代谢物流向:调节酶的合成和现有酶的催化活力
如果要进行正常的合成代谢，又须抽走大量 为分解代谢正常进行所必需的中间代谢物，结 果也势必影响具有循环机制的分解代谢的正常 运转。
分解代谢与合成代谢的关系
+分解代谢产物
分解代谢与合成代谢的功能及相互联系
连接分解代谢和合成代谢的重要中间产物及生物合成作用
一、两（兼）用代谢途径
定义：凡在分解代谢和合成代谢中具有 双重功能的途径，就称两（兼）用代谢 途径。
通过调节酶的合成量进而调节代谢速率的调节 机制，是基因水平上（原核生物中转录水平）的代谢 调节， 特点：属于粗放的调节，间接而缓慢、节约能量和原 料。
然后在异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶的作用下进 入乙醛酸循环。
乙醛酸循环的主要反应：
异柠檬酸
琥
珀酸 +乙醛酸
苹果酸
乙醛酸 + 乙酸
琥珀酸 + 乙酸→ → → 异柠檬酸
净反应：2乙酸
苹
果酸
乙醛酸循环
草酰乙酸4C
乙酰
乙酸
苹果酸4C
乙酰 延胡索酸 乙酸
乙醛酸
柠檬酸6C 异柠檬酸6C
关键酶：异柠檬酸裂合酶 苹果酸合酶
（二）在细胞膜中的合成
在细胞膜上由乙酰胞壁酸五肽与乙 酰葡萄糖胺合成肽聚糖单体—双糖肽亚 单位，并在上接上甘氨酸五肽桥()5 ,形 成双糖亚单位，插入细胞膜外的细胞壁 生长点处。