微生物的代谢a优秀课件

生物氧化
➢生物氧化的形式 ▪加氧、脱氢、失去电子
➢生物氧化的功能 ▪产能（ATP） ▪产还原力[H] ▪产小分子中间代谢产物
➢生物氧化过程 ▪脱氢 ▪递氢 ▪受氢
一、化能异养微生物的生物氧化和产能
➢底物脱氢 EMP途径 HMP途径 ED途径 TCA途径
➢递氢与受氢 呼吸 无氧呼吸 发酵
（一）底物脱氢的四种途径
葡萄糖+2NAD+2Pi+2ADP →2丙酮酸+2NADH2+2ATP
CoA ↓丙酮酸脱氢酶
乙酰CoA， 进入TCA
葡萄糖激活的方式
好氧微生物：通过需要Mg++和ATP的己糖激酶 厌氧微生物：通过磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸转移酶 系统，在葡萄糖进入细胞时即完成了磷酸化
磷酸果糖激酶
EMP途径的关键酶，在生物中有此酶就意味着存在 EMP途径 需要ATP和Mg++ 在活细胞内催化的反应是不可逆的反应
2、HMP途径
磷酸戊糖途径可分为氧化阶段和非氧化阶段。 一个HMP途径循环的结果为：
葡萄P 糖 i 甘油 醛3磷酸 3C2O 6NADPH
一般认为HMP途径不是产能途径，而是为生物合 成提供大量的还原力(NADPH)和中间代谢产物。 多数微生物中具有HMP途径.
HMP途径：
葡萄糖经转化成6-磷酸葡萄糖酸后， 在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的催化下， 裂解成5-磷酸戊糖和CO2。磷酸戊 糖进一步代谢有两种结局，
能量代谢是新陈代谢的核心问题来自有机物 最初能源 日 光
无机物
化能异养菌
光能营养菌 通用能源（ATP） 化能自养菌
生物氧化: 分解代谢实际上是物质在生物体内经 过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释 放能量的过程，这个过程也称为生物氧化，是 一个产能代谢过程。

6-磷酸葡萄糖酸→5-磷酸核酮糖→ 5-磷酸木酮 ↓
5-磷酸核糖→参与核酸生成
5-磷酸核酮糖→6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛(进入EMP)
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，途径中的赤藓 糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸、碱基及多糖合成； ➢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，另方面可通过呼吸链产生大量的能量； ➢与EMP途径在果糖-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； ➢途径中存在3~7碳的糖，使具有该途径微生物的所能利用利 用的碳源谱更为更为广泛； ➢通过该途径可产生许多种重要的发酵产物；
ED途径的特点
ED途径的特征反应是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG） 裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛
ED途径的特征酶是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）醛 缩酶
ED途径中的两分子丙酮酸来历不同，一分子由2-酮-3-脱氧-6磷酸葡萄糖酸直接裂解产生，另一分子由磷酸甘油醛经EMP 途径转化而来
1.2递氢和受氢
★经上述脱氢途径生成的NADH、NADPH、FAD等还原型辅 酶通过呼吸链等方式进行递氢，最终与受氢体（氧、无机或有 机氧化物）结合，以释放其化学潜能。 ★根据递氢特别是受氢过程中氢受体性质的不同,把微生物能量 代谢分为呼吸作用和发酵作用两大类。
发酵作用：没有任何外援的最终电子受体的生物氧化模式； 呼吸作用：有外援的最终电子受体的生物氧化模式； ★呼吸作用又可分为两类：
代谢：是微生物细胞与外界环境不断进行
物质和能量交换的过程，它是细胞内各种 化学反应的总和。 代谢＝物质代谢＋能量代谢
代谢的类型
按代谢过程考察的角度不同分：

脂肪的分解
脂肪是甘油和脂肪酸形成的酯。在动植物残 体中含有一定量脂类物质。一般作物茎叶中，脂 类约占干物质的0.5%～2.0%，油料作物种子中， 脂类约为30%～50%。
土壤中的脂类主要来自植物残体，少量来自动物 与微生物。
分解脂肪的微生物都具有脂肪酶。在脂肪酶 作用下，脂肪水解为甘油和脂肪酸。
蛋白质的分解
产物：麦芽糖，带分支侧链的寡糖及糊精。 产物麦芽糖在光学构型上为β—型，故称之β—淀粉 酶。 分布：β—淀粉酶广泛存在于霉菌中，细菌中少见。
糖化酶： 从淀粉分子的非还原性末端以葡萄糖为单位水解 α—1，4糖苷键，产物为葡萄糖；不能水解α—1， 6糖苷键。
异淀粉酶：能水解α—1，6糖苷键。
微生物产生的淀粉酶中，细菌产生的主要是α—淀 粉酶，霉菌产生的主要为β—淀粉酶和异淀粉酶。
活化
葡萄糖激活的 方式
己糖异构酶
磷酸果糖激酶
二磷酸果糖醛缩酶
3-磷酸甘油醛脱氢酶
磷酸甘油酸激酶
甘油酸变位酶
移位
烯醇化酶
磷酸化
丙酮酸激酶珠菌、构巢曲霉、Fra bibliotek僵菌、少孢根霉
N-乙酰几丁寡糖和壳聚几丁寡糖具有清爽的甜 味，有吸湿和保湿性，其在水中溶解度比单糖低， 有助于调整食品的水活性，增进保水性，兼具调味 和改良食品质构的功能，另外N-乙酰几丁寡糖可促
进肠道内有益菌(Bifidus)的增殖并抑制大肠杆菌及
肠道内病原菌的生长，是一种良好的双歧杆菌增殖 因子。
为好气性无芽孢周毛杆菌。这两种细菌分解几 丁质时利用生成的氨和葡萄糖作氮源、碳源及 能源。
链霉菌 中有许多分解能力比较强：褶皱链霉 菌、浅青紫链霉菌、橄榄绿链霉菌、淡紫灰 链霉菌、灰色链霉菌、浅天青链霉菌、天蓝 色链霉菌

由Park核苷酸合成肽聚糖单体（细胞膜）
合成完整的肽聚糖（细胞膜外）
完整版课件ppt
32
第一阶段分两步完成（在细胞质中进行）
➢ 由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸
ATP ADP
葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸
Gln Glu 果糖-6-磷酸
葡萄糖胺-6-磷酸
乙酰CoA CoA
葡萄糖胺-1-磷酸
UTP PPi
具有HMP途径的微生物
➢ 大多数好氧和兼性厌氧微生物都有，并且与EMP途径同在。
完整版课件ppt
8
ED途径（Entner-Doudoroff pathway）
ATP ADP NADP+ NADPH+H+
H2O
Glu
G-6-P
葡萄糖酸-6-P
KDPG
具有ED途径的微生物：
G－、少数EMP途径不完整 细菌
Cn+2m
丁酰-ACP
完整版课件ppt
丙二酰-ACP 缩合、还原、 脱水、再还原
41
第三节
微生物的代谢调控 与发酵生产
完整版课件ppt
42
微生物的初级代谢
概念
➢ 微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢 和合成代谢生成维持生命活动所需要的物质和能 量的过程。
特点
➢ 初级代谢产物为微生物营养性生长所必需。
完整版课件ppt
26
3、脂肪和脂肪酸的分解
ATP 甘油
ADP
NAD+ NADH
α-磷酸甘油
磷酸二羟丙酮
脂肪
3-磷酸甘油醛 丙酮酸
诱导
β-氧化 丙酰CoA
脂肪酸 酯酰CoA
乙酰CoA