微生物生理学.ppt

第一节第一节 微生物生理学研究对象和范围微生物生理学研究对象和范围一、研究对象一、研究对象 微生物生理学（微生物生理学（microbial physiologymicrobial physiology））的的研究对象是微生物，它是微生物的一个重要分研究对象是微生物，它是微生物的一个重要分支，是从生理生化的角度研究微生物细胞的形支，是从生理生化的角度研究微生物细胞的形态结构和功能、新陈代谢、生长繁殖等微生物态结构和功能、新陈代谢、生长繁殖等微生物生命活动规律的学科生命活动规律的学科1. 191. 19世纪世纪7070年代以后，随着人们对酿酒、动植物病害、人类疾年代以后，随着人们对酿酒、动植物病害、人类疾病的防治和土壤微生物活动等的研究，微生物生理学逐渐兴盛病的防治和土壤微生物活动等的研究，微生物生理学逐渐兴盛起来19051905年，哈登和杨发现磷酸盐对酒精发酵的作用；年，哈登和杨发现磷酸盐对酒精发酵的作用；19111911年，诺伊贝格开始对酒精发酵作系统研究；年，诺伊贝格开始对酒精发酵作系统研究；2020世纪世纪3030年代，年代，生物化学的进展又推动了人们对微生物代谢的研究。

生物化学的进展又推动了人们对微生物代谢的研究2. 2. 随后，克勒伊沃和范尼尔等人从比较生物化学的角度，说随后，克勒伊沃和范尼尔等人从比较生物化学的角度，说明了某些微生物的相互关系和生理学问题明了某些微生物的相互关系和生理学问题19331933年，克勒伊沃建立了摇床培养技术，导致现代化微生物工年，克勒伊沃建立了摇床培养技术，导致现代化微生物工业深层培养的生理研究和应用业深层培养的生理研究和应用3.3.同时，同位素、电子显微镜、超速离心、微量快速生物化学同时，同位素、电子显微镜、超速离心、微量快速生物化学分析以及生物化学突变株等技术的普遍应用，也推动了微生物分析以及生物化学突变株等技术的普遍应用，也推动了微生物生理学研究的发展生理学研究的发展二、微生物生理学的发展过程二、微生物生理学的发展过程4.随着分子生物学的发展，微生物生理学的研究不断地深入到，随着分子生物学的发展，微生物生理学的研究不断地深入到，细胞中的生物化学转化、能量的产生和转换；生物大分子的细胞中的生物化学转化、能量的产生和转换；生物大分子的结构与功能；分子水平上的形态建成、分化及其行为等方面结构与功能；分子水平上的形态建成、分化及其行为等方面的研究方面。

的研究方面5.近年来，微生物生理学的研究扩展到了新的或过去不引人注近年来，微生物生理学的研究扩展到了新的或过去不引人注意的微生物类群和可更新能源方面，这使人们对分解纤维素意的微生物类群和可更新能源方面，这使人们对分解纤维素微生物和甲烷产生菌的生理进行深入的考察，并从化能自养微生物和甲烷产生菌的生理进行深入的考察，并从化能自养菌的研究扩展到利用硫杆菌进行微生物浸矿菌的研究扩展到利用硫杆菌进行微生物浸矿6.另外微生物与其他生物之间的共生、寄生关系是人们多年来另外微生物与其他生物之间的共生、寄生关系是人们多年来一直注意的领域，尤其是共生固氧的研究已有较大的进展一直注意的领域，尤其是共生固氧的研究已有较大的进展能使石油氧化、农药降解和人工合成的高分子物质分解的微能使石油氧化、农药降解和人工合成的高分子物质分解的微生物，也越来越多地成为人们研究的对象总之，每一新菌生物，也越来越多地成为人们研究的对象总之，每一新菌属和新现象的发现，都将为微生物生理学研究提供新的对象，属和新现象的发现，都将为微生物生理学研究提供新的对象，开辟新的领域开辟新的领域第二节第二节 微生物生理学研究中常用的技术微生物生理学研究中常用的技术和方法和方法1.1.电子显微镜技术电子显微镜技术 6.6.层析技术层析技术 2.DNA2.DNA分子铺展技术分子铺展技术 7.7.电泳技术电泳技术3.3.超离心技术超离心技术 8.8.电位、电势、极谱技术电位、电势、极谱技术4.4.光谱技术光谱技术5.5.同位素技术同位素技术微生物生理学研究内容：微生物生理学研究内容：1.1.生物化学方面生物化学方面 研究微生物代谢、产物合成途径、能量转化等；研究一研究微生物代谢、产物合成途径、能量转化等；研究一些特殊类型微生物的生理活动。

些特殊类型微生物的生理活动2.2.研究生物大分子结构与功能研究生物大分子结构与功能 阐明微生物遗传信息传递与表达的方式和规律，研究膜阐明微生物遗传信息传递与表达的方式和规律，研究膜结构和功能；极端环境条件下微生物抗性与敏感性的机理及结构和功能；极端环境条件下微生物抗性与敏感性的机理及其调节等其调节等3.3.研究微生物细胞的重建、形态发生、分化过程与趋向性研究微生物细胞的重建、形态发生、分化过程与趋向性 研究运动的本质、形态发生与分化的分子机理及有生物活研究运动的本质、形态发生与分化的分子机理及有生物活性细胞结构的过程性细胞结构的过程第三章第三章 微生物的营养与物质运输微生物的营养与物质运输第三节第三节 营养物质运输的调节营养物质运输的调节一、营养物质本身的性质一、营养物质本身的性质 细胞膜的结构决定了不同的物质透过膜的难易细胞膜的结构决定了不同的物质透过膜的难易程度有差异，物质的化学特性包括分子量、溶解性、程度有差异，物质的化学特性包括分子量、溶解性、电负性、极性等都影响营养物进入细胞的难易程度电负性、极性等都影响营养物进入细胞的难易程度小分子小分子> >大分子、脂溶性大分子、脂溶性> >水溶性、不带电荷水溶性、不带电荷> >带电带电荷物质荷物质二、环境条件二、环境条件 1.1.温度温度 2.pH2.pH 3. 3.代谢和呼吸的抑制剂代谢和呼吸的抑制剂 4.4.通透性诱导物与被运输物质的结构通透性诱导物与被运输物质的结构类似物。

类似物三、载体物质生物合成调节三、载体物质生物合成调节在酶在酶Ⅰ的作用下的作用下HPr被激活被激活在酶在酶Ⅱ的作用下的作用下P-HPr将磷将磷酸转移给糖酸转移给糖运送机制运送机制: :是依靠磷酸转移酶系统是依靠磷酸转移酶系统, ,即磷酸烯醇即磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸- -己糖磷酸转移酶系统己糖磷酸转移酶系统. .运送步骤运送步骤: :1.1.热稳载体蛋白热稳载体蛋白( (HPr)HPr)的激活的激活 细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEPPEP））的磷的磷酸基团把酸基团把HPrHPr激活 酶酶ⅠⅠ PEP+HPr PEP+HPr 丙酮酸丙酮酸+ +P-HPrP-HPrHPrHPr是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上，是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上，具有高能磷酸载体的作用具有高能磷酸载体的作用2 2、糖被磷酸化后运入膜内、糖被磷酸化后运入膜内 膜外环境中的糖先与外膜表面的酶膜外环境中的糖先与外膜表面的酶ⅡⅡ结合，再被结合，再被转运到内膜表面。

这时，糖被转运到内膜表面这时，糖被P-HPrP-HPr上的磷酸激活，上的磷酸激活，并通过酶并通过酶ⅡⅡ的作用将的作用将糖糖- -磷酸磷酸释放到细胞内释放到细胞内 酶酶ⅡⅡ P-HPr+P-HPr+糖糖 糖糖- -P +HPrP +HPr 酶酶ⅡⅡ是一种结合于细胞膜上的蛋白，它对底物是一种结合于细胞膜上的蛋白，它对底物具有特异性选择作用，因此细胞膜上可诱导出一系具有特异性选择作用，因此细胞膜上可诱导出一系列与底物分子相应的酶列与底物分子相应的酶ⅡⅡ 大肠杆菌己糖磷酸运输系统生物合成调节大肠杆菌己糖磷酸运输系统生物合成调节中有两种蛋白在起作用：中有两种蛋白在起作用：1.1.存在于细胞质中的活化蛋白存在于细胞质中的活化蛋白A A；；2.2.位于细胞膜上的转膜调节蛋白位于细胞膜上的转膜调节蛋白MRMR外外 膜膜 内内外外 膜膜 内内MR CMR C A AMR CMR C A AG-6-PG-6-P四、载体物质生理活性调节四、载体物质生理活性调节1.1.膜电势调节膜电势调节2.2.胞内磷酸糖调节胞内磷酸糖调节3.cAMP3.cAMP环化酶与渗透酶的共同调节环化酶与渗透酶的共同调节PEPPEPPyrPyrⅠⅠⅠⅠHPrHPrHPrHPr-Pi-Pi-Pi-PiRPrRPrRPrRPrRPrRPrPasePasePasePase-Pi-Pi AC ACRPrRPr-Pi-Pi AC AC无活性无活性有活性有活性无活性无活性有活性有活性乳糖渗透酶与腺苷酸环化酶的协调作用乳糖渗透酶与腺苷酸环化酶的协调作用第四节第四节 代谢产物的分泌代谢产物的分泌一、氨基酸的分泌一、氨基酸的分泌干燥菌体内磷脂含量干燥菌体内磷脂含量干燥菌体内磷脂含量干燥菌体内磷脂含量/%/%/%/%菌体外菌体外菌体外菌体外L-L-L-L-谷氨酸量谷氨酸量谷氨酸量谷氨酸量/mg.mL/mg.mL/mg.mL/mg.mL-1-1-1-12.02.015.415.42.22.212.112.13.13.11.91.93.63.61.21.2表表3-10 3-10 乳酸发酵短杆菌细胞内磷脂含量与谷氨酸分泌的关系乳酸发酵短杆菌细胞内磷脂含量与谷氨酸分泌的关系§ §谷氨酸发酵控制谷氨酸发酵控制 生物素：生物素：作为催化脂肪酸生物合成最初反应的作为催化脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰关键酶乙酰CoACoA的辅酶，参与脂肪酸的生物合成，进的辅酶，参与脂肪酸的生物合成，进而影响磷酯的合成。

而影响磷酯的合成 当磷酯含量减少到正常时的一半左右时，细胞当磷酯含量减少到正常时的一半左右时，细胞发生变形，谷氨酸能够从胞内渗出，积累于发酵液发生变形，谷氨酸能够从胞内渗出，积累于发酵液中生物素过量，则发酵过程菌体大量繁殖，不产中生物素过量，则发酵过程菌体大量繁殖，不产或少产谷氨酸，代谢产物中乳酸和琥珀酸明显增多或少产谷氨酸，代谢产物中乳酸和琥珀酸明显增多O=CHNNHHC CHH2CCSH（CH2）4CNHBCCP赖氨酸残基生物素羧基载体蛋白（biotin carboxyl carrier protein BCCP）生物素O=HOH+H2OATPADPCO2生物素羧化酶- 酶O=CNNHHC CHH2CCSH（CH2）4CO=NHO=C-OBCCP-羧基生物素BCCP-羧基生物素在转羧酶作用下，形成羧基生物素在转羧酶作用下，形成丙二酰丙二酰CoA丙二酰丙二酰CoA与乙酰与乙酰CoA缩合并脱羧，生成缩合并脱羧，生成丁酰丁酰CoA，如此反复进行合成高级脂肪酸，，如此反复进行合成高级脂肪酸，再合成磷脂再合成磷脂生物素不足时，就抑制了不饱和脂肪酸的生物素不足时，就抑制了不饱和脂肪酸的生成，从而影响了磷脂的生成，导致磷脂生成，从而影响了磷脂的生成，导致磷脂含量不足，使细胞膜结构不完全，从而提含量不足，使细胞膜结构不完全，从而提高细胞膜的通透性高细胞膜的通透性怎样克服生物素过量带来的问题怎样克服生物素过量带来的问题 为了控制生物素的数量，除了选用的菌种必为了控制生物素的数量，除了选用的菌种必须是生物素缺陷型以外，所用的原料（主要是玉须是生物素缺陷型以外，所用的原料（主要是玉米浆）每批都要通过摇床实测后确定加入量。

当米浆）每批都要通过摇床实测后确定加入量当前还有一些措施可以使用前还有一些措施可以使用 A、、 选用油酸缺陷型：选用油酸缺陷型： 在大量的研究工作中，发现了这样的现象，即培养基在大量的研究工作中，发现了这样的现象，即培养基中缺乏生物素时，只要加入油酸，就能起到和生物素相同中缺乏生物素时，只要加入油酸，就能起到和生物素相同的效果 如上所述，生物素的作用在于影响细胞膜中的脂肪酸，如上所述，生物素的作用在于影响细胞膜中的脂肪酸，而油酸的加入直接增加了合成磷脂所需的不饱和脂肪酸，而油酸的加入直接增加了合成磷脂所需的不饱和脂肪酸，所以选育油酸缺陷型就成为了重要的替代手段当选用油所以选育油酸缺陷型就成为了重要的替代手段当选用油酸缺陷型时，只要控制油酸的亚适量，就能控制细胞膜的酸缺陷型时，只要控制油酸的亚适量，就能控制细胞膜的透性，而与生物素的含量无关透性，而与生物素的含量无关 B B 、选用甘油缺陷型：、选用甘油缺陷型： 试验证明，限量甘油（试验证明，限量甘油（0.02%0.02%）培养，细胞膜）培养，细胞膜的磷脂含量只有非甘油缺陷型菌株的的磷脂含量只有非甘油缺陷型菌株的50%50%。

只有只有甘油的加入量起作用，而与生物素以及油酸的含甘油的加入量起作用，而与生物素以及油酸的含量无关 这些现象都可以解释一个问题，那就是因为这些现象都可以解释一个问题，那就是因为磷脂是由脂肪酸、甘油、磷酸和磷脂是由脂肪酸、甘油、磷酸和R R（胆碱、乙醇（胆碱、乙醇酸、丝氨酸、肌醇）酸、丝氨酸、肌醇）4 4部分组成，缺少其中的一个部分组成，缺少其中的一个都不可能和成，控制其中之一，都可以控制磷脂都不可能和成，控制其中之一，都可以控制磷脂的含量 图图6-46-4 C、温度敏感性变异株： 当细菌进行诱变处理后，可以获得温度敏感性变异株例如在30゜C时生长旺盛，而在较高温度（37゜C ）则不生长，或稍生长，而能大量生成谷氨酸于是可用这样的变异株在富含生物素的培养基中，前期进行30゜C培养，当菌的生长达到最大时，提高温度至40゜C ，使其大量积累谷氨酸 D D、、 在生物素丰富的条件下，添加聚氧乙烯乙二在生物素丰富的条件下，添加聚氧乙烯乙二醇的棕榈酸（醇的棕榈酸（C18C18）、十七烷酸（）、十七烷酸（C17C17）、硬脂）、硬脂酸（酸（C16C16）等的饱和脂肪酸酯类或饱和脂肪酸，）等的饱和脂肪酸酯类或饱和脂肪酸，都能使大量谷氨酸排出于菌体外。

都能使大量谷氨酸排出于菌体外 表面活性剂、高级饱和脂肪酸的作用，不在表面活性剂、高级饱和脂肪酸的作用，不在于它的表面效果，而是在不饱和脂肪酸的合成过于它的表面效果，而是在不饱和脂肪酸的合成过程中，作为抗代谢物具有抑制作用，对生物素或程中，作为抗代谢物具有抑制作用，对生物素或油酸又拮抗作用，阻遏脂肪酸生物合成，于是磷油酸又拮抗作用，阻遏脂肪酸生物合成，于是磷脂形成减少，膜透性加大，有利于谷氨酸向外渗脂形成减少，膜透性加大，有利于谷氨酸向外渗漏 E E、在生物素丰富时，培养中途如果添加青霉素、、在生物素丰富时，培养中途如果添加青霉素、头孢霉素头孢霉素C C，可以使谷氨酸生成青霉素的作用，可以使谷氨酸生成青霉素的作用机制与控制生物素、控制油酸或添加表面活性剂机制与控制生物素、控制油酸或添加表面活性剂以及控制甘油的机制都不同以及控制甘油的机制都不同 添加青霉素是抑制细菌细胞壁的后期合成，添加青霉素是抑制细菌细胞壁的后期合成，对细胞壁糖肽生物合成系统起作用这是因为青对细胞壁糖肽生物合成系统起作用这是因为青霉素取代合成糖肽的底物而和酶的活性中心结合，霉素取代合成糖肽的底物而和酶的活性中心结合，使网状结构连接不起来，结果形成不完全的细胞使网状结构连接不起来，结果形成不完全的细胞壁。

没有细胞壁保护的细胞膜由于膜内外的渗透壁没有细胞壁保护的细胞膜由于膜内外的渗透压差，是细胞膜受到机械损伤，失去了作为渗透压差，是细胞膜受到机械损伤，失去了作为渗透障碍物的作用，从而使谷氨酸排出另一种解释障碍物的作用，从而使谷氨酸排出另一种解释是：青霉素虽不能抑制磷脂的合成，但能造成磷是：青霉素虽不能抑制磷脂的合成，但能造成磷脂向胞外分泌表脂向胞外分泌表6-5 6-5 CH2OHOCH2OHOOOCH3-CH-C=ONHC CH3HC=ONHCH-OOC（CH2）2C=OC=ONHC(CH2)4HOHNHC=OCH3NHC=OCH3L-AlaD-GluNH3+NHCCH3HC=OL-LysD-Ala（Gly）5NAMNAG肽聚糖结构NH二、核苷酸的分泌二、核苷酸的分泌 核苷酸不容易分泌到细胞外核苷酸不容易分泌到细胞外MnMn2+2+对产氨短杆对产氨短杆菌核苷酸分泌起关键作用菌核苷酸分泌起关键作用 MnMn2+2+可引起细胞形态可引起细胞形态变化，在肌苷变化，在肌苷- -磷酸（磷酸（IMPIMP）发酵中，控制）发酵中，控制MnMn2+2+限限量，造成细胞膨胀，呈不规则型，膜产生异常，量，造成细胞膨胀，呈不规则型，膜产生异常，膜通透性被破坏，膜通透性被破坏，IMPIMP、、HxHx和和R-5-PR-5-P都分泌于体外；都分泌于体外；当当MnMn2+2+过量时，菌体呈小球状，抑制这些物质的过量时，菌体呈小球状，抑制这些物质的分泌。

分泌三、胞外酶的分泌三、胞外酶的分泌第四章第四章 异养微生物的生物氧化异养微生物的生物氧化第五章第五章 自养微生物的生物氧化自养微生物的生物氧化第六章第六章 微生物的合成代谢微生物的合成代谢一、微生物代谢过程中的自我调节一、微生物代谢过程中的自我调节一、微生物代谢过程中的自我调节一、微生物代谢过程中的自我调节☆☆微生物代谢调节系统的特点：微生物代谢调节系统的特点：精确、可塑性强，细胞精确、可塑性强，细胞水平的代谢调节能力超过高等生物水平的代谢调节能力超过高等生物成因：成因：细胞体积小，所处环境多变细胞体积小，所处环境多变举例：举例：大肠杆菌细胞中存在大肠杆菌细胞中存在2500种蛋白质，其中上千种蛋白质，其中上千种是催化正常新陈代谢的酶每个细菌细胞的体积只种是催化正常新陈代谢的酶每个细菌细胞的体积只能容纳能容纳10万个蛋白质分子，所以每种酶平均分配不到万个蛋白质分子，所以每种酶平均分配不到100个分子如何解决合成与使用效率的经济关系？个分子如何解决合成与使用效率的经济关系？解决方式：解决方式：组成酶（组成酶（constitutive enzyme）经常以高）经常以高浓度存在，其它酶都是诱导酶（浓度存在，其它酶都是诱导酶（inducible enzyme），），在底物或其类似物存在时才合成，诱导酶的总量占细在底物或其类似物存在时才合成，诱导酶的总量占细胞总蛋白含量的胞总蛋白含量的10%。

第七章第七章 微生物代谢调节微生物代谢调节Plac工业发酵的目的：大量积累人们所需要的微生物代谢工业发酵的目的：大量积累人们所需要的微生物代谢产物代谢的人工控制：人为地打破微生物的代谢控制体系，代谢的人工控制：人为地打破微生物的代谢控制体系，使代谢朝着人们希望的方向进行使代谢朝着人们希望的方向进行人工控制代谢的手段：人工控制代谢的手段： 改变微生物遗传特性改变微生物遗传特性(遗传学方法）；遗传学方法）； 控制发酵条件（生物化学方法）；控制发酵条件（生物化学方法）； 改变细胞膜透性；改变细胞膜透性；第一节第一节 代谢调节的部位代谢调节的部位一、控制营养物质透过细胞膜进入细胞一、控制营养物质透过细胞膜进入细胞二、通过酶的定位控制酶与底物的接触二、通过酶的定位控制酶与底物的接触三、控制代谢物流向三、控制代谢物流向:一、细胞（及细胞器）膜一、细胞（及细胞器）膜1 1）细胞膜既是溶质进出细胞的主要屏障，有是养分吸收）细胞膜既是溶质进出细胞的主要屏障，有是养分吸收和分泌的通道。

通过对透性酶本身的合成控制以及和分泌的通道通过对透性酶本身的合成控制以及ATPATP的的供应，可以调节基质的输入中间产物的透性，可以通过供应，可以调节基质的输入中间产物的透性，可以通过控制环境条因素，影响膜双分子层中的磷脂和细菌细胞壁控制环境条因素，影响膜双分子层中的磷脂和细菌细胞壁的肽聚糖的形成来调节的肽聚糖的形成来调节2 2）真核微生物膜密切相关的调节有：）真核微生物膜密切相关的调节有：Ø环境条件对膜脂理化性质的影响；环境条件对膜脂理化性质的影响； Ø膜蛋白质的绝对数量及其活性的调节；膜蛋白质的绝对数量及其活性的调节；Ø跨膜的电化学梯度以及跨膜的电化学梯度以及ATPATP、、ADPADP、、AMPAMP体系及无机磷浓体系及无机磷浓度对溶质输送的调节度对溶质输送的调节Ø细胞壁结构的部分破坏或变形，间接影响到膜对溶质的细胞壁结构的部分破坏或变形，间接影响到膜对溶质的通透性 1.控制营养物质透过细胞膜进入细胞控制营养物质透过细胞膜进入细胞 如：只有当速效碳源或氮源耗尽时，微生物如：只有当速效碳源或氮源耗尽时，微生物才合成迟效碳源或氮源的运输系统与分解该物质才合成迟效碳源或氮源的运输系统与分解该物质的酶系统。

的酶系统二、酶本身二、酶本身1.1.调节酶的生成量调节酶的生成量 基因水平调节基因水平调节2.2.调节酶的活性调节酶的活性 分子水平调节分子水平调节 1)可逆反应途径由同种酶催化，可由不同辅基或辅酶控制代谢可逆反应途径由同种酶催化，可由不同辅基或辅酶控制代谢物流向：如物流向：如: 两种两种Glu脱氢酶脱氢酶：：以以NADP为辅基为辅基 Glu合成合成 以以NAD为辅基为辅基 Glu分解分解 2)通过调节酶的活性或酶的合成量通过调节酶的活性或酶的合成量关键酶关键酶: 某一代谢途径中的第一个酶或分支点后的第一个酶某一代谢途径中的第一个酶或分支点后的第一个酶 ①①粗调：调节酶的合成量粗调：调节酶的合成量②②细调：调节现有酶分子的活性细调：调节现有酶分子的活性 3)通过调节产能代谢速率通过调节产能代谢速率 控制代谢物流向：控制代谢物流向：( ( 通过酶促反应速度来调节通过酶促反应速度来调节) )三、酶与底物的相对位置及间隔状况三、酶与底物的相对位置及间隔状况1 1）真核微生物酶定位在相应细胞器上；细胞器各自行使）真核微生物酶定位在相应细胞器上；细胞器各自行使某种特异的功能；某种特异的功能； 2 2）原核微生物在细胞内划分区域集中某类酶行使功能：）原核微生物在细胞内划分区域集中某类酶行使功能： Ø与呼吸产能代谢有关的酶位于膜上；与呼吸产能代谢有关的酶位于膜上； Ø蛋白质合成酶和移位酶位于核糖体上；蛋白质合成酶和移位酶位于核糖体上； Ø同核苷酸吸收有关的酶在同核苷酸吸收有关的酶在G G- -菌的周质区。

菌的周质区第二节第二节 酶活性的调节酶活性的调节通通过过改改变变现现成成的的酶酶分分子子活活性性来来调调节节新新陈陈代代谢谢的的速速率率的的方方式式是是酶酶分分子子水水平平上的调节，属于精细的调节上的调节，属于精细的调节一）调节方式（一）调节方式：包括两个方面：：包括两个方面：1、、酶酶活活性性的的激激活活：：在在代代谢谢途途径径中中后后面面的的反反应应可可被被较较前前面面的的反反应应产产物物所所促促进的现象；常见于分解代谢途径进的现象；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如：粗糙脉孢霉的异柠檬酸脱氢酶的活性受柠檬酸促进2、酶活性的抑制、酶活性的抑制：包括：竞争性抑制和反馈抑制包括：竞争性抑制和反馈抑制反馈反馈：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凡使反应速度加快的称正反馈正反馈；； 凡使反应速度减慢的称凡使反应速度减慢的称负反馈（反馈抑制）负反馈（反馈抑制）；； 反反馈馈抑抑制制——主主要要表表现现在在某某代代谢谢途途径径的的末末端端产产物物过过量量时时可可反反过过来来直直接接抑抑制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特点：作用直接、效果快速、末端产物浓度降低时又可解除如：天门冬氨酸转氨甲酰酶受如：天门冬氨酸转氨甲酰酶受ATP激活，激活，受受CTP抑制（终产物）抑制（终产物） 大肠杆菌糖代谢过程中，许多酶都有大肠杆菌糖代谢过程中，许多酶都有激活剂和抑制剂（表激活剂和抑制剂（表3-1）共同控制糖）共同控制糖代谢二、酶活性调节的方式二、酶活性调节的方式1.1.终产物抑制与激活终产物抑制与激活2.2.底物水平的抑制与激活底物水平的抑制与激活3.3.辅助因子的调节辅助因子的调节4.4.酶原的激活酶原的激活5.5.潜在酶的激活潜在酶的激活1.1.无分支途径的调节方式无分支途径的调节方式（（1 1））前馈作用（前馈作用（feedforwordfeedforword））指的是在代谢途径中前指的是在代谢途径中前面的底物对其后某一催化反应的酶又作用该作用可以面的底物对其后某一催化反应的酶又作用该作用可以是对酶活性的抑制或激活是对酶活性的抑制或激活2 2））终产物抑制终产物抑制 反馈抑制反馈抑制——主要表现在某代谢途径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、核苷酸合成途径中主要表现在氨基酸、核苷酸合成途径中3 3））补偿性激活补偿性激活 分支代谢途径中，当某一终产物的合分支代谢途径中，当某一终产物的合成需要两种前体时，另一前体物的大量存在可能激活受成需要两种前体时，另一前体物的大量存在可能激活受终产物抑制的酶的活性终产物抑制的酶的活性1.协同反馈抑制——concerted feedback inhibitionconcerted feedback inhibition定义：分支代谢途径中几个末定义：分支代谢途径中几个末端产物同时过量时才能抑制共端产物同时过量时才能抑制共同途径中的第一个酶的一种反同途径中的第一个酶的一种反馈调节方式馈调节方式举例：谷氨酸棒杆菌举例：谷氨酸棒杆菌（（Corynebacterium glutamicum））多粘芽孢杆菌（多粘芽孢杆菌（Bacillus polymyxa）） 天冬氨酸族氨基酸合成中天冬氨酸族氨基酸合成中天冬氨酸激酶受赖氨酸和苏氨天冬氨酸激酶受赖氨酸和苏氨酸的协同反馈抑制和阻遏酸的协同反馈抑制和阻遏二、分支代谢途径的调节方式二、分支代谢途径的调节方式 天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸 E,RE,R 4-4-磷酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸E E天冬氨酸半醛天冬氨酸半醛天冬氨酸半醛天冬氨酸半醛E,RE,R E E二氢吡啶二羧酸二氢吡啶二羧酸二氢吡啶二羧酸二氢吡啶二羧酸 同型丝氨酸同型丝氨酸同型丝氨酸同型丝氨酸同型丝氨酸磷酸同型丝氨酸磷酸同型丝氨酸磷酸同型丝氨酸磷酸E,RE,R R R O- O-琥珀酰同型丝氨酸琥珀酰同型丝氨酸琥珀酰同型丝氨酸琥珀酰同型丝氨酸 苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸 E,RE,R六氢吡啶二羧酸六氢吡啶二羧酸六氢吡啶二羧酸六氢吡啶二羧酸 胱硫醚胱硫醚胱硫醚胱硫醚 2-2-酮丁酸酮丁酸酮丁酸酮丁酸 R R 二氨基庚二酸二氨基庚二酸二氨基庚二酸二氨基庚二酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸 R R 赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸 甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸 异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸 天冬氨酸族天冬氨酸族（谷氨酸棒杆菌）（谷氨酸棒杆菌）2.积累反馈抑制积累反馈抑制——cumulative feedback inhibitioncumulative feedback inhibition定义：每一分支定义：每一分支途径末端产物按途径末端产物按一定百分比单独一定百分比单独抑制共同途径中抑制共同途径中前面的酶，所以前面的酶，所以当几种末端产物当几种末端产物共同存在时它们共同存在时它们的抑制作用是积的抑制作用是积累的，各末端产累的，各末端产物之间既无协同物之间既无协同效应，亦无拮抗效应，亦无拮抗作用。

作用3.合作反馈抑制——cooperative feedback cooperative feedback inhibitioninhibition定义：定义：两种末端产物两种末端产物同时存在时，共同的同时存在时，共同的反馈抑制作用大于二反馈抑制作用大于二者单独作用之和者单独作用之和举例：举例：在嘌呤核苷酸在嘌呤核苷酸合成中，磷酸核糖焦合成中，磷酸核糖焦磷酸酶受磷酸酶受AMP和和GMP （和（和IMP）的）的合作反馈抑制，二者合作反馈抑制，二者共同存在时，可以完共同存在时，可以完全抑制该酶的活性全抑制该酶的活性而二者单独过量时，而二者单独过量时，分别抑制其活性的分别抑制其活性的70%和和10%（（5 5）顺序反馈抑制）顺序反馈抑制——sequential sequential feedback inhibitionfeedback inhibition 一一种种终终产产物物的的积积累累,导导致致前前一一中中间间产产物物的的积积累累，，通通过过后后者者反反馈馈抑抑制制合合成成途途径径关关键键酶酶的的活活性性，，使使合合成终止举例：枯草芽孢举例：枯草芽孢杆菌芳香族氨基杆菌芳香族氨基酸合成的调节酸合成的调节5.同功酶调节——isoenzyme定义：定义：定义：定义：催化相同的生化反催化相同的生化反催化相同的生化反催化相同的生化反应，而酶分子结构有差应，而酶分子结构有差应，而酶分子结构有差应，而酶分子结构有差别的一组酶。

别的一组酶别的一组酶别的一组酶意义：意义：意义：意义：在一个分支代谢途在一个分支代谢途在一个分支代谢途在一个分支代谢途径中，如果在分支点以径中，如果在分支点以径中，如果在分支点以径中，如果在分支点以前的一个较早的反应是前的一个较早的反应是前的一个较早的反应是前的一个较早的反应是由几个同功酶催化时，由几个同功酶催化时，由几个同功酶催化时，由几个同功酶催化时，则分支代谢的几个最终则分支代谢的几个最终则分支代谢的几个最终则分支代谢的几个最终产物往往分别对这几个产物往往分别对这几个产物往往分别对这几个产物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用同功酶发生抑制作用同功酶发生抑制作用同功酶发生抑制作用——————某一产物过量仅抑制某一产物过量仅抑制某一产物过量仅抑制某一产物过量仅抑制相应酶活，对其他产物没影响相应酶活，对其他产物没影响相应酶活，对其他产物没影响相应酶活，对其他产物没影响举例：举例：举例：举例：大肠杆菌的天冬氨大肠杆菌的天冬氨大肠杆菌的天冬氨大肠杆菌的天冬氨酸族氨基酸合成的调节酸族氨基酸合成的调节酸族氨基酸合成的调节酸族氨基酸合成的调节天冬氨酸族 天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸E,RE,RE,RE,R III I III I III I III IE,RE,RE,RE,R4-4-4-4-磷酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸磷酸天冬氨酸E E E E天冬氨酸半醛天冬氨酸半醛天冬氨酸半醛天冬氨酸半醛E,RE,RE,RE,R II I II I II I II I E E E E二氢吡啶二羧酸二氢吡啶二羧酸二氢吡啶二羧酸二氢吡啶二羧酸 同型丝氨酸同型丝氨酸同型丝氨酸同型丝氨酸同型丝氨酸磷酸同型丝氨酸磷酸同型丝氨酸磷酸同型丝氨酸磷酸E,RE,RE,RE,R R R R R O- O- O- O-琥珀酰同型丝氨酸琥珀酰同型丝氨酸琥珀酰同型丝氨酸琥珀酰同型丝氨酸 苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸 E,RE,RE,RE,R六氢吡啶二羧酸六氢吡啶二羧酸六氢吡啶二羧酸六氢吡啶二羧酸 胱硫醚胱硫醚胱硫醚胱硫醚 2-2-2-2-酮丁酸酮丁酸酮丁酸酮丁酸 R R R R 二氨基庚二酸二氨基庚二酸二氨基庚二酸二氨基庚二酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸 R R R R 赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸 甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸 异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸（1）平衡合成 在黄色短杆菌（在黄色短杆菌（在黄色短杆菌（在黄色短杆菌（Brevibacterium flavusBrevibacterium flavus）中天冬）中天冬）中天冬）中天冬氨酸的合成氨酸的合成氨酸的合成氨酸的合成PEPPEP PyPy草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoAAspAsp 柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸ATPATPCOCO2 23.代谢途径的横向调节（2）代谢互锁表面完全不相关的两条途径之间的调节。

这种作用一般在高浓表面完全不相关的两条途径之间的调节这种作用一般在高浓表面完全不相关的两条途径之间的调节这种作用一般在高浓表面完全不相关的两条途径之间的调节这种作用一般在高浓度下才显示，且为部分抑制度下才显示，且为部分抑制度下才显示，且为部分抑制度下才显示，且为部分抑制AspAspAspAspAsp- pAsp- pAsp- pAsp- pAsaAsaAsaAsaDAPDAPDAPDAPLysLysLysLys，二氢吡啶二，二氢吡啶二，二氢吡啶二，二氢吡啶二羧酸合成酶羧酸合成酶羧酸合成酶羧酸合成酶HseHseHseHseThrThrThrThr Ile Ile Ile IlePyPyPyPy 异丙基异丙基异丙基异丙基 LeuLeuLeuLeu 苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸( (三三) )酶活力调节的机制酶活力调节的机制变构酶理论：变构酶理论： 变构酶为一种变构蛋白，酶分子空间构象的变化变构酶为一种变构蛋白，酶分子空间构象的变化 影影响酶活。

其上具有两个以上立体专一性不同的接受部响酶活其上具有两个以上立体专一性不同的接受部位，一个是活性中心，另一个是调节中心位，一个是活性中心，另一个是调节中心活性位点活性位点: :与底物结合与底物结合变构位点变构位点: :与与抑制剂结合抑制剂结合, ,构象变化构象变化, ,不能与底物结合不能与底物结合 与激活剂结合与激活剂结合, , 构象变化构象变化, ,促进与底物结合促进与底物结合 变构酶根据变构酶蛋白的作用，可以把它们分为两类根据变构酶蛋白的作用，可以把它们分为两类: : (1)(1)非酶变构蛋白酶非酶变构蛋白酶 主要包括调节蛋白和受控载体主要包括调节蛋白和受控载体蛋白调节蛋白即由调节基因编码的在操纵子表达中蛋白调节蛋白即由调节基因编码的在操纵子表达中起调节作用的蛋白，其本身没有催化活性，但是它们起调节作用的蛋白，其本身没有催化活性，但是它们可以控制相应的酶的活性，或影响酶与蛋白质的合成可以控制相应的酶的活性，或影响酶与蛋白质的合成 有些载体蛋白也是变构蛋白，如乳糖透性酶有些载体蛋白也是变构蛋白，如乳糖透性酶2 2）变构酶）变构酶2.2.共价修饰调节理论共价修饰调节理论（（1 1）可逆性共价修饰）可逆性共价修饰（（2 2）不可逆共价修饰）不可逆共价修饰3.3.其他调节方式其他调节方式（（1 1）缔合与解离）缔合与解离（（2 2）竞争性抑制）竞争性抑制第二节 酶合成的调节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，是基因水平上的调节，属于粗放的调节，间接而缓慢。

平上的调节，属于粗放的调节，间接而缓慢一）酶合成调节的类型（一）酶合成调节的类型1.诱导诱导(induction)：：是酶促分解底物或产物诱使微生物细胞合是酶促分解底物或产物诱使微生物细胞合成分解代谢途径中有关酶的过程微生物通过诱导作用而产生成分解代谢途径中有关酶的过程微生物通过诱导作用而产生的酶称为的酶称为诱导酶（诱导酶（为适应外来底物或其结构类似物而临时合成为适应外来底物或其结构类似物而临时合成的酶类）的酶类） 举例：举例：E.coli在含乳糖的培养基中合成在含乳糖的培养基中合成β-半乳糖苷酶和半乳糖半乳糖苷酶和半乳糖苷渗透酶等苷渗透酶等 诱导物诱导物(inducer)：底物或结构类似物，如：异丙基：底物或结构类似物，如：异丙基- β-D-硫硫代半乳糖苷（代半乳糖苷（IPTG，，isopropylthiogalactoside） ★★诱导作用的类型诱导作用的类型：：同时诱导同时诱导：诱导物加入后，微生物能同：诱导物加入后，微生物能同时诱导出几种酶的合成，主要存在于短的代谢途径中时诱导出几种酶的合成，主要存在于短的代谢途径中 顺序诱导顺序诱导：先合成能分解底物的酶，再合成分解各中间：先合成能分解底物的酶，再合成分解各中间代谢物的酶达到对复杂代谢途径的分段调节。

代谢物的酶达到对复杂代谢途径的分段调节组成酶（固有酶）组成酶（固有酶）：不依赖底物或底物结构类似：不依赖底物或底物结构类似物的存在而合成的酶如：物的存在而合成的酶如：EMPEMP途径的一些酶途径的一些酶诱导酶：诱导酶：依赖于底物或底物结构类似物的存在而依赖于底物或底物结构类似物的存在而合成的酶如：乳糖酶合成的酶如：乳糖酶 （一）酶合成调节的类型-22.阻遏（（repressionrepression））： 是阻碍是阻碍是阻碍是阻碍代谢过程中包括关键酶在内的代谢过程中包括关键酶在内的一系列酶一系列酶一系列酶一系列酶的的合成的现象，从而更彻底地控制和减少末端产物的合合成的现象，从而更彻底地控制和减少末端产物的合成★★阻遏作用的类型阻遏作用的类型：：①①末端产物阻遏（末端产物阻遏（end-product repression）：由于终）：由于终产物的过量积累而导致生物合成途径中酶合成的阻遏产物的过量积累而导致生物合成途径中酶合成的阻遏的现象，常常发生在氨基酸、嘌呤和嘧啶等这些重要的现象，常常发生在氨基酸、嘌呤和嘧啶等这些重要结构元件生物合成的时候结构元件生物合成的时候。

例如过量的精氨酸阻遏了参与合成精氨酸的许多酶的例如过量的精氨酸阻遏了参与合成精氨酸的许多酶的合成②②分解代谢物阻遏分解代谢物阻遏（（catabolite repressioncatabolite repression）：）： 当微生物在含有两种能够分解底物的培养基中生长当微生物在含有两种能够分解底物的培养基中生长时，利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的时，利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶的合成的现象最早发现于大肠杆菌生长在有关酶的合成的现象最早发现于大肠杆菌生长在含葡萄糖和乳糖的培养基时含葡萄糖和乳糖的培养基时, ,故又称故又称葡萄糖效应葡萄糖效应分解代谢物阻遏导致出现分解代谢物阻遏导致出现“二次生长（二次生长（diauxic diauxic growthgrowth））”. . 直接作用者是优先利用的碳源的中间代谢物直接作用者是优先利用的碳源的中间代谢物——实质是：实质是：因代因代因代因代 谢反应链中某些中间代谢物或末谢反应链中某些中间代谢物或末谢反应链中某些中间代谢物或末谢反应链中某些中间代谢物或末端代谢物的过量积累而阻遏代谢中一些酶的合成的端代谢物的过量积累而阻遏代谢中一些酶的合成的端代谢物的过量积累而阻遏代谢中一些酶的合成的端代谢物的过量积累而阻遏代谢中一些酶的合成的现象。

现象2.分解代谢物的阻遏Catabolite RepressionCatabolite Repression ：1 1）二次生长现象及）二次生长现象及其机制：其机制： 分解葡萄糖的酶分解葡萄糖的酶—— 组成酶（固有酶）组成酶（固有酶） 分解乳糖的酶分解乳糖的酶——诱诱导酶，导酶， 受葡萄糖分解代谢产受葡萄糖分解代谢产物的物的 调控 Figure 9. The Diauxic Growth Curve of E. coli grown in limiting concentrations of a mixture of glucose and lactose 3.酶合成调节的机制操纵子学说概述：操纵子学说概述：1、操纵子（、操纵子（operon）：是基因表达和控制的一个完整单元，其中包括结构基）：是基因表达和控制的一个完整单元，其中包括结构基因，调节基因，操作子和启动子因，调节基因，操作子和启动子①①结构基因结构基因(structural genes)：：是决定某一多肽的是决定某一多肽的DNA 模板，可根据其上的碱模板，可根据其上的碱基顺序转录出相应的基顺序转录出相应的mRNA，然后再可通过核糖体转译出相应的酶，然后再可通过核糖体转译出相应的酶;（（编码蛋蛋白白质的的DNA序列）序列） ②②启动子启动子(promoter)：能被依赖于：能被依赖于DNA的的RNA聚合酶所识别的碱基顺序，是聚合酶所识别的碱基顺序，是RNA聚合酶的结合部位和转录起点；（在许多情况下还包括促进这一过程的聚合酶的结合部位和转录起点；（在许多情况下还包括促进这一过程的调节蛋白结合位点。

调节蛋白结合位点③③操纵子（操纵子（operator））：位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，是阻：位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序，是阻遏蛋白的结合位点，能通过与阻遏物相结合来决定结构基因的转录是否能进行；遏蛋白的结合位点，能通过与阻遏物相结合来决定结构基因的转录是否能进行； ④④调节基因（调节基因（regulator gene））：用于编码组成型调节蛋白的基因，：用于编码组成型调节蛋白的基因，一般远离一般远离操纵子操纵子,但在原核生物中但在原核生物中,可以位于操纵子旁边可以位于操纵子旁边,编码调节蛋白编码调节蛋白Structure of a typical operon 3 3、阻遏物（、阻遏物（repressorrepressor）与阻遏物蛋白）与阻遏物蛋白（（aporepresseoraporepresseor））——二者都是由调节基因编码产二者都是由调节基因编码产生特异性生特异性调节蛋白调节蛋白(regulatory potein)(regulatory potein) ；它俩是一；它俩是一类类低分子量变构蛋白低分子量变构蛋白，有两个结合位点，一个与操纵，有两个结合位点，一个与操纵基因结合，另一位点可与效应物结合；当调节蛋白与基因结合，另一位点可与效应物结合；当调节蛋白与效应物结合后，就发生变构作用，变构后与操纵基因效应物结合后，就发生变构作用，变构后与操纵基因的结合能力可提高或下降。

的结合能力可提高或下降有活性有活性——可与可与O O结合；结合；无活性无活性——不与不与O O结合）结合）阻遏物阻遏物: :能在没有诱导物时与操纵基因结合的调节蛋能在没有诱导物时与操纵基因结合的调节蛋白；白；阻遏物蛋白阻遏物蛋白: :只能在有辅阻遏物存在时才能与操纵基只能在有辅阻遏物存在时才能与操纵基因结合三、酶的诱导和阻遏的调节方式三、酶的诱导和阻遏的调节方式1.1.单个终产物的生物合成途径单个终产物的生物合成途径单个终产物的生物合成途径单个终产物的生物合成途径（（（（1 1）简单终产物阻遏）简单终产物阻遏）简单终产物阻遏）简单终产物阻遏（（（（2 2）可被阻遏的酶的产物的诱导作用）可被阻遏的酶的产物的诱导作用）可被阻遏的酶的产物的诱导作用）可被阻遏的酶的产物的诱导作用2.2.多个终产物的生物合成途径多个终产物的生物合成途径多个终产物的生物合成途径多个终产物的生物合成途径（（（（1 1）多个单功能酶的简单终产物阻遏）多个单功能酶的简单终产物阻遏）多个单功能酶的简单终产物阻遏）多个单功能酶的简单终产物阻遏（（（（2 2）多功能酶的多价阻遏）多功能酶的多价阻遏）多功能酶的多价阻遏）多功能酶的多价阻遏 （（（（3 3）催化两条不同途径的共用酶系阻遏）催化两条不同途径的共用酶系阻遏）催化两条不同途径的共用酶系阻遏）催化两条不同途径的共用酶系阻遏3.3.分解代谢途径分解代谢途径分解代谢途径分解代谢途径（（（（1 1）分解代谢物阻遏）分解代谢物阻遏）分解代谢物阻遏）分解代谢物阻遏（（（（2 2）起始底物的诱导作用）起始底物的诱导作用）起始底物的诱导作用）起始底物的诱导作用（（（（3 3）降解代谢途径的中间产物所引起的诱导作用）降解代谢途径的中间产物所引起的诱导作用）降解代谢途径的中间产物所引起的诱导作用）降解代谢途径的中间产物所引起的诱导作用（（（（4 4）汇流降解代谢途径）汇流降解代谢途径）汇流降解代谢途径）汇流降解代谢途径（（（（5 5）多功能途径的诱导）多功能途径的诱导）多功能途径的诱导）多功能途径的诱导四、酶合成调节的分子机制四、酶合成调节的分子机制1.诱导作用的分子机制诱导作用的分子机制（（1）正调控和负调控）正调控和负调控（（2）协同诱导和顺序诱导）协同诱导和顺序诱导2.分解代谢物阻遏的分子机制分解代谢物阻遏的分子机制3.末端代谢产物阻遏的分子机制和弱化调末端代谢产物阻遏的分子机制和弱化调节机制节机制1.终产物的阻遏：终产物的阻遏：(end product repression):（（ 反馈阻反馈阻遏遏) 即在合成代谢中，终产物阻遏该途径即在合成代谢中，终产物阻遏该途径 所有酶的合成。

所有酶的合成为基因表达的控制为基因表达的控制 如：色氨酸如：色氨酸(Try)合成的调控合成的调控(正调节正调节)Figure 5. Genetic organization of the Trp operon and its control elements The Tryptophan The Tryptophan OperonOperon 细菌的主要代谢调节机制细菌的主要代谢调节机制机制机制机制机制变构蛋白变构蛋白变构蛋白变构蛋白效应物效应物效应物效应物 变构蛋白变构蛋白变构蛋白变构蛋白的活性的活性的活性的活性生理结果生理结果生理结果生理结果末端产物反末端产物反末端产物反末端产物反馈抑制馈抑制馈抑制馈抑制途径第一酶途径第一酶途径第一酶途径第一酶末端产物末端产物末端产物末端产物催化途径第催化途径第催化途径第催化途径第一酶一酶一酶一酶催化活性降催化活性降催化活性降催化活性降低低低低调节小分子调节小分子调节小分子调节小分子合成合成合成合成酶诱导酶诱导酶诱导酶诱导/ / / /负负负负调控调控调控调控阻遏物阻遏物阻遏物阻遏物诱导物诱导物诱导物诱导物结合到染色结合到染色结合到染色结合到染色体上体上体上体上酶合成出现酶合成出现酶合成出现酶合成出现诱导物，酶诱导物，酶诱导物，酶诱导物，酶合成合成合成合成酶诱导酶诱导酶诱导酶诱导/ / / /正正正正向控制向控制向控制向控制阻遏物阻遏物阻遏物阻遏物- - - -激激激激活剂活剂活剂活剂诱导物诱导物诱导物诱导物与染色体结与染色体结与染色体结与染色体结合合合合促进酶合成促进酶合成促进酶合成促进酶合成诱导物，酶诱导物，酶诱导物，酶诱导物，酶合成合成合成合成分解代谢物分解代谢物分解代谢物分解代谢物阻遏阻遏阻遏阻遏CRPCRPCRPCRP蛋白蛋白蛋白蛋白cAMPcAMPcAMPcAMP不能与染色不能与染色不能与染色不能与染色体结合体结合体结合体结合阻止酶合成阻止酶合成阻止酶合成阻止酶合成利用有利碳利用有利碳利用有利碳利用有利碳源源源源末端代谢产末端代谢产末端代谢产末端代谢产物反馈阻遏物反馈阻遏物反馈阻遏物反馈阻遏阻遏物阻遏物阻遏物阻遏物末端产物末端产物末端产物末端产物不能与染色不能与染色不能与染色不能与染色体结合体结合体结合体结合阻止酶合成阻止酶合成阻止酶合成阻止酶合成调节生物合调节生物合调节生物合调节生物合成成成成五、反馈抑制与反馈阻遏的比较五、反馈抑制与反馈阻遏的比较项目项目项目项目反馈抑制反馈抑制反馈抑制反馈抑制反馈阻遏反馈阻遏反馈阻遏反馈阻遏控制对象控制对象控制对象控制对象酶的活性酶的活性酶的活性酶的活性酶的生物合成酶的生物合成酶的生物合成酶的生物合成控制量控制量控制量控制量终产物浓度终产物浓度终产物浓度终产物浓度终产物浓度终产物浓度终产物浓度终产物浓度控制水平控制水平控制水平控制水平酶蛋白的构象变化酶蛋白的构象变化酶蛋白的构象变化酶蛋白的构象变化DNA-mRNA-DNA-mRNA-DNA-mRNA-DNA-mRNA-酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白控制手段控制手段控制手段控制手段终产物与变构部位的亲终产物与变构部位的亲终产物与变构部位的亲终产物与变构部位的亲和力和力和力和力终产物与阻遏蛋白的亲和力终产物与阻遏蛋白的亲和力终产物与阻遏蛋白的亲和力终产物与阻遏蛋白的亲和力控制效应控制效应控制效应控制效应通过变构效应，酶的结通过变构效应，酶的结通过变构效应，酶的结通过变构效应，酶的结构变化构变化构变化构变化阻遏蛋白与操纵基因结合，阻遏蛋白与操纵基因结合，阻遏蛋白与操纵基因结合，阻遏蛋白与操纵基因结合，不能合成不能合成不能合成不能合成mRNAmRNAmRNAmRNA控制结果控制结果控制结果控制结果控制酶活性大小控制酶活性大小控制酶活性大小控制酶活性大小酶的合成与否酶的合成与否酶的合成与否酶的合成与否反应反应反应反应迅速、精确的控制迅速、精确的控制迅速、精确的控制迅速、精确的控制迟缓、粗略的控制迟缓、粗略的控制迟缓、粗略的控制迟缓、粗略的控制代谢途径代谢途径代谢途径代谢途径无定向代谢途径和合成无定向代谢途径和合成无定向代谢途径和合成无定向代谢途径和合成代谢分支点等代谢分支点等代谢分支点等代谢分支点等无定向代谢途径和合成代谢无定向代谢途径和合成代谢无定向代谢途径和合成代谢无定向代谢途径和合成代谢分支点等分支点等分支点等分支点等细胞经济细胞经济细胞经济细胞经济低分子化合物（酶反应低分子化合物（酶反应低分子化合物（酶反应低分子化合物（酶反应生成物）生成物）生成物）生成物）高分子化合物（酶蛋白）高分子化合物（酶蛋白）高分子化合物（酶蛋白）高分子化合物（酶蛋白）能荷（能荷（Energy chargeEnergy charge））: : 三磷酸腺苷三磷酸腺苷(ATP)(ATP)是为许多反应提是为许多反应提供能量的高能磷酸化物供能量的高能磷酸化物 , ,细胞中的细胞中的ATPATP、、ADPADP和和AMPAMP含量处于相含量处于相对平衡的状态对平衡的状态——细胞中的能量状态细胞中的能量状态能荷（能荷（Energy chargeEnergy charge）来表示细胞中的能量状态。

能荷（）来表示细胞中的能量状态能荷（ECEC））可用下式来表示：可用下式来表示： 系统中只有系统中只有ATPATP时，时，ECEC值为值为1 1；只有；只有AMPAMP时，时，ECEC值等于值等于0 0 一、产能代谢的调节：能荷调节一、产能代谢的调节：能荷调节一、产能代谢的调节：能荷调节一、产能代谢的调节：能荷调节第四节第四节 代谢调控代谢调控概念：有氧条件下，发酵作用受抑制的现象（或概念：有氧条件下，发酵作用受抑制的现象（或氧对发酵的抑制现象）氧对发酵的抑制现象）意义：合理利用能源意义：合理利用能源通风对酵母代谢的影响通风对酵母代谢的影响通风（有氧呼吸）通风（有氧呼吸）缺氧（发酵）缺氧（发酵）酒精生成量酒精生成量耗糖量耗糖量/ /单位时间单位时间细胞的繁殖细胞的繁殖低（接近零）低（接近零）少少旺盛旺盛高高多多很弱至消失很弱至消失巴斯德效应巴斯德效应巴斯德效应巴斯德效应( ( ( (The Pasteur effect )The Pasteur effect )The Pasteur effect )The Pasteur effect )现象：现象：巴斯德效应（巴斯德效应（Pasteur effectPasteur effect）机理）机理 巴斯德在研究酵母的酒精发酵时发现：厌氧条件下酵巴斯德在研究酵母的酒精发酵时发现：厌氧条件下酵母菌进行酒精发酵，葡萄糖的消耗速度很快；而在有母菌进行酒精发酵，葡萄糖的消耗速度很快；而在有氧条件下，酵母菌进行呼吸作用，糖的消耗速度较低，氧条件下，酵母菌进行呼吸作用，糖的消耗速度较低，酒精产量也降低。

酒精产量也降低 呼吸抑制发酵作用的的现象呼吸抑制发酵作用的的现象 巴斯德效应的本质是能荷调节巴斯德效应的本质是能荷调节 能荷不仅能调节分解代谢形成能荷不仅能调节分解代谢形成ATPATP的酶活性，也能调节合的酶活性，也能调节合成代谢利用成代谢利用ATPATP的酶活性的酶活性 细胞能荷可调节酶活性细胞能荷可调节酶活性高能荷的抑制高能荷的抑制异柠檬酸脱氢酶和磷酸果糖激酶等高能荷的抑制高能荷的抑制异柠檬酸脱氢酶和磷酸果糖激酶等柠檬酸和柠檬酸和ATPATP都是磷酸都是磷酸果糖激酶活性的抑制剂，果糖激酶活性的抑制剂，从而限制了葡萄糖的利从而限制了葡萄糖的利用速度 有氧条件下，大量合成有氧条件下，大量合成ATPATP，细胞能荷增加，细胞能荷增加异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶受到受到ATPATP抑制，导抑制，导致柠檬酸的积累致柠檬酸的积累在厌氧条件下，酵母菌无法通过呼在厌氧条件下，酵母菌无法通过呼吸链产生吸链产生ATPATP，细胞能荷较低细胞能荷较低ADPADP和和AMPAMP激活磷酸果糖激酶，使利激活磷酸果糖激酶，使利用葡萄糖生产酒精的速度加快用葡萄糖生产酒精的速度加快  通氧[ATP][柠檬酸]能荷异柠檬酸脱氢酶活性磷酸果糖激酶活性[6—磷酸葡萄糖]基团移位吸收葡萄糖速率二、细胞渗透性调控二、细胞渗透性调控二、细胞渗透性调控二、细胞渗透性调控提高细胞渗透性的主要方法：提高细胞渗透性的主要方法：提高细胞渗透性的主要方法：提高细胞渗透性的主要方法：1.1.限制培养基中生物素浓度在限制培养基中生物素浓度在限制培养基中生物素浓度在限制培养基中生物素浓度在1-5mg/L1-5mg/L，可以控制细胞膜中，可以控制细胞膜中，可以控制细胞膜中，可以控制细胞膜中脂质的合成，从而控制代谢物产量。

脂质的合成，从而控制代谢物产量脂质的合成，从而控制代谢物产量脂质的合成，从而控制代谢物产量2.2.通过诱变育种的方法，筛选细胞透性突变株，如工程构建通过诱变育种的方法，筛选细胞透性突变株，如工程构建通过诱变育种的方法，筛选细胞透性突变株，如工程构建通过诱变育种的方法，筛选细胞透性突变株，如工程构建和筛选生产菌株的生物素缺陷型、油酸、甘油缺陷型和筛选生产菌株的生物素缺陷型、油酸、甘油缺陷型和筛选生产菌株的生物素缺陷型、油酸、甘油缺陷型和筛选生产菌株的生物素缺陷型、油酸、甘油缺陷型3.3.添加表面活性剂或脂溶剂如棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、添加表面活性剂或脂溶剂如棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、添加表面活性剂或脂溶剂如棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、添加表面活性剂或脂溶剂如棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、土温土温土温土温8080等表面活性剂等表面活性剂等表面活性剂等表面活性剂4.4.添加青霉素添加青霉素添加青霉素添加青霉素5.5.控制控制控制控制MnMn2+2+、、、、ZnZn2+2+的浓度，干扰细胞膜或细胞壁的形成的浓度，干扰细胞膜或细胞壁的形成的浓度，干扰细胞膜或细胞壁的形成的浓度，干扰细胞膜或细胞壁的形成。

 分支途径——①赖氨酸发酵:谷氨酸棒杆菌的Hom–1、应用营养缺陷型菌株解除正常的反馈调节三、菌种遗传特性的改变三、菌种遗传特性的改变三、菌种遗传特性的改变三、菌种遗传特性的改变 分支途径——②肌苷酸发酵 （IMP合成途径的代谢调控）1.2 抗反馈控制突变株的应用★★抗反馈控制突变株抗反馈控制突变株——是指对反馈抑制不敏感或是指对反馈抑制不敏感或对阻遏有抗性，或两者兼有之的菌株对阻遏有抗性，或两者兼有之的菌株★★抗反馈控制突变株可以从抗反馈控制突变株可以从终产物结构类似物抗性终产物结构类似物抗性突变株突变株和和营养缺陷性回复突变株营养缺陷性回复突变株中获得★★获得方法及其原理：获得方法及其原理：目标产物目标产物结构类似物结构类似物赖氨酸赖氨酸S-S-（（2 2氨基乙基）氨基乙基）-L-L半胱氨半胱氨酸酸-(AEC)-(AEC)苏氨酸苏氨酸 - -氨基氨基- - - -羟基戊酸（羟基戊酸（AHV)AHV)异亮氨酸异亮氨酸乙硫氨酸乙硫氨酸精氨酸精氨酸D-D-精氨酸精氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸对氟苯丙氨酸对氟苯丙氨酸1.3选育组成型突变株和超产突变株 如果调节基因发生突变，以至产生无效的阻遏如果调节基因发生突变，以至产生无效的阻遏物而不能和操纵基因结合，或操纵基因突变，从而物而不能和操纵基因结合，或操纵基因突变，从而造成结构基因不受控制的转录，酶的生成将不再需造成结构基因不受控制的转录，酶的生成将不再需要诱导剂或不再被末端产物或分解代谢物阻遏，这要诱导剂或不再被末端产物或分解代谢物阻遏，这样的突变株称为样的突变株称为 组成型突变株。

少数情况下，组组成型突变株少数情况下，组成型突变株可产生大量的、比亲本高的多的酶，这成型突变株可产生大量的、比亲本高的多的酶，这种突变株称为超产突变株种突变株称为超产突变株4.4.抗性突变株的应用抗性突变株的应用（（1 1）抗生素抗性突变抗生素抗性突变2 2）抗噬菌体菌株的选育抗噬菌体菌株的选育3 3）条件抗性突变）条件抗性突变（（4 4）敏感突变）敏感突变5.5.增加结构基因数目增加结构基因数目 增加发酵产品的结构基因数目可增加发酵产品的结构基因数目可以提高发酵产物的产量以提高发酵产物的产量四、发酵工艺条件的控制四、发酵工艺条件的控制1.控制培养基成分控制培养基成分2.控制发酵条件控制发酵条件★★当发酵液处在碱性条件下，酵母的乙醇发酵会改为甘油发酵当发酵液处在碱性条件下，酵母的乙醇发酵会改为甘油发酵原因：该条件下产生的乙醛不能作为正常受氢体，结果原因：该条件下产生的乙醛不能作为正常受氢体，结果2 2分子乙醛分子乙醛间发生歧化反应，生成间发生歧化反应，生成1 1分子乙醇和分子乙醇和1 1分子乙酸；分子乙酸；CH3CHO+H2O+NAD+ CH3COOH+NADH+H+CH3CHO+NADH+H+ CH3CH2OH+ NAD+ 此时也由磷酸二羟丙酮担任受氢体接受此时也由磷酸二羟丙酮担任受氢体接受3-3-磷酸甘油醛脱下磷酸甘油醛脱下的氢而生成的氢而生成  - -磷酸甘油，后者经磷酸甘油，后者经 - -磷酸甘油酯酶催化，生磷酸甘油酯酶催化，生成甘油。

成甘油2葡萄糖葡萄糖 2甘油甘油+乙醇乙醇+乙酸乙酸+2CO2 DA B C E F（二）生物化学方法1. 1. 添加前体绕过反馈控制点：亦能使某种代谢产物大量产生添加前体绕过反馈控制点：亦能使某种代谢产物大量产生(-)(-)(-)2. 2. 添加诱导剂：从提高诱导酶合成量来说，最好的诱导剂往往添加诱导剂：从提高诱导酶合成量来说，最好的诱导剂往往不是该酶的底物，而是底物的衍生物，不是该酶的底物，而是底物的衍生物，3. 3. 发酵与分离过程耦合：发酵与分离过程耦合：4. 4. 控制发酵的培养基成分：控制发酵的培养基成分：第八章第八章 微生物的次级代谢及其调节微生物的次级代谢及其调节次生代谢物（次生代谢物（secondary metabolitesecondary metabolite））:指某指某些微生物生长到稳定期前后，以结构简单、代些微生物生长到稳定期前后，以结构简单、代谢途径明确、产量较大的初生代谢物为前体，谢途径明确、产量较大的初生代谢物为前体，通过复杂的次生代谢途径所合成的各种结构复通过复杂的次生代谢途径所合成的各种结构复杂的化合物。

杂的化合物种类：抗生素、色素、毒素、生物碱、信息素种类：抗生素、色素、毒素、生物碱、信息素（（pheromone),pheromone),生长促进剂、生长促进剂、 生物药物素生物药物素二、二、GadenGaden对发酵的三分类与对发酵的三分类与PirtPirt方程：方程：〖一类发酵〗 产物的形成和菌体的生长相偶联产物的形成和菌体的生长相偶联xpXP时间时间X或或者者P 1.生长偶联型dP/dt=αdX/dtπ=αµP----- 产物物浓度度α---系数系数π---产物形成比率物形成比率π=dP/dt/X〖〖二类发酵二类发酵〗〗 产物的形成和菌体的生长部分偶联产物的形成和菌体的生长部分偶联xp时间时间X或或者者PXP2.混合生长偶联型dP/dt=αdX/dt+βXπ=αµ+β如：如：PHB的生产包括了非产物生物量和产的生产包括了非产物生物量和产物生物量物生物量dX/dt=dR/dt+dP/dtdR/dt=µmaxR[N/(Ks+N)]〖〖三类发酵三类发酵〗〗 产物的形成和菌体的生长非偶联偶联产物的形成和菌体的生长非偶联偶联xp3.3.非生长偶联型非生长偶联型时间时间X或或者者PXPdP/dt=βXπ=β〖Pirt方程〗 π＝＝α μ + βq α =0、 β ≠0： 可表示一类发酵q α ≠0、 β =0： 可表示二类发酵q α ≠0、 β ≠0：可表示三类发酵第一节第一节 次级代谢与次级代谢产物次级代谢与次级代谢产物一、次级代谢产物类型一、次级代谢产物类型1.1.根据产物的作用分类根据产物的作用分类 （（1 1）抗生素）抗生素 （（2 2）激素）激素 （（3 3）维生素）维生素 （（4 4）毒素）毒素 （（5 5）生物碱）生物碱 （（6 6）色素）色素2.2.根据产物的主要成分及其与初级代谢的关系分类根据产物的主要成分及其与初级代谢的关系分类 （（1 1）糖类）糖类 （（2 2）多肽类）多肽类 （（3 3）聚酯酰类）聚酯酰类 （（4 4）核酸碱基类似物）核酸碱基类似物 （（5 5）其他类型）其他类型 （（6 6）色素）色素二、次级代谢的特点二、次级代谢的特点 1.1.次级代谢产物的产生与微生物的生长不呈平行关次级代谢产物的产生与微生物的生长不呈平行关系系〖〖三类发酵三类发酵〗〗 产物的形成和菌体的生长非偶联偶联产物的形成和菌体的生长非偶联偶联xp非生长偶联型非生长偶联型时间时间X或或者者PXPdP/dt=βXπ=β2.2.次级代谢产物的生物合成以初级代谢产物为前体，次级代谢产物的生物合成以初级代谢产物为前体，并受初级代谢的调节并受初级代谢的调节CO2HMP途径途径糖类糖类EMP途径途径乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 甲羟戊酸甲羟戊酸 异戊异戊 二萜：赤霉素类二萜：赤霉素类 二烯酸二烯酸 倍半萜：隐杯伞类倍半萜：隐杯伞类磷酸烯醇磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰－乙酰－CoA乙酰－乙酰－CoA赤藓糖－赤藓糖－4－－P莽草酸莽草酸氯霉素氯霉素芳香族氨基酸芳香族氨基酸脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸TCA循环循环丙二酰丙二酰 聚酮酐聚酮酐CoA大环内酯类抗生素大环内酯类抗生素四环素类四环素类灰黄霉素灰黄霉素黄曲霉毒素黄曲霉毒素多肽类类抗生素多肽类类抗生素β－内－内酰胺胺类抗生素类抗生素氨基酸衍生物类氨基酸衍生物类CO23.3.次级代谢酶系对底物要求的专一性不强次级代谢酶系对底物要求的专一性不强 多代谢作用；产黄青霉产生至少多代谢作用；产黄青霉产生至少1010个不同个不同特性的青霉素，其中青霉素特性的青霉素，其中青霉素G G的活性最高。

杆的活性最高杆菌肽族有菌肽族有1010种，黄曲霉毒素族有种，黄曲霉毒素族有8 8种，某种小种，某种小单胞菌产生的氨基环多醇类抗生素竟多达单胞菌产生的氨基环多醇类抗生素竟多达4848种4.4.次级代谢产物种类繁多、结构特殊次级代谢产物种类繁多、结构特殊5.5.次级代谢酶在细胞中具有特定的位置和结次级代谢酶在细胞中具有特定的位置和结构构 6.6.次级代谢产物的合成过程由多基因控制次级代谢产物的合成过程由多基因控制7.7.次级代谢产物的合成对环境因素特别敏感次级代谢产物的合成对环境因素特别敏感8.8.菌种与次级代谢产物的结构之间没有明确菌种与次级代谢产物的结构之间没有明确的分类学上的内在联系的分类学上的内在联系9.9.次级代谢产物的合成与菌体的形态变化有次级代谢产物的合成与菌体的形态变化有一定的关联一定的关联三、次级代谢的生理功能三、次级代谢的生理功能 1.1.受支持的观点受支持的观点 （（1 1）进化遗留所致）进化遗留所致 （（2 2）在自然界具有生态上的功能）在自然界具有生态上的功能 （（3 3）与细胞分化有关）与细胞分化有关 （（4 4）代谢维持产物）代谢维持产物1.1.被驳斥的观点被驳斥的观点 （（1 1）支路代谢物）支路代谢物 （（2 2）次级代谢产物是储藏物质的一种形式）次级代谢产物是储藏物质的一种形式 （（3 3）解除体内有害代谢物的毒性）解除体内有害代谢物的毒性 （（4 4）竞争需要，由于抵抗恶劣环境、抑制）竞争需要，由于抵抗恶劣环境、抑制其他微生物、争夺有限的养分。

其他微生物、争夺有限的养分 （（5 5）作为正常代谢的无用副产物）作为正常代谢的无用副产物 （（6 6）大分子消化后残留的碎片）大分子消化后残留的碎片一、次级代谢产物的生源一、次级代谢产物的生源 1.1.聚酮体聚酮体 2.2.甲羟戊酸甲羟戊酸 3.3.糖类和氨基糖糖类和氨基糖 4.4.不常见的氨基酸不常见的氨基酸 5.5.环多醇和氨基环多醇环多醇和氨基环多醇 6.6.非核酸的嘌呤碱和嘧啶碱的生物合成非核酸的嘌呤碱和嘧啶碱的生物合成第二节第二节 次级代谢产物的生物合成次级代谢产物的生物合成 7. 7.吩噁嗪酮吩噁嗪酮 8.8.莽草酸莽草酸 二、次级代谢产物生物合成的基本过程二、次级代谢产物生物合成的基本过程 谷氨酰胺谷氨酰胺 酪氨酸酪氨酸 莽草酸莽草酸 新生霉素新生霉素  1. 1.产物的全部或部分由初级代谢产物转化而成产物的全部或部分由初级代谢产物转化而成（（1 1）与氨基酸代谢有关的生物合成途径）与氨基酸代谢有关的生物合成途径 （（2 2）与核苷酸代谢有关的生物合成途径）与核苷酸代谢有关的生物合成途径  （（3 3）与辅酶代谢有关的生物合成途径）与辅酶代谢有关的生物合成途径 2.2.产物由单一前体聚合而成产物由单一前体聚合而成 （（1 1）聚酮类化合物的生物合成）聚酮类化合物的生物合成 （（2 2）多肽类化合物的生物合成）多肽类化合物的生物合成 a.a.氨基酸活化生成磷酸酯；氨基酸活化生成磷酸酯； b.b.大分子聚肽链通过蛋白质合成的常规途径大分子聚肽链通过蛋白质合成的常规途径经转录经转录- -翻译系统合成。

翻译系统合成 c.c.经多酶复合物将氨基酸活化后按硫模板机经多酶复合物将氨基酸活化后按硫模板机理缩合，形成肽链理缩合，形成肽链①①通过硫模板机理生物合成的多肽类化合物通过硫模板机理生物合成的多肽类化合物②②通过核糖体介导的多肽类化合物的生物合通过核糖体介导的多肽类化合物的生物合成成（（3 3）类异戊二烯类化合物的生物合成）类异戊二烯类化合物的生物合成 3. 3.产物由中间产物结构修饰而成产物由中间产物结构修饰而成 4. 4.产物由不同前体装配而成产物由不同前体装配而成第三节第三节 次级代谢产物的生物合成次级代谢产物的生物合成 一、初级代谢对次级代谢的调节一、初级代谢对次级代谢的调节 二、碳代谢物的调节二、碳代谢物的调节 三、氮代谢物的调节三、氮代谢物的调节 ppGppppGpp调控：当细胞内缺乏氨基酸时做出的应急反应，产生调控：当细胞内缺乏氨基酸时做出的应急反应，产生ppGppppGpp，可在很，可在很大范围内做出如抑制核糖体和其他大分子合成等应急反应大范围内做出如抑制核糖体和其他大分子合成等应急反应 四、磷酸盐调节四、磷酸盐调节 五、五、ATPATP调节调节 六、酶的诱导调节六、酶的诱导调节 七、反馈调节七、反馈调节 八、细胞渗透性调节八、细胞渗透性调节 九、重金属离子和溶解氧的调节九、重金属离子和溶解氧的调节 十、微生物生长速率的调节十、微生物生长速率的调节。