微生物的代谢与调控

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1、微生物的代谢与调控100422龙海2010/11/30目录摘要31．微生物的代谢与调控概述32．微生物的初级代谢32.1糖类代谢32.1.1糖的种类及其作用32.1.2糖酵解过程42.1.3糖酵解的控制52.1.4糖酵解的意义62.1.5三羧酸循环（TCA）过程62.1.6三羧酸循环的生物学意义72.1.7葡萄糖和蔗糖的微生物合成82.2脂类的代谢82.2.1脂的定义及分类82.2.2脂肪的分解代谢82.2.3脂肪酸的合成92.3氨基酸的代谢92.3.1氨基酸的分解代谢92.3.2氨基酸的合成代谢92.

2、4核酸的代谢102.4.1核酸的酶促降解过程及核苷酸的分解代谢102.4.2核苷酸的合成代谢103．微生物的产能代谢103.1能量的载体ATP103.2能量转化的途径104．微生物的次级代谢114.1次级代谢的类型114.2次级代谢产物的生物合成114.3次级代谢的特点114.4次级代谢的生理功能115．微生物代谢的调控125.1酶活性调节125.2酶含量的调节135.2.1酶合成的诱导和阻遏135.2.2酶降解的调节136.结束语13微生物的代谢与调控摘要：本文以微生物的代谢为线索，对微生物的物质代谢

3、、能量代谢以及微生物代谢的调控途径进行了论述。重点阐述了微生物初级代谢中糖类、脂类、氨基酸和核酸四大类物质的代谢过程以及微生物的酶活性和酶含量两种代谢的调控途径。关键词：物质代谢能量代谢酶活性调控酶含量调控1．微生物的代谢与调控概述新陈代谢是微生物生命活动的基本特征之一，是微生物生理学的核心，它包括微生物体内所进行的全部化学反应的总和，这些化学反应是由酶催化完成的。微生物的代谢包括分解代谢和合成代谢：微生物不断从周围环境中摄取营养物质，通过一系列的分解代谢，将复杂的有机物分解成简单的物质并释放能量，于此

4、同时微生物又通过一系列的合成代谢，将一些简单的物质在消耗能量的条件下转变成自身的组织成分。分解代谢和合成代谢偶联于微生物体内，虽然对微生物起着不同的作用，但是两者都是将物质作为能量的载体，伴随着物质的代谢而实现能量的代谢。微生物有的物质代谢过程具有明确的生理功能，对维持生命活动不可或缺，称为初级代谢，其代谢产物有氨基酸，核苷酸，糖，脂肪酸等；有的物质代谢过程没有明确的生理功能，并不是维持生命活动所必须称为次级代谢，其代谢产物有色素、抗生素，毒素，激素等。尽管微生物代谢过程十分错综复杂，但通过其体内高效而

5、灵敏的的调控系统在分子水平、细胞水平和个体水平，三个不同水平多层次的严格地调控下各种代谢过程进行的有条不紊，代谢产物既能满足微生物生命活动所必需，又不造成浪费。2．微生物的初级代谢2.1糖类代谢2.1.1糖的种类及其作用微生物体内的糖按水解情况分类可分为单糖、双糖和多糖。糖类之于微生物的生物学作用是多方面的：1.是微生物的结构成分；2.是微生物体内的主要能源物质；3.是其他诸如氨基酸、核苷酸、脂等生物分子的合成前体；4.是细胞识别的信息分子。因此糖类是微生物体内非常重要的一类有机化合物。2.1.1糖酵解

6、过程双糖和多糖可通过酶促降解反应，降解为葡萄糖、果糖等较为简单的有机碳化合物，然后进行氧化分解。各种氧化分解的过程不尽相同，这里以葡萄糖的糖酵解过程和三羧酸循环过程为例对糖类分解代谢进行阐述。糖酵解是酶将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随ATP生成的过程。是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降解途径。该过程在微生物的细胞质内进行，可分为4个阶段，10个步骤：第一阶段为葡萄糖转化为1,6-二磷酸果糖的过程，该阶段包含3个步骤（见图一）。虽然葡萄糖的氧化反应是放能反应，但葡萄糖是较稳定的化合物，要使之放能就必须使葡萄糖由稳

7、定态变为活化态，故葡萄糖首先在Mg2+参与的条件下，通过己糖磷酸激酶的催化，作用消耗1分子ATP磷酸化成6-磷酸葡萄糖（步骤Ⅰ）。6-磷酸葡萄糖通过磷酸己糖异构酶的催化作用实现结构异构，生成6-磷酸果糖（步骤Ⅱ）。6-磷酸果糖在Mg2+的参与并消耗1分子ATP的条件下通过磷酸果糖激酶的作用生成1.6-二磷酸果糖（步骤Ⅲ）。该过程中包含的反应均不可逆。图一糖酵解第一阶段第二阶段为1.6-二磷酸果糖转化为3-磷酸甘油醛的过程，该阶段包含两个步骤（见图二）。1.6-二磷酸果糖先在醛缩酶的作用下生成磷酸二羟丙酮

8、（步骤Ⅳ），再通过磷酸丙糖异构酶的作用使磷酸二羟丙酮的基团换位生成3-磷酸甘油醛（步骤Ⅴ）。该阶段的反应均可逆。图二糖酵解第二阶段第三阶段为3-磷酸甘油醛转化为2-磷酸甘油酸的过程，该阶段包含三个步骤（见图三）。3-磷酸甘油醛首先在磷酸参与反应的条件下，通过3-磷酸甘油醛脱氢酶的催化作用氧化成1.3-二磷酸甘油酸并释放两个电子和一个H+，电子和H+传递给电子受体NAD+生成NADH+H+并将能量转移到高能磷酸键中（步骤Ⅵ）；1.3-二磷酸甘