次级代谢产物合成.ppt

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1、次级代谢产物的生物合成第一节微生物的代谢产物初级代谢：指与微生物的生长繁殖有密切关系的代谢活动。初级代谢产物：指与微生物生长繁殖有密切关系的代谢产物，如氨基酸、蛋白质、核酸、核苷酸、维生素、脂肪酸等。初级代谢产物的特点菌体生长繁殖所必须的物质各种微生物所共有的产物了解代谢调控机制打破菌体代谢调控次级代谢及次级代谢产物次级代谢：指微生物在一定的生长时期（一般是稳定期），以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动没有明确功能的物质的过程。次级代谢产物：与微生物生长繁殖无关的一些代谢产物，如抗生素、色素、生物碱、毒素等。一．次级代谢产物的特征（1）次级代谢产物一般不在产生菌的生长期

2、产生，而是在随后的生产期形成。避免生长受其自身产物的抑制培养液中缺乏某种营养物质或者前体物质的积累起到诱导作用或编码次级代谢产物的基因从分解代谢物阻遏中解脱出来所致。（2）次级代谢物种类繁多，含有不寻常的化学键（3）一种菌可以产生结构相近的一族抗生素产黄青霉可产生至少10种不同青霉素（4）一族抗生素各组分的多少取决于遗传与环境因素。源于次级代谢物合成所涉及的酶特异性较低;对底物作用不完全;同一底物可被多种酶催化。（5）一种微生物的不同菌株可以产生多种在分子结构上完全不同的次级代谢产物。产黄青霉（6）次级代谢物的合成对环境因素特别敏感，其合成信息受环境因素的调节用于青霉菌的二种培养基

3、：Raulin培养基：葡萄糖5%、酒石酸0.27%、酒石酸铵0.27%、磷酸氢二铵0.04%、硫酸镁0.027%、硫酸铵0.017%、硫酸锌0.005%、硫酸亚铁0.005%Czapek——Dox培养基：葡萄糖5%、硝酸钠0.2%、磷酸氢二钾0.1%、氯化钾0.05%、硫酸镁0.05%、硫酸亚铁0.001%（7）微生物由生长期向生产期过渡时，菌体形态学上会发生一些变化（8）微生物的次级代谢产物的合成过程是一类由多基因控制的代谢过程这些基因不仅在微生物染色体上，而且也位于质粒上。二、初级代谢与次级代谢的关系初级代谢为次级代谢提供前体化合物初级代谢中间体修饰为次级代谢终产物的方式生物氧

4、化与还原（醇与羰基的氧化、双键的引入或还原）生物甲基化（甲硫氨酸为供体，常出现在合成最后一步）生物卤化（对于分子上含有卤素的次级代谢物很重要）代谢调控学者认为抗生素的生源学是：次级代谢物的作用不在于产物而在于产物生产的过程。次级代谢在微生物中的作用富集营养物质清除不平衡生长时积累的有害的低分子量中间代谢产物不利的条件下储存物质生物调节剂的作用次级代谢与生长、分化的关系细菌分化与次级代谢放线菌分化与次级代谢真菌分化与次级代谢肽类抗生素可能具有调节孢子形成或萌芽孢子生长的形成过程抗生素合成与孢子形成是受到共同的控制机制调节的两种过程次级代谢是在生长受到限制的分化期产生的三、初级代谢与次

5、级代谢的区别1、存在范围及产物类型不同初级代谢系统、代谢途径和初级代谢产物在各类生物中基本相同。它是一类普遍存在于各类生物中的一种基本代谢类型。象病毒这类非细胞生物虽然不具备完整的初级代谢系统，但它们仍具有部分的初级代谢系统和具有利用宿主代谢系统完成本身的初级代谢过程的能力。次级代谢只存在于某些生物（如植物和某些微生物）中，并且代谢途径和代谢产物因生物不同而不同，就是同种生物也会由于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。2、对产生者自身的重要性不同初级代谢产物，如单糖或单糖衍生物、核苷酸、脂肪酸等单体以及由它们组成的各种大分子聚合物，蛋白质、核酸、多糖、脂类等通常都是机体生存必不可

6、少的物质，只要在这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止、重则导致机体发生突变或死亡。次级代谢产物对于产生者本身来说，不是机体生存所必需的物质，即使在次级代谢的某个环节上发生障碍。不会导致机体生长的停止或死亡，至多只是影响机体合成某种次级代谢产物的能力。3、同微生物生长过程的关系明显不同初级代谢自始至终存在于一切生活的机体中，同机体的生长过程呈平行关系；次级代谢则是在机体生长的一定时期内（通常是微生物的对数生长期末期或稳定期）产生的，它与机体的生长不呈平行关系，一般可明显地表现为机体的生长期和次级代谢产物形成期二个不同的时期。4、对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性上

7、明显不同初级代谢产物对环境条件的变化敏感性小（即遗传稳定性大），而次级代谢产物对环境条件变化很敏感，其产物的合成往往因环境条件变化而停止。5、某些机体内存在的两种既有关系又有区别的代谢类型初级代谢是次级代谢的基础，它可以为次级代谢产物合成提供前体物和所需要的能量；初级代谢产物合成中的关键性中间体也是次级代谢产物合成中的重要中间体物质。而次级代谢则是初级代谢在特定条件下的继续与发展，避免初级代谢过程中某种（或某些）中间体或产物过量积累对机体产生的毒害作用。四、研究微生物