第13章 微生物代谢产物
第13章微生物代谢产物解析
第二节 微生物的一般代谢产物的污染与危害
❖ １．一般化合物（氨；硝酸与亚硝酸；氮氧 化物；硫化氢；酸性矿水；甲基汞；羟胺； 亚硝氨类；）
❖ 致病特点： １．主要是食物中毒； ２．发病有季节性和地区性； ３．中毒一般不具有传染性； ４．有较强的抗药性；
黄曲霉毒素
❖ 1993年黄曲霉毒素被世界卫生组织(WHO)的癌症研究机构 划定为1类致癌物，是一种毒性极强的剧毒物质。黄曲霉毒 素的危害性，毒性为氰化物的１０倍，砒霜的６８倍，靶器 官为肝脏，亦有引起胃，肠，肾病变者．长时间食用含低浓 度黄曲霉毒素的食物被认为是导致肝癌、胃癌、肠癌等疾病 的主要原因。
❖ 在紫外线下，黄曲霉毒素B1、B2发蓝色荧光，黄曲 霉毒素G1、G2发绿色荧光。黄曲霉毒素的相对分 子量为312-346。难溶于水，易溶于油、甲醇、丙 酮和氯仿等有机溶剂黄曲霉毒素B1的分解温度为 268℃。在pH9-10的溶液中分解迅速
致病机理
❖ 黄曲霉毒素能与tRNA结合形成加成物，黄曲 霉毒素-tRNA加成物能抑制tRNA与某些氨基 酸结合的活性，对蛋白质生物合成中的必需 氨基酸，如赖氨酸、亮氨酸、精氨酸和甘氨 酸与tRNA的结合，均有不同的抑制作用，从 而在翻译水平上干扰了蛋白质生物合成，影 响细胞代谢。
四．藻类毒素
❖ 产毒素的甲藻引发赤潮后，产生的毒素会在 贝类内脏积累，人食用后会引起急性中毒．
❖ 如：从石房蛤中分离出来的石房蛤毒素 （saxitoxin），是源于链状膝沟藻 （Conyaulax catenella）,石房蛤毒素毒性与 神经毒气沙林相同，国际条约已将其列为化 学武器．该毒素热稳定性强．
第13章 微生物代谢产物对环境的 污染
❖ 正常生态系统中，代谢产物在自然物质循环 中不断运转，是物质循环的必要环节和重要 组成．
微生物的代谢ppt课件
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：
微生物的基本代谢
次级代谢
次级代谢是与生物的生长繁殖无直接关系的代谢活动，是某些生物为 了避免初级代谢中间产物的过量积累或由于外界环境的胁迫而产生的 一类有利于其生存的代谢活动。
次级代谢产物
次级代谢产物是次级代谢合成的产物，如抗生素、生物碱、色素、毒 素等，他们与微生物的生长繁殖无直接关系。 根据结构和生理活性的不同，次级代谢产物可分为抗生素、生长素、 维生素、色素、毒素、生物碱等不同类型。
产物。
外毒素是指释放或分泌到周围环境的毒素素，如
白喉杆菌、破伤风安军、金黄色葡萄球菌。
内毒素是指菌体死亡自溶或黏附在其他细胞上时才表现出毒性的毒素。
初级代谢和次级代谢的联系
1 初级代谢是次级代谢的基础，初级代谢 为次级代谢提供前体或起始
物。
2 初级代谢的一些关键中间产物也是次级代谢
合成中重要的中Βιβλιοθήκη 产物。抗生素抗生素是生物在其生命活动过程中产生的在低微浓度下能选择性的抑 制或影响其他种生物机能的化学物质。 如青霉素、链霉素、土霉素。
生长刺激素
生长刺激素主要是由植物和某些细菌、放线菌、真菌等微生物合成，
并能刺激植物生长的一类生理活性物质。
如赤
霉素可取代光照和温度，打破植物的休眠，促进植物迅速生长，提早
初级代谢
1 初级代谢是与生物的生长繁殖有密切关系的代谢活动，在细胞生长 繁殖期表现旺且普遍存在于一切生物中。 2 合成代谢是能吸收能量的物质的合成过程。 3 分解代谢是能释放能量的物质的分解过程。
初级代谢产物
初级代谢产物是初级代谢生成的产物，如氨基酸、蛋白质、核苷酸、 多糖、维生素等，他们与微生物的生长繁殖有密切关系。
收获期，增加产量。
维生素
维生素是指某些微生物在特定条件下合成超过产生菌正常需要的那部
第13章柠檬酸发酵
第三：是在缺少锰的条件下，蛋白质分解或蛋白质合成受阻造成的铵的高浓度能解除柠檬酸（CTA）对磷酸果糖激酶（PFK）的抑制。 此外，柠檬酸的分泌，降低其胞内浓度。
回补途径
☆TCA循环重要功能除产能外，为一些氨基酸和其它化合物的合成提供了中间产物； ☆生物合成中所消耗的中间产物若得不到补充，循环就会中断； ☆回补方式：①通过某些化合物的CO2固定作用， ②一些转氨基酶所催化的反应也能合成草酰乙酸和-酮戊二酸， ③通过乙醛酸循环
★通过某些化合物的CO2固定作用使三羧酸循环的中间产物得到回补： 丙酮酸羧化酶： CO2+丙酮酸+ATP+H2O Mg++ 草酰乙酸+ADP+Pi 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶: CO2 +PEP+ H2O 草酰乙酸+H3PO4 苹果酸酶: CO2 +丙酮酸+NADPH+H+ 苹果酸+ NADP+
3) 腌制品 各种肉类和蔬菜在腌制加工时，加入或涂上柠檬酸可以改善风味，除腥去臭，抗氧化。 4) 罐头食品 加入柠檬酸除了调酸作用之外，还有螯合金属离子的作用，保护其中的抗坏血酸，使之不被金属离子破坏。柠檬酸添加到植物油中也有类似的作用。
5) 豆制品及调味品 用含有柠檬酸的水浸渍大豆，可以脱腥并便于后续加工。柠檬酸可以用于大豆等豆类蛋白、葵花子蛋白的水解，生产出风味别致的调味品。它也可以用于成熟调味品（酱油等）的调味。 6) 其它 柠檬酸在医药、化学等其它工业中也有一定的作用。柠檬酸铁胺可以用作补血剂；柠檬酸钠可用作输血剂；柠檬酸可制造食品包装用薄膜及无公害洗涤剂。
微生物课件第十三章
一、选择题A 型题1.与细菌致病性无关的结构是下列哪A.异染颗粒B.荚膜C.菌毛D.脂多糖E.鞭毛2.哪项除外，均为细菌产生的侵袭性酶？A.溶菌酶B.透明质酸酶C. 血浆凝固酶D.胶原酶E.链激酶3.细菌代谢产物中,与致病性无关的是A.毒素B.血浆凝固酶C.热原质D.细菌素E.透明质酸酶4.与细菌侵袭力无关的物质是A.荚膜B.菌毛C.血浆凝固酶D.芽胞E.透明质酸酶5.细菌的侵袭力不包括下列哪一种能力？A.粘附能力B. 抗吞噬能力C. 繁殖能力D. 扩散能力E.产生毒素能力6.细菌致病性强弱主要取决于细菌的A.形态B.基本结构和特殊结构C. 侵袭力和毒素D.侵入机体的部位E.分解代谢产物7.具有粘附作用的细菌结构是A. 芽胞B.普通菌毛C.荚膜D.性菌毛E. 鞭毛8.有助于细菌在体内扩散的物质是A.普通菌毛B.细菌素C.脂磷壁酸D. 内毒素E.透明质酸酶9.细菌内毒素即革兰氏阴性菌细胞壁的A.芽孢B.肽聚糖C.O 抗原D.荚膜多糖E.脂多糖10.内毒素不具有的毒性作用是A. DICB.发热C.休克D.食物中毒E. 白细胞反应11.关于内毒素的叙述,下列错误的是A.来源于革兰阴性菌B. 当菌体死亡裂解后释放出来C.其化学成份是脂多糖D.性质稳定,耐热E. 能用甲醛脱毒制成类毒素12.关于外毒素的叙述,下列错误的是A.多由革兰阳性菌产生B.化学成份是蛋白质C.耐热,使用高压蒸汽灭菌法仍不能将其破坏D.经甲醛处理可制备成类毒素E.可刺激机体产生抗毒素13.外毒素的特点之一是A.都是革兰阳性菌产生的B.受甲醛作用可制备成类毒素C.多为细菌裂解后释放D.化学组成是脂多糖E.稳定性好，耐热14.细菌毒素中,毒性最强的是C. 白喉外毒素A.金黄色葡萄球菌肠毒素B.红疹毒素D. 肉毒毒素E. 破伤风痉挛毒素15.以神经毒素致病的细菌是A.大肠杆菌B.霍乱弧菌C. 肉毒梭菌D. 乙型溶血性链球菌E.淋球菌16.类毒素是A.细菌经甲醛处理后的物质B. 内毒素经甲醛处理后脱毒而保持抗原性的物质C.外毒素经甲醛处理后脱毒而保持抗原性的物质D.抗毒素经甲醛处理后的物质E.外毒素经甲醛处理后脱毒并改变了抗原性的物质17.下述细菌中可引起菌血症的是A.破伤风梭菌B.伤寒沙门菌C.大肠杆菌D. 肉毒梭菌E.霍乱弧菌18.带菌者是指A.体内带有正常菌群者B.病原菌潜伏在体内,不向体外排菌者C.体内带有条件致病菌者D.感染后,临床症状明显,并可传染他人者E 感染后,临床症状消失,但体内病原菌未被彻底清除,又不断向体外排菌者19.对机体非特异性免疫叙述,错误的是A.在种系进化过程中逐渐形成B.与生具有,人皆有之C. 发挥作用快D.与机体的组织结构和生理功能密切相关E.针对性强20.不属于正常体液与组织中的抗菌物质是A. 抗生素B.溶菌酶C. 补体D. 乙型溶素E. 白细胞素21.关于抗感染免疫的叙述,下列错误的是A.完整的皮肤与粘膜屏障是抗感染的第一道防线B.吞噬细胞和体液中的杀菌物质是抗感染的第二道防线.C.体液免疫主要针对胞外寄生菌的感染D.细胞免疫主要针对胞内寄生菌的感染E.抗体与细菌结合可直接杀死病原菌22.细菌不侵入血流，惟独毒素侵入血流引起全身症状为A.败血症B. 毒血症C. 菌血症D. 脓毒血症E. 病毒血症23.细菌由局部侵入血流经血流播散至远部组织，但不在血中繁殖为A.败血症B. 毒血症C. 菌血症D. 脓毒血症E. 病毒血症24.细菌侵入血流并在其中大量繁殖，产生毒性代谢产物，引起机体严重损伤和全身中毒症状为A.败血症B. 毒血症C. 菌血症D. 脓毒血症E. 病毒血症25.化脓性细菌侵入血流大量繁殖，又播散到其他组织器官引起转移性化脓性病灶为A.败血症B. 毒血症C. 菌血症D. 脓毒血症E. 病毒血症26 ．SIgA 发挥局部抗感染的作用机制是A.通过免疫调理作用增强免疫力B.可激活补体旁路途径C.直接与病原体结合使之不能进入粘膜D.直接破坏病原体使之失活E. 中和病原体的毒性作用27.下列哪项是人类吞噬细胞杀菌的主要系统？A.MPO 系统B.非MPO 系统C.依氧系统D.非依氧系统E. 以上都不是28.参预调理吞噬作用的受体有A.PHA 受体B.C3b 受体C.PWM 受体D.LPS 受体E.Con A 受体29.和鼻咽癌发生关系密切的病毒是A. CMVB.HIVC.HSVD. EBVE.VZV30.检查内基氏小体可诊断何种病毒感染A.狂犬病病毒B.麻疹病毒C. 乙型脑炎病毒D.人类免疫缺陷病毒E. 甲型肝炎病毒31. 下列哪种病毒不引起病毒血症A.HBV D.流感病毒B.脊髓灰质炎病毒C. 乙型脑炎病毒E.水痘-带状疱疹病32. 下列病毒感染中以隐性感染居多的是A.麻疹B.狂犬病C.流感D.脊髓灰质炎E.汉坦病毒33. 在下列病毒中，能引起潜伏感染的是A.HAVB.VZVC.狂犬病毒D.ECHOVE.汉坦病毒34. 呼吸道感染的病毒是A ．脊髓灰质炎病毒 B.轮状病毒 C.HAVD. 乙型脑炎病毒E.麻疹病毒35. 粪- 口途径传播的病毒是A.HAVB.HBVC.HIVD.流感病毒E.鼻病毒36. 经节肢动物传播的病毒是A.风疹病毒B.腺病毒C. 乙型脑炎病毒D.狂犬病毒E.脊髓灰质炎37. 下列哪种病毒不是经虫媒感染A. 乙型脑炎病毒B.森林脑炎病毒C.登革热病毒D.狂犬病毒E.黄热病病毒38. 下列除哪项外，均是经血液传播的病毒A.HBVB.HIVC.HCVD. 乙型脑炎病毒E.人类嗜T细胞病毒39. 不能经垂直感染的病毒是A.HIVB.HBVC.风疹病毒D.CMVE.脊髓灰质炎病毒40. 中和抗体抗病毒的机理是A ．直接杀伤病毒 B. 阻挠病毒吸附和穿入C.阻挠病毒脱壳D. 阻挠病毒核酸转录E. 阻挠病毒核酸复制41. 干扰素主要作用于病毒的A．吸附 B.穿入 C.脱壳D.生物合成E. 以上都不是42. 下列关于干扰素的论述哪一条不正确A.是一种非常有前途的生物制品B.是一类具有多种调节功能的蛋白质C.抗病毒范围广泛D.受保护细胞产生抗病毒蛋白质E.抗病毒作用无种属特异性43. 病毒免疫因素，下列哪项是错误的A . 中和抗体能阻挠病毒吸附B .分泌型IgA 能阻挠病毒从粘膜侵入C.补体结合抗体能阻挠病毒再感染D.细胞免疫起主要作用E.迟发型变态反应有局限病毒感染的作用44. 关于干扰素的特性，下述哪项是错误的A.有种属特异性B.病毒感染后早期浮现C.广谱抗病毒作用D.有直接杀病毒作用E.属非特异性免疫因素45. 抗体对病毒的中和作用主要是A.抑制病毒生物合成B.诱导干扰素产生C.阻挠病毒与靶细胞相互作用D. 中和病毒毒素E.杀伤细胞内的病毒46. 感染病毒的细胞在胞核或者胞浆内存在可着色的斑块状结构称A.包涵体D.极体B.蚀斑E.异染颗粒C.空斑47. 有关病毒感染的描述正确的是A.病毒在人群体间的相互传播为水平传播,主要经皮肤和粘膜传播B.母亲将病毒传给其子女的感染为垂直传播C.病毒感染细胞造成的免疫病理损伤仅限于Ⅳ型变态反应D.慢发病毒感染就是病毒的慢性感染E. 以上均对48. 病毒的致病因素是A. 内毒素D.表面结构B.外毒素C.侵袭力E. 以上均不对49. 经垂直感染导致畸胎的病毒主要有A.麻疹病毒D. 乙脑病毒B.风疹病毒E. 甲肝病毒C.流感病毒50. 下列病毒哪种易导致潜伏感染A. 出血热病毒B. 乙型肝炎病毒C.流感病毒D. 脊髓灰质炎病毒E. 单纯疱疹病毒51.Shwartzman 现象是一种动物实验反应，以观察细菌某种毒力因子的致病作用。
微生物代谢产物
2．在发酵工程中的应用
通过发酵工程技术，微生物被培养并高效地将可再生碳水化合物转化为各种有用产品，如柠檬酸、维生素、 氨基酸、溶剂、抗生素、酶制剂、生物杀虫剂、生物染色剂、生物表面活性剂、生物碱、类固醇等等。发酵工程 技术在食品、医药、精细化学品、生物能源、生物材料以及生物质资源化方面发挥着重要作用，对国民经济所作 的贡献令人瞩目。
3.的危害
进入环境后，每种物质都会受一种或多种微生物的作用，并产生多种多样的代谢产物。这些代谢产物一边产 生，一边转化，一般处于动态平衡之中。但在特定条件下，有些代谢产物会出现积累，造成环境污染，对人类产 生致癌、致畸、致突变作用。主要包括生物毒素、气味代谢产物、酸性矿水和甲基化重金属等类型。
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微生物代谢产物
介绍
目录
01
03
2．在发酵程中的 应用
02 1．的类别 04 3.的危害
微生物代谢产物(microbial metabolites)是指微生物在代谢过程中，产生的多种代谢产物。微生物的代谢 作用包括合成代谢和分解代谢两种形式。
新陈代谢是指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， 是生命的基本特征。因此，代谢作用也是微生物的最基本特征之一。代谢作用的正常进行，可以保证微生物的生 长与繁殖。代谢作用一旦停止，则生命活动也随之停止。微生物的代谢作用包括合成代谢和分解代谢两种形式。 微生物代谢产物(microbial metabolites)是指微生物在代谢过程中，产生的多种代谢产物。
微生物代谢产物的研究和应用
微生物代谢产物的研究和应用随着科技的不断发展，微生物代谢产物的研究与应用变得越来越重要。
微生物代谢产物是微生物在代谢过程中所产生的化合物，这些化合物具有很多潜在的应用价值。
本文将从微生物代谢产物的定义、分类、研究和应用四方面进行论述。
一、微生物代谢产物的定义和分类微生物代谢产物是指微生物在自身生命过程中产生的化合物，包括物质和能量两个方面。
这些化合物通过微生物代谢途径进行产生，它们对微生物的生长和繁殖具有重要的作用。
同时，值得注意的是，这些化合物也对人类和环境产生了广泛而深远的影响。
微生物代谢产物按照应用领域的不同可以分为医学、农业、工业、食品等不同的类型。
其中，医学领域的代谢产物具有较为广泛的应用前景，如抗生素、抗癌药物、免疫调节剂等。
农业方面，微生物代谢产物可用于资料保护、作物生长促进等多个方面。
在工业领域，微生物代谢产物也被广泛应用于氨氮去除、生物降解等领域。
二、微生物代谢产物的研究微生物代谢产物的研究包含不同的方面，如产物的发现、结构解析、代谢途径分析、生物合成调控等。
这些研究主要通过微生物遗传学、生物化学、微生物生态等多个领域进行实现。
1.产物的发现产物的发现是微生物代谢产物研究的首要问题。
在前期的研究中，人们主要通过菌落荧光、生物活性筛选等手段，发现了抗生素、银杏酸等很多微生物代谢产物。
2.结构解析通过结构解析可以确定微生物代谢产物的分子结构和特性，这是进一步应用代谢产物的关键步骤。
目前，结构解析主要使用质谱和核磁共振等技术进行实现。
3.代谢途径分析代谢途径分析是指对微生物代谢过程中产生的化合物及其中间体进行定位、分离、鉴定和解析等一系列重要的研究。
这项研究有助于深入研究微生物代谢过程及其调控机制。
4.生物合成调控依靠生物合成调控技术，人们可以通过调控细胞内酶系、基因表达等手段，实现微生物代谢产物的生产和运用。
目前，这项技术在抗生素、发酵制品等领域得到了广泛的应用。
三、微生物代谢产物的应用微生物代谢产物的应用有着广泛的领域和形式。
微生物代谢产物的合成功能
微生物代谢产物的合成功能微生物代谢产物指的是微生物在生物过程中产生的物质。
这些物质具有不同的结构和功能，包括生物胺、生物碱、植物素和抗生素等。
微生物代谢产物具有广泛的应用领域，例如医药、食品、化妆品和能源等。
本文将重点介绍微生物代谢产物的合成和功能。
一、微生物代谢产物合成微生物代谢产物的合成受到许多因素的影响，包括外部环境、基因表达、代谢途径和营养物质等。
微生物代谢产物的合成需要特定的生物合成途径和相关酶。
目前，生物合成途径已经有很多研究成果，这些研究成果为微生物代谢产物合成提供了理论依据。
1、生物胺的合成生物胺是一类含有氨基甲酸基团的含氮欧赛代化合物。
它们是由赖氨酸、酪氨酸和组氨酸等氨基酸参与的代谢途径合成的。
这些氨基酸会先被转化成相应的酮酸，随后通过酸酐酶、胺基转移酶和脱羧酶等酶的作用，不断地合成生物胺。
2、生物碱的合成生物碱是一种含有氮杂环的极性化合物，它们的合成需要多个代谢途径和相关酶的参与。
首先，由芳香氨基酸和糖分解产生的二氢吡啶核苷酸与丙酮酸酯经过几个酶的作用，形成色胺素。
接着，色胺素通过羟化、剪切和环合等一系列反应，转化成生物碱。
3、植物素的合成植物素是一类含有特定骨架和活性基团的化合物，它们可以参与植物生长、发育和应激反应等生理过程。
植物素的合成主要经过三种途径：色胺途径、异戊二烯途径和油菜素途径。
其中，色胺途径合成的植物素种类最多，包括谷胱甘肽、色氨酸和赖氨酸等。
4、抗生素的合成抗生素是一类能够逆转细菌生长的药物。
它们的合成需要多种代谢途径和酶的参与。
目前，已经有很多抗生素的生物合成途径被鉴定出来，例如链霉素、青霉素和头孢菌素等。
二、微生物代谢产物的合成功能微生物代谢产物具有广泛的应用领域，包括医药、食品、化妆品和能源等。
下面将介绍一些重要的微生物代谢产物和它们的应用。
1、生物胺的应用生物胺可以用作调味剂和抗氧化剂。
大豆酱油是一种含有生物胺的食品，它可以增加食品的香味和口感。
此外，生物胺还可以保护细胞内核酸和蛋白质不被氧化。
微生物代谢产物及其在药物发现中的应用研究
微生物代谢产物及其在药物发现中的应用研究微生物代谢产物是指微生物在生长和代谢过程中所产生的化学物质。
这些化学物质在药物发现中具有重要的应用价值。
本文将从微生物代谢产物的种类、特点、药用价值及其在药物发现中的应用研究等方面进行探讨。
一、微生物代谢产物的种类和特点微生物代谢产物可以分为原代代谢物和次生代谢物两类。
原代代谢物包括微生物体内合成蛋白质、核酸、碳水化合物、脂肪和碳酸盐等基本生命物质，其主要功能是维持细胞代谢和生长。
原代代谢物在微生物的生命活动中起着重要的作用，并且具有较高的相对分子质量和化学结构的稳定性。
因此，原代代谢物在药物开发中的应用价值不高。
次生代谢物是微生物在特定条件下产生的一类具有生物活性的化学物质。
次生代谢物具有多样性的化学结构和较强的生物活性，可以作为抗菌、抗病毒、抗肿瘤等药物的原料。
次生代谢物的产生与微生物生命活动无关，主要是为了适应环境和生存竞争，因此，它们的产生和生长条件比较苛刻，产量通常较低。
同时，由于其化学结构复杂，分离和纯化过程也比较困难，因此次生代谢物的药物研发成本也较高。
二、微生物代谢产物的药用价值微生物代谢产物因其较强的生物活性，在药物研发中具有重要的应用价值。
目前已经开发出的一些抗生素、抗肿瘤、抗病毒等药物，正是通过对微生物代谢产物的研究和筛选而来的。
1、抗生素抗生素是一类能够杀死或抑制细菌生长的药物。
最早的抗生素是从青霉菌中发现的青霉素，之后又陆续开发出了许多抗生素，如氨苄青霉素、青霉素V、克拉霉素等。
这些抗生素的发现和研发都依赖于对微生物代谢产物的研究和筛选。
目前，由于细菌耐药性的不断增强，抗生素研发面临着巨大的挑战，因此对微生物代谢产物的研究和开发具有重要的意义。
2、抗肿瘤药物抗肿瘤药物是一类能够杀死或抑制肿瘤细胞生长的药物。
目前已经开发出的一些抗肿瘤药物，如紫杉醇、顺铂、吉西他滨等，都是由微生物代谢产物改良或开发而来。
微生物代谢产物中的一些次生代谢物具有良好的抗肿瘤活性，因此可以作为抗肿瘤药物的前体化合物进行改良和开发。
微生物的代谢产物开发与利用
微生物的代谢产物开发与利用微生物是一种很小但是却非常重要的生物体，它们可以在许多环境下生存并执行许多不同的生物功能。
微生物代谢产物特指微生物在生命过程中产生的独特化合物。
这些产物在生物学、医学、农业和工业等领域中都有广泛的应用。
本文将讨论微生物代谢产物的代谢途径、开发及其在多个领域中的应用。
1.微生物代谢途径微生物代谢是指微生物生命过程中，能量和物质转移的加工方式。
微生物代谢通常涉及两个基本类别的结构：与能源代谢相关的结构，以及内源代谢和外源代谢的结构。
微生物可以通过许多代谢途径来产生产物，如有机物代谢、氧化还原作用、氧化、还原、柠檬酸循环、无机代谢等。
2.微生物产物的开发微生物代谢产物中的显著成分包括许多用于生产和制造环节中所需的生物产品。
因此，开发合适、高效的微生物代谢产物，可用于农业、水资源处理、医学和食品加工、化工制品的生产等领域。
微生物代谢产物的开发，主要有下述几个方面。
(1) 基因工程：这是一种最常用的开发手段，它利用分子生物学中的基因工程、酶工程、蛋白质工程等技术，优化微生物的代谢途径，促进代谢产品的生产和积累。
(2) 发掘新菌种：发掘微生物代谢产物的新菌种成为了一个热点研究方向，通过筛选和鉴定菌株的特点，可以获取更多、更多样的微生物代谢产物资源。
(3) 化学合成：利用化学方法设计、合成具有经济价值的微生物代谢产物也是开发微生物代谢产物的方法之一。
有一些无法通过代谢工程描述中产生的链接，可以通过化学方法合成。
3.微生物代谢产物在多个领域中的应用3.1 生物农药与植物生长调节剂生物农药在世界范围内越来越受到重视，微生物代谢产物的开发有潜力应用于农业领域，例如利用红霉素、啶霉素等微生物代谢产物生产农药，防治植物病害和害虫等。
同时，还可以根据微生物代谢产物的生物活性，在分子层面上控制植物生长，如利用微生物代谢产物来提高作物的产量。
3.2 食品加工领域在食品加工领域，微生物代谢产物的应用非常广泛。
微生物代谢产物研究
微生物代谢产物研究在生物学中，微生物是指不能被肉眼看到的单细胞型生物，其中包括了细菌、真菌和病毒等多个类别。
微生物都具有非常强大的代谢能力，利用其天然的代谢途径，可以产生出大量的利用价值极高的代谢产物。
这些代谢产物广泛用于医学、工业、农业等领域，而对微生物代谢产物的研究也已经成为了当今生物学领域中一个热门的研究领域。
微生物代谢产物的分类微生物代谢产物一般可以分为两个大类：生物合成物和天然产物。
其中，生物合成物指的是由微生物自身合成而来的化学物质，而天然产物则是由微生物在生长过程中合成并逸出其体外的化学物质。
在这两大类代谢产物中，常见的有天然抗生素、重要酶类、生物染料等多种物质。
微生物代谢产物的研究意义在当今工业化和科学技术发展的背景下，微生物代谢产物研究已经受到了学术界和产业界的广泛关注。
这主要是因为微生物代谢产物具有以下几个方面的研究价值。
首先，微生物代谢产物可以用于开发新药。
目前，我国抗肿瘤药物的使用率比较高，而许多抗肿瘤药物都是由微生物合成而来的。
因此，微生物代谢产物可以作为一种重要的药物开发资源，被广泛的应用于药物的研发领域。
其次，微生物代谢产物可以用于生物工程。
利用微生物合成物，人们可以构建出高效、可持续的生物系统。
在这种情况下，微生物代谢产物表现出的广泛的化学反应和构造元素，使得其在生物系统的工程领域中具有广泛的应用前景。
最后，微生物代谢产物也可以用于保健和食品添加剂。
目前，世界各地的消费者对于保健、绿色食品等方面的关注度逐渐递增。
在这种情况下，微生物代谢产物的研究和使用，可以满足人们对于可持续性生产的需求，并且可以创造出更加安全、健康的食品添加剂。
微生物代谢产物研究中的应用从上述的研究意义可以看出，微生物代谢产物已被应用到很多生命科学领域中。
这里我列举几个典型的应用例子，以此来展示微生物代谢产物的研究现状和未来发展趋势：1. 抗生素卡那霉素、链霉素、青霉素等代表了微生物抗生素领域中的一些代表作品。
微生物代谢产物的分析与应用研究
微生物代谢产物的分析与应用研究微生物代谢产物是指微生物在生长和繁殖过程中产生的各种化合物，包括生物活性化合物、有机酸、气体、氨、酶等。
这些化合物不仅具有重要的生物学功能，而且在应用领域也有广泛的应用价值。
因此，对微生物代谢产物的分析与应用研究具有重要的意义。
微生物代谢产物的分析方法微生物代谢产物的分析方法主要包括生化分析、生物技术分析、分离纯化及表征等。
其中，生化分析收集微生物代谢产物或其代谢产物的代谢产物，并通过对其化学和物理性质的研究来分析微生物代谢产物的结构和特性。
生物技术分析则利用现代生物技术手段，来分析微生物代谢产物的基因组、蛋白质组和代谢组等方面的信息。
分离纯化则是指将微生物代谢产物从复杂环境中分离出来，并通过化学和物理方法使其达到高纯度。
表征则是指通过对微生物代谢产物的物理、化学、药理等性质进行研究，来确定其分子结构和特性。
微生物代谢产物的应用研究微生物代谢产物的应用研究主要包括酶催化反应、生物降解、抗感染剂、食品添加剂、抗肿瘤剂和抗生物膜等。
其中，酶催化反应主要利用微生物代谢产物中的酶来完成化学反应，从而生产有机化合物或其他化学物质。
生物降解则是指利用微生物代谢产物降解有机物质，并从中提取有用的化合物，用于生产化工原料或能源。
抗感染剂则是指利用微生物代谢产物作为药物来抑制细菌、病毒和真菌等病原体的生长和繁殖。
食品添加剂则是指利用微生物代谢产物作为食品添加剂，改善食品的质量和味道。
抗肿瘤剂则是指利用微生物代谢产物抑制肿瘤细胞的生长和繁殖，用于治疗肿瘤和癌症等疾病。
抗生物膜则是指利用微生物代谢产物抑制微生物生长并防止微生物的生物膜形成，从而用于防治医疗设备和食品工业中的微生物感染。
微生物代谢产物的生产与应用前景随着科技的进步和人们对生态和健康的关注，微生物代谢产物的生产和应用前景越来越广泛。
例如，微生物代谢产物可以替代石化工业中的化学原料，从而避免有害物质的排放和环境污染；微生物代谢产物可以替代化疗和放疗等化学治疗方法，从而减轻患者的痛苦和代价；微生物代谢产物可以替代化学食品添加剂，使食品更加健康和安全。
微生物代谢产物的药理学研究与应用
微生物代谢产物的药理学研究与应用微生物代谢产物，指微生物在生长和繁殖过程中所产生的化学物质。
这些化学物质不仅对微生物本身具有重要作用，还对其他生物体产生药理学影响。
因此，对微生物代谢产物的药理学研究具有重要的理论价值和应用前景。
本文将就微生物代谢产物的药理学研究现状和应用前景进行探讨。
一、微生物代谢产物的分类微生物代谢产物可分为两大类：一类是细胞内代谢产物，一类是细胞外代谢产物。
细胞内代谢产物主要是细胞自身代谢过程中产生的物质，如酶、蛋白质等。
细胞外代谢产物则是细胞在外部环境中产生的物质，包括抗生素、激素等。
二、微生物代谢产物的药理学研究微生物代谢产物的药理学研究主要包括以下几个方面：1. 药理学作用机制研究：通过分离纯化微生物代谢产物，通过体内外实验研究其药理学特性和作用机制，探讨其与生理过程的相互关系。
2. 抗菌作用研究：微生物代谢产物中的抗菌物质是抵抗细菌感染的重要手段，对于研发新型抗菌剂具有重要意义。
通过对微生物代谢产物的抗菌活性评价，可以筛选出具有潜在抗菌作用的物质，并进一步验证其作用机制。
3. 抗病毒作用研究：部分微生物代谢产物具有抗病毒作用，对病毒感染的防治具有重要意义。
通过体外实验和动物实验，可以评估微生物代谢产物对病毒感染的抑制作用。
4. 抗肿瘤作用研究：微生物代谢产物在抗肿瘤治疗中也具有重要潜力。
通过对微生物代谢产物的体内外抗肿瘤活性研究，可以筛选出具有抗肿瘤作用的物质，并为新型抗肿瘤药物的研发提供理论依据。
5. 药物新型剂型开发：通过对微生物代谢产物的研究，可以探索开发新型药物制剂，提高药物的药效和稳定性。
例如，利用微生物代谢产物制备纳米粒子载体，可以提高药物的靶向性和溶解度。
三、微生物代谢产物的应用前景微生物代谢产物具有广泛的应用前景，包括以下几个方面：1. 新药开发：通过对微生物代谢产物的研究，可以发现具有潜在药物活性的物质，并进行结构修饰，开发出新型药物。
目前已有多个抗生素、抗肿瘤药物等在临床应用。
微生物代谢物的产生和分离技术
微生物代谢物的产生和分离技术微生物代谢物是指在微生物生长代谢过程中所产生的一系列化学物质。
这些物质具有很多重要的生物学和医学应用价值，如抗生素、酶、激素、代谢产物等。
因此，微生物代谢产物的研究引起了广泛的关注。
该文章将重点介绍微生物代谢物的产生和分离技术。
微生物代谢物的产生微生物代谢物的产生是微生物分子生物学的重要研究领域。
微生物代谢产物的生产可分为不同的阶段，包括生物反应器的设计和微生物培养的过程。
微生物代谢产物的产生与其所在的微生物、培养基和环境因素密切相关。
微生物的选择是微生物代谢物产生的第一步，不同的微生物对不同的产物有不同的代谢能力。
因此，选择正确的微生物是非常重要的。
目前，常用的微生物包括放线菌、真菌、革兰氏阳性菌等。
培养基是指供给微生物生长和代谢的营养物质。
优良的培养基能够保持微生物的良好生长和代谢状态，以便产生出优质的微生物代谢产物。
目前，微生物培养基的种类繁多，常见的包括液体培养基、固体培养基、半固体培养基等。
环境因素也对微生物代谢产物的产生起关键作用。
例如，温度、pH值、氧气含量等环境因素都会对微生物代谢产物的产生和质量产生影响。
因此，在微生物代谢产物的产生过程中，需要严格控制所需的环境参数。
微生物代谢物的分离技术在微生物代谢物的研究中，分离技术是一个非常重要的环节。
微生物代谢产物的产生往往伴随着大量的其他物质，如蛋白质、糖、核酸等。
因此，必须通过分离技术将这些杂质去除，从而获得纯净的微生物代谢产物。
常见的微生物代谢物分离技术包括超滤技术、逆向微萃取技术、高效液相色谱技术、毛细管电泳技术等。
超滤技术是利用筛分效应将较小分子的化合物与杂质分离的一种技术。
超滤膜通常采用聚酯膜、聚酰胺膜等材料，其筛分效应是依靠孔径大小的差异实现的。
具体地，将混合物通过超滤膜，杂质被滤掉，而微生物代谢产物则通过滤网保留。
不过超滤技术的效果取决于超滤膜的孔径，而孔径太小可能会导致微生物代谢产物的浓度低。
微生物代谢物的生产和活性成分
微生物代谢物的生产和活性成分微生物是地球上最古老、最广泛分布和数量极多的生物之一，它们不仅存在于各种环境中，还可以利用各种有机物质及无机物质进行代谢。
微生物代谢产生的化学物质成为了人类生产、工业、医学和农业等许多方面的重要基础物质，它们不仅具有广泛的应用价值，而且在科学研究领域中也扮演着重要的角色。
微生物代谢产生的化学物质可以大致分为两类：一类是直接参与代谢产物生长和能量产生的物质，例如有机酸、酮、醇、糖和气体等；而另一类则是微生物产生的次生代谢产物，也就是微生物生长与繁殖无关的细胞内物质。
这些代谢产物并不是微生物生存所必需的，但它们拥有广泛的药用价值和广泛的应用前景。
微生物代谢产物中应用最广泛的是抗生素。
抗生素是由细菌、真菌等微生物生物合成的一种有抗菌作用的化合物，它的发现和广泛应用对人类的医学健康产生了革命性的影响。
抗生素可以分为广谱和窄谱抗生素，广谱抗生素可用于多种病原体感染的治疗，窄谱抗生素则只针对特定的病原体。
许多抗生素都来自细菌和真菌的代谢产物中，例如链霉素、庆大霉素等。
除了抗生素之外，许多化合物也是由微生物产生的次生代谢产物。
例如，青霉素曾经是世界上使用最广泛的一种抗生素，然而，青霉素只是青霉菌生产的一个次生代谢产物，在青霉菌的生长条件不适宜时就会产生许多其他代谢产物，其中可能会有许多有用的化合物。
微生物代谢产物在农业领域中也有许多应用。
例如，枯草芽孢杆菌引起的病害可导致棉花的大量死亡，而这种繁殖得十分迅速的细菌可以利用它释放的毒素生产杀虫剂。
此外，利用微生物代谢产物生产氮、磷、钾等肥料也是当前农业发展的重要课题之一。
与此同时，微生物代谢产物在食品工业中也得到了广泛的应用。
例如，利用微生物代谢产物可以制备乳酸、醋酸、柠檬酸、酒精等化合物，这些化合物不仅可以作为食品添加剂，还可以用于饮料、糖果等食品工业的生产。
微生物代谢产物还可以在生物能源领域发挥重要作用。
例如，利用微生物代谢产物生产的乙醇可以用作燃料，目前已经成为了许多国家尤其是发展中国家寻求替代石油能源的替代方案。
微生物代谢产物在药物研究中的应用
微生物代谢产物在药物研究中的应用微生物代谢产物，指的是微生物在生长代谢过程中所产生的化合物，其种类繁多，可以是抗生素、酶、激素、酸等。
这些化合物被广泛应用于药物研究和生产中，对于促进药物研究的发展发挥着重要作用。
一、微生物代谢产物的分类和特点微生物代谢产物通常可以分为三类，包括一级代谢产物、二级代谢产物和三级代谢产物。
一级代谢产物指的是微生物在生长代谢过程中生成的氨基酸、核苷酸等生命体内所必须的分子。
二级代谢产物则是微生物分泌的生理活性物质，包括抗生素、激素、酶等。
三级代谢产物则是微生物利用一级和二级代谢物质在细胞内合成的化合物，例如多糖、DNA等高分子物质。
与一级代谢产物相比，二级代谢产物具有以下特点：其生命功能不直接参与细胞生长，而是在代谢晚期分泌到细胞外；其生成方式不受菌株生长环境和营养限制的影响，为一种菌株特异性生成物；其生成量通常很低，且在不同发酵生产过程中变异性非常大。
二、微生物代谢产物在药物研究中的应用1. 抗生素研究抗生素是治疗感染疾病的重要药物，其主要来源于生产抗生素的微生物，如放线菌、链霉菌等。
一些微生物代谢产物，如青霉素、链霉素等，已成为临床医学中常用的抗生素。
微生物代谢产物的应用不仅仅是使用抗生素本身，还包括利用代谢产物来改进药物结构和提高药物效果。
例如，利用链霉素的3'-甲基丙酮基官能团为模板，设计出新的链霉素类抗生素，如半合成的卡那霉素，其抗菌谱、代谢稳定性和药代动力学均优于链霉素。
2. 酶技术研究酶在生物和工业领域都有着广泛应用，其来源包括人和动物体内、植物体内和微生物内等。
微生物代谢产物中许多抗生素、化合物都是酶的生产物，因此微生物代谢产物中的酶也成为了生物学和工业领域中重要的资源之一。
微生物代谢产物在酶技术研究中的应用主要包括利用代谢产物来寻找、分离、选优酶等。
例如，利用转录组学技术寻找微生物代谢组的特异性表达基因，从而获得具有特定功能的酶；利用代谢组学技术筛选出代谢产物中的新型酶。
微生物的代谢 人教版课件
抗生素（链霉素、青 霉素、红霉素、四环 素调节下，有步骤产生
点
（三）微生物代谢的调节
主要有两种方式：酶合成的调节和酶活性的调节 组成酶：细胞内一直存在，合成只受遗传物质 控制 诱导酶：只在环境存在诱导物时才能合成， 合成受基因与诱导物共同控制
1、酶合成的调节
二、微生物的代谢
制作人：于淑春
（一）微生物代谢的概念
微生物的代谢是指微生物细胞内所发生的全部 化学反应
（二）微生物的代谢产物
内容
初级代谢产物
次级代谢产物
生长繁殖是否 必需
是
否
产生阶段
一直产生 生长到一定阶段才产生
不 种的特异性
无
有
同
分布
细胞内
细胞内或细胞外
点
举例
氨基酸、核苷 酸、多糖、脂 类、维生素等
抗生素发酵 据产物不同 维生素发酵
氨基酸发酵
需氧发酵 据需氧否 厌氧发酵
固体发酵 据培养基的物理状态 液体发酵
对象：诱导酶 结果：使细胞内酶的种类发生变化 意义：既保证了代谢的需要，又避免了细胞内 物质和能量的浪费，增强了微生物对环境的适 应能力
2、酶活性的调节 对象：组成酶和诱导酶 结果：酶的催化活性改变，酶量不发生变化 机制：通过代谢过程中产生的物质与酶结合， 致使酶的结构产生可逆的变化 特点：快速、精细 意义：避免代谢产物积累过多
（四）微生物代谢的人工控制
1、人工控制微生物代谢的目的和措施
目的：最大限度地积累对人类有用的代谢产物 ①改变微生物的遗传特性
措施 ②控制生产过程中的各种条件 （即发酵条件） ①人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产
2、举例 赖氨酸 ②人工控制谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸
《微生物代谢》课件
糖异生
某些微生物可以将其他有 机物转化为葡萄糖或糖。
脂肪和蛋白质的代谢
脂肪代谢
脂肪在微生物中可被分解为甘油和脂肪酸，再进一步氧化分 解。
蛋白质代谢
蛋白质被分解为氨基酸，再通过脱氨基作用将氨基酸转化为 酮酸。
其他物质的代谢
氮代谢
微生物将氮气或其他无机氮源转化为氨基酸和核酸。
硫代谢
某些微生物可以将硫化物转化为硫酸盐。
酶的合成调节
总结词
酶的合成调节通过控制酶蛋白的合成量来影响微生物代谢过程，是代谢调控的重要环节 。
详细描述
酶的合成调节主要受到基因转录和翻译水平的调控。在转录水平上，RNA聚合酶以DNA为模板 合成mRNA，而转录的起始、延伸和终止受到多种因素的影响，如DNA上的启动子、RNA聚合 酶的种类和浓度等。在翻译水平上，mRNA被核糖体识别并结合，氨基酸按照mRNA上的密码子
自养微生物的能量代谢
光合作用
利用光能将二氧化碳和水转化为有机 物。
化能合成作用
利用氧化还原反应将无机物转化为有 机物。
微生物的ATP合成
氧化磷酸化
在呼吸链中，电子传递过程中释放的能量用于合成ATP。
光合磷酸化
在光合作用的光反应阶段，光能转化为ATP和NADPH。
糖酵解
葡萄糖经过糖酵解途径产生ATP和NADH。
食品发酵
微生物代谢是食品发酵过程中的关键环节，可以产生具有特殊风 味的食品。
食品保存
通过控制微生物代谢，可以延长食品的保质期，保证食品的安全 和品质。
食品添加剂
一些微生物代谢产物可作为食品添加剂，提高食品的口感和营养 价值。
在医药工业中的应用
抗生素生产
微生物代谢可以产生抗生素，用于治疗细菌感染。
微生物积累代谢产物
微生物积累代谢产物微生物是一类微小生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
它们在自然界中广泛存在，对地球上的生物圈起着至关重要的作用。
微生物通过代谢产物的生成，对环境和人类生活产生着深远影响。
本文将从不同角度探讨微生物积累代谢产物的特点和应用。
一、微生物代谢产物的分类微生物代谢产物可以分为两类：一类是必需代谢产物，包括氨基酸、脂肪酸、糖类等；另一类是次级代谢产物，包括抗生素、抗肿瘤物质、酶等。
必需代谢产物是微生物生长和繁殖所必需的物质，而次级代谢产物则是一些微生物在特定条件下产生的特殊物质。
二、微生物代谢产物的应用1. 抗生素抗生素是微生物代谢产物中最为重要的一类，它们对人类医学和农业生产都有着重要的意义。
青霉素、红霉素等抗生素的发现和应用，极大地改变了人类对待感染性疾病的方式，挽救了无数生命。
同时，抗生素在农业生产中也被广泛使用，用于预防和治疗动植物的疾病，提高产量和质量。
2. 酶微生物代谢产物中的酶在生物工程和食品工业中有着广泛应用。
酶是一类能够催化化学反应的生物催化剂，具有高效、特异性和温和的特点。
例如，蛋白酶、淀粉酶等酶在食品加工中被广泛使用，用于改善食品品质和提高产量。
3. 抗肿瘤物质微生物代谢产物中的一些次级代谢产物具有抗肿瘤活性，对肿瘤的治疗具有重要意义。
例如，紫杉醇是一种天然的抗肿瘤物质，广泛应用于临床治疗中。
此外，一些微生物代谢产物还具有抗氧化、抗炎等功效，对人体健康有益。
4. 生物燃料随着能源危机的日益加剧，寻找替代能源已成为全球的共同任务。
微生物代谢产物中的生物燃料成为了人们关注的焦点之一。
利用微生物发酵产生的乙醇、丁醇等有机物，可以作为生物燃料替代传统的化石燃料，减少对环境的污染。
三、微生物代谢产物的生产与利用微生物代谢产物的生产与利用需要通过发酵技术来实现。
发酵技术是利用微生物代谢能力进行有机物的合成或分解的过程。
通过选择合适的微生物菌种、优化培养条件和提高产量，可以实现对微生物代谢产物的高效生产。
生物代谢产物的发现和利用
生物代谢产物的发现和利用随着生物技术的不断进步，越来越多的生物代谢产物被我们所发现和利用，这些产物包括了植物中的次生代谢产物、微生物中的发酵代谢产物以及动物内源性代谢产物等。
这些代谢产物除了在医药、保健、美容等领域有广泛的应用外，也被广泛地应用于工业、农业、环境净化等领域，其应用前景十分广阔。
一、植物次生代谢产物植物次生代谢产物是植物自身在生长和发育过程中产生的一类物质，它们具有广泛的药用和保健价值。
这些代谢产物包括了生物碱、黄酮类、多酚、挥发油等。
其中，古柯碱、阿托品、伐尼克林、喜树碱等是被广泛用于医学领域的生物碱；黄酮类有抗氧化、抗肿瘤、抗病毒等作用；多酚则被广泛应用于美容保健领域，如葡萄籽提取物、绿茶提取物等等。
在植物次生代谢产物的发现中，分离纯化和结构鉴定是非常关键的工作。
随着现代色谱技术的发展，分离纯化工作得到了很大的改善。
而结构鉴定则使用了很多现代的技术手段，如核磁共振、质谱等。
二、微生物的发酵代谢产物微生物是一类十分重要的生物资源，其代谢产物利用也非常广泛。
微生物生产的代谢产物可分为原始代谢产物和次生代谢产物两类。
原始代谢产物是细胞自身所需营养物质的代谢产物，一般都具有特殊的功能和作用。
而次生代谢产物则是生长期结束后，在特定条件下由细胞合成的代谢产物，如抗生素、生物胺、营养素等。
这些生产的代谢产物可以被广泛利用，如氨基酸的发酵生产就是一种重要的利用方式。
在微生物的发酵代谢产物发现过程中，使用高效液相色谱、质谱和核磁共振技术是非常常见的方法。
同时，也需要大量的筛选工作，以找到高产和高效的菌株，从而提高产量和降低生产成本。
三、动物内源性代谢产物动物内源性代谢产物包括了大量的激素、生长因子、神经传递素等，这些代谢产物广泛作用于生命的各个方面。
动物内源性代谢产物的发现和应用，不仅对促进人类健康、提高生产效能具有重要的作用，同时还为人类认识生命提供了大量的科学依据，深化和推动了生命科学的发展。
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致病机理
黄曲霉毒素能与tRNA结合形成加成物，黄曲
霉毒素-tRNA加成物能抑制tRNA与某些氨基 酸结合的活性，对蛋白质生物合成中的必需 氨基酸，如赖氨酸、亮氨酸、精氨酸和甘氨 酸与tRNA的结合，均有不同的抑制作用，从 而在翻译水平上干扰了蛋白质生物合成，影 响细胞代谢。
预防措施：生产，收获，加工，储藏过程中，
第二节 微生物的一般代谢产物的污染与危害
１．一般化合物（氨；硝酸与亚硝酸；氮氧
化物；硫化氢；酸性矿水；甲基汞；羟胺； 亚硝氨类；） ２．农药，工程材料的降解物
亚硝酸盐和亚硝胺
： 据有关数据显示 ，10起食物中毒事件，就有 8起与亚硝酸盐有关。剩菜经过长时间盐渍能 产生亚硝酸盐，特别是一些绿叶蔬菜，其中 尤以大白菜为最。而亚硝酸盐可导致食物中 毒，亚硝酸盐进入人体可反应成亚硝胺,亚硝 胺是一种致癌物质。
四．藻类毒素
产毒素的甲藻引发赤潮后，产生的毒素会在
贝类内脏积累，人食用后会引起急性中毒． 如：从石房蛤中分离出来的石房蛤毒素 （saxitoxin），是源于链状膝沟藻 （Conyaulax catenella）,石房蛤毒素毒性与 神经毒气沙林相同，国际条约已将其列为化 学武器．该毒素热稳定性强．
（二）葡萄球菌肠毒素
金黄色葡萄球菌（Staphylococus
aureus） 所产生的一类抗原性蛋白质，主要主要通过 人畜的皮肤，口腔，污染食品．误食后会引 起恶心，呕吐等不良症状，此蛋白相对分子 量40000，耐热，100度以上亦不失活，100 度以上２h ,才能破坏，被污染的食物，外观， 结构，形态，气味均无异样，因此预防的最 佳方法是防止污染该菌．
汞与“水俣病” 1953年，日本九州熊本县水俣镇发生了一件怪事，成群 发了疯的猫，步态不稳，身体弓曲，纷纷跳海自杀。不久， 一些居民莫名其妙地生了怪病，口齿不清、面部发呆、手脚 发抖、精神失常，这些病人经久治不愈，全身弯曲，悲惨死 去。这个镇有4万居民，几年中先后有1万人不同程度地患有 此种病。
第13章 微生物代谢产物对环境的 污染
正常生态系统中，代谢产物在自然物质循环
中不断运转，是物质循环的必要环节和重要 组成． 但在特殊情况下，可能大量积累，对人体或 其他高等生物致毒，致癌，对环境造成不利 影响．
第一节 微生物毒素的污染和危害
微生物毒素是微生物的次级代谢产物;是一类 具有生物活性，常在较低剂量时即对其他生 物产生毒素的化合物总称． 一．细菌毒素 二．放线菌毒素 三．真菌毒素 四．藻类毒素
黄曲霉毒素
1993年黄曲霉毒素被世界卫生组织(WHO)的癌症研究机构 划定为1类致癌物，是一种毒性极强的剧毒物质。黄曲霉毒 素的危害性，毒性为氰化物的１０倍，砒霜的６８倍，靶器 官为肝脏，亦有引起胃，肠，肾病变者．长时间食用含低浓 度黄曲霉毒素的食物被认为是导致肝癌、胃癌、肠癌等疾病 的主要原因。 黄曲霉毒素主要由黄曲霉（ASpergillus flavus）及寄生曲霉 （Asp.parasiticus）产生，此类真菌侵染范围很广，从粮食， 蔬菜，水果，乳品以至于干果均有其踪迹，以玉米，花生最 常见．
大蒜抗亚硝胺：大蒜对 亚硝胺的合成有明显的 抑制作用，因此，常吃 大蒜可以预防消化道肿 瘤。
甲基汞
汞是地壳中相当稀少的一种元素，极少数的汞在自然中以 纯金属的状态存在。纯汞的毒性相比起它的化合物来说算是 比较温和的，除非皮肤破损或者溃烂，否则对汞的吸收量很 少。但是在在地表以及低氧海域，汞可以被细菌“加工”， 使之成为甲基汞。 这种汞的化合物比纯汞更为稳定，一旦进入生物体就很难排 出来，经生物链的逐渐积累。这意味着在食物链里，每次大 型动物掠食小动物，它们体内的汞含量都会有所增加。 这就是为何那些体形较大的鱼类——鲨鱼、旗鱼、鲭鱼、山 脊颈方头鱼和长鳍金枪鱼会受到如此严重的汞污染
经数年调查研究，1956年8月，日本熊本国立大学医学院研 究报告证实，这是由于居民长期食用了八代海水俣湾中含有 汞的海产品所致。这些汞来自镇上的一个工厂，该厂将含汞 废水排入水俣湾，经水中微生物及其他因素作用，生成毒性 更大的甲基汞，人吃了被汞污染的生物，就得了上述的怪病， 因为此病源于水俣镇，故称“水俣病”。
为细胞周期非特异性药物，对G1期前半段最敏感， 即相当mRNA合成时。其作用机制为与DNA结合， 抑制以DNA为模板的RNA多聚酶，从而抑制RNA 的合成。
三．真菌毒素（mycotoxin）
真菌毒素是小分子化学物。真菌毒素的种类较多， 毒性也各不相同。其中黄曲霉毒素毒性极大，主要 损伤肝脏，有很强的致癌性；脱氧雪腐镰刀菌烯醇 对消化道有刺激作用。真菌的繁殖和真菌毒素的产 生需要一定的温度和湿度 致病特点： １．主要是食物中毒； ２．发病有季节性和地区性； ３．中毒一般不具有传染性； ４．有较强的抗药性；
防止霉菌生长，保持通风，干燥环境不适宜 霉菌生长，保持谷物含水量＜１２％，花生 含水量＜８％，储存场所相对湿度在７５％ 以下，条件允许可存在CO2环境中，降低供 氧量． 去除毒素：挑除有毒花生、玉米 ，丢弃长出 霉菌的蔬菜淘洗；实 验室常用次氯酸钠，漂白粉，氢氧化钠去黄 曲霉毒素
二．放线菌毒素
大多数的放线菌毒素可诱发肿瘤，但在特定 情况下又能作为抗癌剂，如链霉菌属 （Streptomyces）的放线菌可使大鼠产生肿 瘤，但因其可抑制核酸的合成，故又作为抗 癌剂使用．
化学结构式分别为： 放线菌素D： 分子式：C62H86N12O16 分子量：1255.44 放线菌素S3 ： 分子式：C62H85N12O17 分子量：1270.44
一．细菌毒素
内毒素（endotoxin）
细菌毒素
外毒素（exotoxin）
内毒素（endotoxin）是亲水性多糖部分和疏水性类脂结合为大分 子的脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）,它是微生物细胞壁的一部 分，只有当菌体细胞裂解或自溶时才释放出来．内毒素一般很稳定， 耐强酸，强碱，强氧化剂，热稳定性好，１００oC,1h不会破坏．
由肉毒梭菌（Clostridium botulinum）产生的外毒素，肉毒 梭菌为革兰氏阳性，产芽孢，能运动的专性厌氧菌，产生的 毒素主要侵染水果，蔬菜，鱼，肉，罐头，香肠等，家制发 酵食品臭豆腐，豆酱，豆豉中也常有次菌生长． 肉毒梭菌毒素（botulin）是一种极强的神经毒素，１mg可 杀死１００万只豚鼠，人的致死量为0.1ug，毒素对热不稳 定８０度３０min或100度１０~20min可被完全破坏，肠道 蛋白酶不能分解次毒素． 防范措施： 罐头食品１２１度高压灭菌；肉毒梭菌生长过程中有难闻气 味可做为预警信号；放于pH值＜4.5，盐分＞１０％或＜３ 度以下保存；以产生毒素的食用前９０度２０～３０min,最 好弃之不用．
内毒素一般是因为细菌自溶，或在动物体内 被降解时才释放出来，而且剂量相对少，因 此对环境的威胁较小， 外毒素（exotoxin）细菌生长过程中释放到 体外，以蛋白质为主，毒力强于内毒素，但 热稳定性较差６０度被破坏．破伤风毒素， 葡萄球菌肠毒素，肉毒毒素等外毒素对环境， 人体的伤害最大
（一）肉毒毒素
理化性质：
黄曲霉毒素可以发出荧光,根据紫外线下照射发荧光 的颜色不同分为:B 族蓝光，G族绿光．自１９６１ 年以来确定结构的有１７种，其中B1是毒性最大， 致癌力最强，又最稳定的． 在紫外线下，黄曲霉毒素B1、B2发蓝色荧光，黄曲 霉毒素G1、G2发绿色荧光。黄曲霉毒素的相对分 子量为312-346。难溶于水，易溶于油、甲醇、丙 酮和氯仿等有机溶剂黄曲霉毒素B1的分解温度为 268℃。在pH9-10的溶液中分解迅速