微生物次级代谢产物

微生物次级代谢产物生物合成基因簇与药物创新

微生物次级代谢产物生物合成基因簇与药物创新【关键词】 ,微生物次级代谢产物；,,生物合成基因簇；,,药物创新；,,组合生物合成；,,代谢工程摘要：微生物产生众多结构和生物活性多样的次级代谢产物，其生物合成基因簇的克隆是药物创新和产量提高的必要前提。

迄今为止已有超过150种生物合成基因簇通过各种方式被克隆，并被用于组合生物合成、体外糖类随机化、代谢工程的定向改造。

我们研究室已经克隆并测定了氨基糖苷类井冈霉素/有效霉素、多烯类抗生素FR008/克念菌素、聚醚类南昌霉素、聚酮类梅岭霉素、杂合聚酮多肽类口恶唑霉素等生物合成基因簇。

深入的基因功能分析揭示了他们独特的生物合成途径和调节机理，为正在进行的组合生物合成结构改造和代谢工程产量提高奠定了基础。

关键词：微生物次级代谢产物；生物合成基因簇；药物创新；组合生物合成；代谢工程Secondary metabolic pathway genes and new drug discoveryABSTRACT Microorganisms produce myriads of secondary metabolites with both structural and functional diversities. The cloning of corresponding biosynthetic gene clusters is essential for new drug discovery and yield improvement by metabolic engineering. To date, more than 150 biosynthetic geneclusters had been cloned via different strategies, which are subsequently manipulated through combinatorial biosynthesis, in vitro glycorandomization, or other biotechnological methods. In our laboratory, several biosynthetic gene clusters have been cloned and sequenced, representatives of which are responsible for the biosyntheses of the aminoglycoside jinggangmycin/validamycin, polyene antibiotic FR008/candicidin, polyether nanchangmycin, polyketide meilingmycin, PKSNRPS oxazomycin and others. Extensive analyses of gene functions, their unique biosynthetic pathways and regulatory mechanisms have now paved the way for more rational structural modifications through combinatorial biosynthesis and yield improvements using metabolic engineering.KEY WORDS Microbial secondary metabolites; Biosynthetic gene cluster; New drug discovery; Combinatorial biosynthesis; Metabolic engineering微生物产生的次级代谢产物在化学结构和生物活性方面多种多样，主要的产生菌类群包括放线菌、芽孢杆菌、粘细菌、假单胞菌、蓝细菌、真菌等，其中已知抗生素的三分之二以上是以链霉菌为代表的放线菌产生的。

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．

微生物次级代谢与次级代谢产物

第五节
微生物次级代谢与次级代谢产物
初级代谢：初级代谢
微生物从外界吸收各种营养物质，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分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动所必需的物质和能量的过程，称为初级代谢。必需的物质和能量的过程，称为初级代谢。的物质和能量的过程
次级代谢只存在于某些生物（次级代谢只存在于某些生物（如植物和某些微生物）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同而不同，而产生不同的次级代谢产物。而产生不同的次级代谢产物。
一、次级代谢与次级代谢产物
2.不同的微生物可产生不同的次级代谢产物不同的微生物可产生不同的次级代谢产物
一、次级代谢与次级代谢产物
初级代谢与初级代谢的关系： 1、存在范围及产物类型不同
另外，催化次级代谢产物合成的酶往往是一些诱导酶，它们是 2、对产生者自身的重要性不同在产生菌对数生长末期或稳定生长期里，由于某种中间代谢产 3、同微生物生长过程的关系明显不同物积累而诱导机体合成的一种能催化次级代谢产物合成的酶，这些酶通常因环境条件变化而不能合成。 4、对环境条件变化的敏感性或遗传稳定性上明显不同
一类与生物生存有关的、一类与生物生存有关的、涉及到产能代谢和耗能代谢的代谢类型，普遍存在于一切生物中。能代谢的代谢类型，普遍存在于一切生物中。
第五节
微生物次级代谢与次级代谢产物
一、次级代谢与次级代谢产物
某些生物为了避免在初级代谢过程某种中间产物积累所造成的不利作用而产生的一类有利于生存的代谢类型。利于生存的代谢类型。通过次级代谢合成的产物通常称为次级代谢产物，通过次级代谢合成的产物通常称为次级代谢产物，大可以认为是某些生物在一定条件下通过突变多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用，多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用，可将其分获得的一种适应生存的方式。获得的一种适应生存的方式。

微生物工程生产次级代谢产物的流程

微生物工程生产次级代谢产物的流程Microbial Engineering Process for Production of Secondary Metabolites.Introduction.Secondary metabolites are natural products synthesized by microorganisms that are not essential for their growth or survival. They have a wide range of applications in the pharmaceutical, agricultural, and food industries. Microbial engineering offers a powerful approach to producing secondary metabolites with improved yield, specificity, and cost-effectiveness.Process Overview.The microbial engineering process involves the following steps:1. Strain Selection: Identifying or engineering asuitable host strain that can produce the desired secondary metabolite.2. Biosynthetic Pathway Engineering: Modifying the biosynthetic pathway to enhance production of the secondary metabolite.3. Strain Improvement: Optimizing the host strain for growth and metabolite production.4. Fermentation Optimization: Developing and optimizing the fermentation conditions for optimal metabolite production.5. Downstream Processing: Extracting and purifying the desired secondary metabolite from the fermentation broth.Strain Selection.The host strain for secondary metabolite production should possess specific characteristics, including:Ability to produce the desired metabolite.Compatibility with the desired genetic modifications.High growth rate and tolerance to fermentation conditions.Strains can be obtained from natural sources or engineered using techniques such as mutagenesis, gene knockout, and gene overexpression.Biosynthetic Pathway Engineering.The biosynthetic pathway is the sequence of enzymatic reactions that lead to the production of the secondary metabolite. Microbial engineering can be used to modify the pathway to improve yield or specificity. Strategies include:Overexpressing genes encoding key enzymes.Introducing heterologous genes from other organisms.Modifying enzyme regulation or expression levels.Strain Improvement.Strain improvement techniques optimize the host strain for growth and metabolite production. This can involve:Media optimization (e.g., carbon and nitrogen sources)。

微生物工程生产次级代谢产物的流程

微生物工程生产次级代谢产物的流程英文回答：Microbial Engineering Workflow for Secondary Metabolite Production.Secondary metabolites are a diverse group of natural products with a wide range of applications in the pharmaceutical, cosmetic, and food industries. These compounds are typically produced by microorganisms, and their biosynthesis is often regulated by complex genetic pathways. Microbial engineering has emerged as a powerful tool for manipulating these pathways to increase the production of desired secondary metabolites.The workflow for microbial engineering of secondary metabolite production typically involves the following steps:1. Strain selection: The first step is to select asuitable microbial strain that is capable of producing the desired secondary metabolite. This may involve screening strains from natural sources or using genetically modified strains.2. Pathway elucidation: The next step is to elucidate the biosynthetic pathway for the secondary metabolite. This involves identifying the genes and enzymes involved in the pathway, as well as their regulatory mechanisms.3. Genetic engineering: Once the biosynthetic pathway has been elucidated, genetic engineering techniques can be used to manipulate the pathway to increase the production of the desired secondary metabolite. This may involve overexpressing genes encoding key enzymes, deleting genes that inhibit production, or introducing genes from other organisms that encode desired enzymes.4. Culture optimization: Once the microbial strain has been engineered, the culture conditions can be optimized to maximize secondary metabolite production. This may involve optimizing the growth medium, temperature, pH, and otherfactors.5. Downstream processing: The final step is to extract and purify the secondary metabolite from the culture broth. This may involve a variety of techniques, such asfiltration, chromatography, and crystallization.中文回答：微生物工程生产次级代谢产物的流程。

微生物次级代谢产物生物合成的调节机制

微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
第16页
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
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4 磷酸盐调整
过量磷酸盐对四环类、氨基糖苷类和多烯类、大环内酯类等32种抗生素生物合成产生阻抑作用。这些次级代谢产物生物合Hale Waihona Puke 只有在适当磷酸盐浓度下才能进行。
磷酸盐浓度高低还能调整次级代谢产物合成期出现早晚，当磷酸盐靠近耗尽时，才开始进入次级代谢产物合成期。磷酸盐起始浓度高，耗尽时间长，合成期就向后拖延。
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
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比如，在合成杀假丝菌素灰色链霉菌培养液中添加5 mmol/L磷酸盐，产生菌对氧需要量显著增加，细胞内ATP浓度增大，抗生素合成马上停顿，同时还伴有RNA、 DNA和蛋白质合成速率恢复到菌体生长久速率水平，促进了初级代谢；当磷酸盐被耗尽时，菌体生长速率开始下降，抗生素合成又重新开始。
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
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诱导酶合成诱导剂有些需外源加入，称外源诱导剂，
有些是菌体代谢过程中本身产生，则称内源诱导剂。
在抗生素发酵过程中，有初级代谢产物似乎对次级代谢产物合成酶也起诱导作用。
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
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4．7 反馈调整
在次级代谢产物合成中，反馈调整起着主要作
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制
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1 初级代谢对次级代谢调整
微生物初级代谢对次级代谢含有调整作用。当初级代谢和次级代谢含有共同合成路径时，初级代谢终产物过量，往往会抑制次级代谢合成，这是因为这些终产物抑制了在次级代谢产物合成中主要分叉中间体合成。
微生物次级代谢产物生物合成的调节机制

次级代谢产物的特征

次级代谢产物的特征次级代谢产物是生物体在代谢过程中产生的非必需物质，通常被认为是与原代谢产物不同的化合物。

它们在生物体内起到了许多重要的生理和生态作用，如保护植物免受捕食者和病原体的侵害、吸引异性动物进行授粉、调节植物生长和发育等。

以下是次级代谢产物的一些特征：1. 次级代谢产物通常是有机化合物，包括多种类别，如酚类、醛类、酮类、酯类、碱类等。

2. 次级代谢产物不是必需的营养成分，与维持生命无关。

这些化合物通常不参与基本的代谢反应，而是在特定条件下被合成或释放出来。

3. 次级代谢产物具有高度结构多样性和复杂性。

它们可以由单个基本单元组成（如异戊烯），也可以由复杂的多环结构组成（如黄酮类）。

4. 次级代谢产物存在于各种生命形式中，包括植物、真菌、微生物和动物等。

它们在生物体内的含量和种类通常受到环境和遗传因素的影响。

5. 次级代谢产物具有广泛的生态作用。

它们可以用于吸引授粉者、抑制或引起捕食者对宿主的兴趣、调节植物生长和发育等。

此外，许多次级代谢产物还具有药理活性，可以作为药物或其他医疗用途。

6. 次级代谢产物通常是由特定酶系统合成的。

这些酶系统通常受到基因表达调控的影响，从而使得次级代谢产物在不同组织和环境中的含量和种类发生变化。

7. 次级代谢产物具有高度可塑性。

它们可以通过基因突变、环境胁迫等方式进行快速适应，从而使得生命体在不同环境中具有更好的适应性。

总之，次级代谢产物是生命体中重要的非必需化合物，在生态系统中扮演着重要角色。

它们具有高度结构多样性和复杂性，并且受到遗传和环境因素共同影响。

对于次级代谢产物的研究有助于深入了解生命体的适应性和进化机制，同时也为开发新药物和改善生态环境提供了新思路。

微生物次级代谢

第二节
次级代谢产物的生物合
一、次级代谢产物的生源
生源：次级代谢产物分子构建单位的来源。
聚酮体
甲羟戊酸
生源
环多醇和氨基环多醇
芳香族化合物
环己醇与氨基环己醇
由芳香中间体合成的抗生素和其它次级代谢物
二、次级代谢的调节控制
微生物体内的次级代谢和初级代谢一样，都受菌体代
谢的调节. 由于它们的代谢途径是相互交错的，所以
在调节控制上是相互影响的。
(1)初级代谢对次级代谢的调节
微生物的初级代谢对次级代谢具有调节作用。当初级代谢和次级代谢具有共同的合成途径时，初级
代谢的终产物过量，往往会抑制次级代谢的合成，
这是因为这些终产物抑制了在次级代谢产物合成中重要的分叉中间体的合成。
如赖氨酸和青霉素的生物合成过程中有共同中间体 a—氨基己二酸，当培养液中赖氨酸过量时，则抑制 a—氨基己二酸的合成，进而影响到青霉素的合成。
生物碱：
大部分生物碱是植物产生的，有些微生物也能产生。
毒素：
微生物一定条件下产生的对人和动物有毒害作用的化合物。
色素：
微生物在代谢过程中产生各种有色的产物，有的微生物将产生的色素分泌到细胞外，有的在细胞内积累，从而使菌落呈现各种颜色。
维生素：
在特定条件下，微生物产生的远远超过自身需要的那些微生物。
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次级代谢：微生物在一定的生长时期，以初级
代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。产物：毒素、色素、抗生素、生物碱等。
初级代谢与次级代谢之间的关系
初级代谢与次级代谢是在某些机体内存在的两种既有系又有区别的代谢类型，初级代谢是次级代谢的基础，初级代谢为次级代谢产物合成提供前体物和所需能量。次级代谢是初级代谢在特定条件下的继续与发展，避免初级代谢产物过量积累对机体的毒害。

微生物次级代谢产物生物合成基因簇与药物创新

微生物次级代谢产物生物合成基因簇与药物创新一、概述微生物在生长过程中，除了进行维持生命活动所必需的初级代谢外，还会产生一系列复杂的次级代谢产物。

这些物质通常具有多样的化学结构和生物活性，包括抗生素、毒素、激素、色素等，对微生物自身并无明确的生理功能，但对人类和其他生物体可能具有显著的生物活性。

微生物次级代谢产物一直是药物研发的重要来源之一。

近年来，随着基因组学、转录组学、蛋白质组学等技术的飞速发展，研究者们开始从分子水平深入探索微生物次级代谢产物的生物合成机制。

生物合成基因簇的研究成为了热点之一。

生物合成基因簇是指一组在染色体上连续排列的基因，它们共同负责某一特定次级代谢产物的生物合成。

这些基因包括结构基因、调节基因、耐药性基因和转运蛋白等，它们之间具有复杂的调控关系，共同构成了微生物次级代谢产物生物合成的分子基础。

在药物创新方面，微生物次级代谢产物生物合成基因簇的研究具有重要的意义。

通过对生物合成基因簇的克隆和分析，可以深入了解次级代谢产物的生物合成途径和调控机制，为药物的设计和合成提供新的思路和方法。

通过基因工程手段对生物合成基因簇进行改造和优化，可以实现次级代谢产物的定向生产和产量提高，为药物的规模化生产提供可能。

利用生物合成基因簇的多样性，还可以发掘新的次级代谢产物，为药物创新提供更多的候选物质。

微生物次级代谢产物生物合成基因簇与药物创新之间存在着密切的联系。

通过对生物合成基因簇的深入研究，不仅可以揭示微生物次级代谢产物的生物合成机制，还可以为药物创新提供新的思路和方法。

未来，随着技术的不断进步和研究的深入，微生物次级代谢产物生物合成基因簇在药物创新领域的应用前景将更加广阔。

1. 微生物次级代谢产物概述微生物，作为地球上最古老且多样的生命形式，它们在生物地球化学循环和生物合成过程中发挥着至关重要的作用。

微生物的代谢活动不仅限于维持其生命活动所必需的主要代谢过程，还包括一种称为次级代谢的过程。

微生物代谢产物的生物合成与调控

如青霉素合成中的酰基转移酶
4.从调节控制上看
如何理解？
调节控制方面相互影响，初级代谢的控制
一般比次级代谢严格。
5.从遗传控制看
初级代谢和次级代谢都受到核内遗传物质的控制。
抗生素的合成同时受到核外遗传物质质粒的控制。
❖ 举例：在灰色链霉菌、春日链霉菌、卡那霉素链霉菌等菌种中确认或推断有与抗生素生物合成有关的质粒存在。
பைடு நூலகம்
莽草酸芳香族氨基酸
次级代谢产物
C3
丙酮酸
乙酰辅酶A
丝氨酸
甘氨酸
Val
次级代谢产物
丙二酰CoA
脂肪酸
Met
TCA循环
次级代谢产物
草酰乙酸
α-酮戊二酸
次级代谢产物
谷氨酸
次级代谢产物
初级代谢产物和次级代谢产物的关系
3.从代谢的酶学关系上看催化次级代谢反应的酶或酶系，既有初级
代谢途径中的酶，又有次级代谢特有的酶。
(1) 次级代谢产物可以由初级代谢产物合成； (2) 代谢的“分叉中间体”将二者联系起来了。
次级代谢产物是由微生物代谢产生的中间产物和初级代谢产物合成
分叉中间体：代谢中间体既可以用来合成初级代谢产物,也可以用来合成次级代谢产物,这种中间体叫做分叉中间体。
如：丙酮酸、乙酰辅酶A、草酰乙酸等
Glucose
来自葡萄糖
来自甲羟戊酸
来自谷氨酰胺
来自莽草酸
诺卡霉素A(nocardicinA)分子装配
小结
❖ 五关系四特征
次级代谢产物生物合成的主要调控机制 (下一次课介绍）
一、研究的方向
1.次、初级代谢产物生物合成的关系； 2.次级代谢产物生物合成的启动因素； 3.控制次级代谢产物生物合成量的胞内外效应剂及其作用机理； 4.次级代谢产物合成停止的机制。

次级代谢01

Streptomyces coelicolor colonies, c. 1 cm x 1 cm. The wild-type colonies are covered with grey aerial mycelium and spores; the reddish mutant colonies are not forming aerial mycelium. The red mycelium colour and the dark background is from the antibiotics produced by Streptomyces coelicolor (John Innes Centre, Photography Department).
次级代谢方面的差错对细胞的生长无关紧要，改变后的代谢产物有些还保留生物活性。
微生物次级代谢
有人认为，次级代谢产物之所以种类繁多，就是因为酶的底物特异性不高所致。
他们把次级代谢过程又称为多向代谢作用(pleometabolism)。
微生物次级代谢的特征
• 次级代谢产物一般不在产生菌的生长期产生，而在随后的生产期形成。
表4-4 可作为次级代谢物的前体的一些中间体
由芳香中间体合成的抗生素和其它次级代谢物
次级代谢调节
抗生素的生源学(Biogenesis)
生源学又称为生物发生学，是指一些天然物质，包括有生命的物质为什么会发生，存在的学问，它对宿主，环境有何作用？抗生素生源学研究一些微生物为什么会产生这类对其它微生物，甚至对其自身有害的物质, 其功能是什么？在这方面的了解将有助于解释抗生素的形成机制和控制其生产。
• 种类繁多，含有不寻常的化学键，如氨基糖、苯醌、香豆素、环氧化合物、麦角生物碱、吲哚衍生物、吩嗪、吡咯、喹啉、萜烯、四环类抗生素等。

微生物次级代谢与次级代谢产物

5、相关酶的专一性不同
相对来说催化初级代谢产物合成的酶专一性强，催化次级代谢产物合成的某些酶专一性不强，因此在某种次级代谢产物合成的培养基中加入不同的前体物时，往往可以导致机体合成不同类型的次级代谢产物，
一、次级代谢与次级代谢产物
初级代谢与初级代谢的关系： 1初、级存代在谢范是围次级及代产谢物的类基型础不，它同可以为次级代谢产物合成提供 2前、体对物产和生所者需要自的身能的量重；要性不同
合代成谢过产程物的也某看个作环是节次上级发代生谢障产碍物，。轻则引起生长停止、重则导致机体发生突变或死亡。次级次代级谢代产谢物产对物于通产常生都者分本泌身来到说胞，外不，是有机些体与生机存体所的必分需化的有物一质定的
，关即系使，在并次在级同代其谢它的生某物个的环生节存上竞发争生中障起碍着。重不要会的导作致用机。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。
基镁水0杨.05酸%，、但硫可酸以亚合铁成0.0大01量%的龙胆醇、甲基醌醇和棒曲霉素。
一、次级代谢与次级代谢产物
次级代谢产物的骨架碳原子的数量和排列上的微每种类型的次级代谢产物往往是一群化学结构非小常变相化似，的氧不、同氮成、分氯的、混硫合等物元。素的加入，或在产物氧化
水平上的微小新变霉化素都有可4以种导致产生各种各样的次级代谢
一、次级代谢与次级代谢产物
初级代谢与初级代谢的关系：
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。
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。

微生物次级代谢产物特点、作用及应用概况

微生物次级代谢产物特点、作用及应用概况一、微生物次级代谢产物概况1、微生物次级代谢产物的定义及特点在微生物的代谢活动中，通常将微生物在一定生长时间内，以初级代谢产物为前体，合成一些对当前生命活动无明确功能物质的过程称为微生物次级代谢，代谢合成的物质称为微生物次级代谢产物。

微生物次级代谢产物大多是分子结构较复杂的化合物，因微生物和培养条件的不同，代谢产物也不尽相同。

通常次级代谢产物是被分泌到细胞外，在与其他生物竞争的过程中起重要作用。

但次级代谢产物不参与细胞结构的组成，也不是酶活性所必需的，即使在某个环节发生障碍，也不会致使机体停止生长或死亡。

微生物次级代谢产物被广泛应用于农业、食品和医疗等领域，前景广阔。

2、微生物次级代谢产物的来源微生物种类多、分布广，其次级代谢产物数量众多，来源广泛。

与人类生活密切相关的次级代谢产物主要来源于细菌、真菌和放线菌等。

部分微生物次级代谢产物来源及作用见表1。

（1）细菌细菌随处可见，其生物量仅次于植物体总生物量。

细菌代谢产物具有结构多样性和广谱活性，被广泛应用于农化和医药产品的制造。

研究表明：细菌中芽抱杆菌属产生的抗菌性代谢产物，如杆菌霉素、双效菌素及抗霉菌枯草杆菌素等，被广泛应用于作物病害防治中，γ-聚谷氨酸具有较强的抗逆促生作用，被广泛应用于新型肥料生产；假单胞菌属产生的代谢产物，如2 , 4-二乙酰基间苯三酚、硝咙咯菌素等，是目前被研究最多的细菌生物防治剂。

（2）真菌真菌具有生物多样性，种类和数量众多，目前已了解的真菌种类有9. 7万余种，但仅占其种类数量的6%。

在真菌微生物次级代谢产物中，约50%是由丝状真菌产生的。

研究表明，木霉菌、非致病性濂刀菌和聚端孢霉等是少数能够产生多种抗菌代谢产物的真菌属。

木霉菌能够产生木霉素和杀病毒剂等抗生素次级代谢产物；厚垣镰孢的次级代谢产物能够有效抑制花生锈病病原菌的产生；粉红聚端孢菌能够产生大量抗病毒次生代谢产物和具有农药活性的抗生菌；单端孢菌素作为粉红聚端孢菌的产物被广泛用于棉籽枯萎病的防治。

微生物学

(1)丙二酰 )丙二酰CoA的合成的合成
合成途径有两条: 一条是:乙酰CoA经羧化生成丙二酰CoA; 另一条是:磷酸烯醇式丙酮酸经羧化生成草酰乙酸,再经脱羧加入 CoA,生成丙二酰CoA.
(2)丙二酰胺CoA的合成
一条是:由丙二酰CoA的酰胺化作用生成; 另一条是:由乙酰CoA的甲酰胺作用合成.
总结从链霉素生物合成途径可以看出,每生成一分子链霉素需要消耗3分子葡萄糖,7分子NH3,2分子C02及1个甲硫氨酸的甲基. 其中3分子NH3由谷氨酰胺,丙氨酸和谷氨酸提供,通过转氨基反应, 把氮基结合到链霉胍和L—葡萄糖胺中. 另外4个NH3通过鸟氨酸循环供给.其中2个由氨甲酰磷酸提供,另外2 个则由天门冬氨酸引进,最后变为精氨酸的脒基,再转移到链霉胍中. 2个C02也通过鸟氨酸循环固定.
链霉素是由链霉胍,链霉糖和N—甲基—L—葡萄糖胺通过糖苷键装配而成的化合物.属于氨基糖苷类抗生素.
链霉素是链霉素族中的一种类1.链霉胍的生物合成链霉胍的生物合成 2.链霉糖的合成链霉糖的合成 3. N—甲基甲基—L—葡萄糖胺的合成甲基葡萄糖胺的合成
P209
2.链霉糖的合成
链霉糖是带有5'—去氧五碳糖.这是天然存在的少数几种带支链的糖的一种.
(1)葡萄糖首先形成胸腺嘧啶脱氧核糖核苷二磷酸(d—TDP)葡萄糖. 在d—TDP—葡萄糖4,6脱水酶作用下,脱掉一分子水,形成d— TDP—4—酮—6—脱氧己糖(也称6—脱氧—L—艾杜糖). (2)在3,5—异构酶作用下,C—3,C—5发生差向异构形成一种未分离出来的差向体. (3)在NADPH2存在下,由d—TDP—L—双氢链霉糖合成酶催化,使 C—2和C—4之间联接,C—3变成3'—CH2OH,形成d—TDP—双氢链霉糖. (4)d—TDP—双氢链霉糖再与链霉胍—6—磷酸反应生成O—α—L—双氢链霉糖(1→4)—链霉胍—6—磷酸.此物也称磷酸化假双糖 (pseudodisaccharide),是中间产物,由此形成双氢链霉素. 双氢链霉素是链霉素的前体物质,被菌体分泌到胞外,经氧化酶氧化成链霉素.

微生物代谢物

微生物代谢物
微生物代谢产物的种类很多，已知的有37个大类，其中16类属于药物。

在菌体对数生长期所产生的产物，如氨基酸、核并酸、蛋白质、核酸、糖类等，是菌体生长繁殖所必需的。

这些产物叫做初级代谢产物，许多初
级代谢产物在经济上具有相当的重要性，分别形成了各种不同的发酵工业。

在菌体生长静止期，某些菌体能合成一些具有特定功能的产物，如抗
生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子等。

这些产物与菌体生长繁殖无
明显关系，叫做次级代谢产物。

次级代谢产物多为低分子量化合物，但其
化学结构类型多种多样，据不完全统计多达47类，其中抗生素的结构类型，按相似性来分，也有14类。

由于抗生素不仅具有广泛的抗菌作用，
而且还有抗病毒、抗癌和其他生理活性，因而得到了大力发展，已成为发
酵工业的重要支柱。