微生物的合成代谢(1)

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二个关键反应：
1.乙酰-CoA的还原羧化反应 CH3CO - SCoA + CO2 + Fd (red ) CH3COCOOH + CoASH + Fd (ox)
2. 琥珀酰-CoA的还原羧化反应
琥珀酰 - CoA + CO 2 + Fd (red ) a - 酮戊二酸 + CoASH + Fd (ox )
还原性三羧酸循环
乙酰CoA的还原羧化
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琥珀酰CoA的还原羧化
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3. 还原性乙酰CoA途径
在辅因子四氢叶酸的参与下，微生物通过还原性 乙酰辅酶A途径固定CO2（图6-4）。
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4. 三羟基丙酸途径
CO2分别通过乙酰CoA和丙酰CoA固定，经过甲 基丙二酰CoA 、琥珀酰CoA等中间产物形成苹果 酰CoA,该物质最终分解形成乙酰辅酶A和乙醛酸 （图6-6）。
（2）ATP and NADPH are used to convert 3PG into G3P (glyceraldehyde 3 phosphate). Some of this product is shuttled out of the cycle to make sugars
（3）The remaining G3P is processed (using more ATP) to make RuBP again.
蛋白质,多糖,核酸,脂类 抗生素,激素,毒素,色素
合成反应在生物 1.生物共有合成反应
体中的分布
2.微生物特有合成反
应
初级代谢产物的合成 肽聚糖合成，固氮，微 生物次级代谢反应
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2. 微生物合成代谢的原料
微生物合成作用需要小分子物质、能量和还原力，三者 合称为“生物合成三要素”。这些物质和能量除直接自 外界环境中吸取外，均可以从分解代谢中获得。所以细 胞中的分解代谢是合成代谢的基础，二者密切相关。
光合生物：蓝细菌通过非环式电子传递产生
还原力。紫色和绿色光合细菌，利用光能推动电
子逆流产生还原力。 教学ppt
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3. 微生物合成代谢的特点
1）很少种类的分子单体 2）利用同样的酶同时催化合成代谢和分解代
谢的一些反应 3）关键酶催化合成代谢的关键步骤 4）总体上是不可逆的 5）局限于细胞中的不同区域 6）采用不同的辅基（辅酶）
第七章 微生物的合成代谢
自养微生物的生物合成： CO2 异养微生物的生物合成： 小分子物质
第一节、生物合成三要素与合成代谢 的一般原则
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一、微生物合成代谢的类型与原料
1.
分类依据
合成反应类型
举例
产物分子量
1.单体合成
氨基酸,单糖,单核苷酸
2.大分子聚合物合成 蛋白质,多糖,核酸
产物性质
1.初级代谢产物 2.次级代谢产物
转氢酶
NADPwenku.baidu.comNADH
NADPH+NAD
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还原力的来源：
在化能异养微生物中，还原力NADPH2或 NADH2通过发酵或呼吸过程形成。
在化能自养型细菌里，氢细菌中都存在可溶性 氢酶和颗粒性氢酶，分别催化形成NAD(P)H2和 ATP；其它的化能自养型细菌都是在消耗ATP的 前提下，电子通过在电子传递链上的逆转过程(由 高电位向低电位流动)产生NAD(P)H2。消耗大量 的ATP，故这类细菌生长缓慢。
1）小分子前体碳架物质:
小分子物质指直接被机体用来合成细胞物质基本组成成
分的前体物(氨基酸、核苷酸及单糖等)。形成这些前体
物的小分子碳架主要有12种： 6-磷酸葡萄糖、6-磷酸果
糖、磷酸二羟丙酮、 3-磷酸甘油醛、 PEP、丙酮酸、4-
磷酸赤藓糖、 5-磷酸核糖、乙酰CoA、草酰乙酸、 α-酮
戍二酸及琥珀酸，它们可通过单糖酵解途径及呼吸途径
Net yield- sugars to be used in cellular respiration
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Carboxylation in Calvin cycle
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Regeneration and key enzymes in Calvin cycle
⑩.5-磷酸核酮糖激酶
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①.1，5-二磷酸核酮糖羧化酶
1，7-二磷酸景天庚酮糖磷酸酯酶
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2. 还原性三羧酸循环
厌氧性自养微生物中
TCA循环—有氧呼吸分解有机物的过程 （P82 图4-17）
还原性TCA循环与TCA循环的逆反应极其相似 （P119 图6-4），但存在两个关键的反应： 乙酰CoA的还原羧化 琥珀酰CoA的还原羧化
绝大多数光合生物（植物、蓝细菌、紫色 细菌和绿色细菌等）
部分异养微生物固定CO2的方式
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The Calvin-Benson cycle（Ribulose biphosphate pathway）
1，5-二磷酸核酮糖
3-二磷酸甘油醛
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1，3-二磷酸甘油酸
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（1）Fixation of CO2 Ribulose 1,5-bisphosphate or RuBP is the CO2 acceptor, forming 3PG (3 phosphoglycerate). 5 carbon RuBP combines with 1 carbon CO2 to form a 6 carbon chain which immediately splits in 2- 3 carbon chains
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第二节 二氧化碳的固定（CO2 fixation）
二氧化碳的固定：将空气或周围环境中的CO2 同化成细胞物质的过程。
CO2是自养微生物的唯一碳源，异养微生物也 能利用CO2 作为辅助碳源。
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一、自养微生物二氧化碳的固定
1. The Calvin-Benson cycle（二磷酸核酮糖途径）
由单糖等物质产生。
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在12种碳架前体中，有些是TCA循 环的中间体。若在微生物生长时这 些碳架被用于细胞物质合成，则导 致TCA中草酰乙酸等中间体不足， 造成TCA循环不能正常运转。微生 物通过特定回补途径合成草酰乙酸 或苹果酸，以补充TCA中中间体的
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2）还原力--主要指还原型烟酰胺腺嘌呤核 苷酸类物质，即NADPH2或NADH2，这两 种物质在转氢酶作用下可以互换。