异柠檬酸裂合酶苹果酸合成酶微生物独特合成代谢途径举例一

6-P-果糖
6-P-葡萄糖
6-P-葡萄糖 6-P-葡萄糖
NADP
+
NADP
NADP H+H+
+
NADP + NADP H+H+
NADP
H+H+
6-P-葡萄糖酸 6-P-葡萄糖酸 6-P-葡萄糖酸
NADP +
NADP +
NADP +
3-P-甘油醛
NADP H+H + 磷酸己糖旁路HMS 5-P-核酮糖
NADP H+H+
5-P-核酮糖
NADP H+H +
5-P-核酮糖
5-P-木酮糖
4-P-赤藓糖
7-P-庚酮糖
5-P-木酮糖
5-P-核糖
6-P-果糖
3-P-甘油醛
2.HMP途径
2.HMP途径
总反应式： 6葡萄糖-6-磷酸+ 12NADP+ + 6H2O
5葡萄糖-6-磷酸 +12NADPH+12H+ +6CO2+Pi
能进行无氧呼吸的微生物叫厌气性微生 物，在无氧条件下，产能效率低。
无氧呼吸根据 呼吸链末端氢 受体的不同， 分成多种类：
( l )硝酸盐呼吸（nitrate respiration ）
又称反硝化作用. 硝酸盐具有两种功能： ① 氮源营养物，称为同化性硝酸盐还原作用 ② 无氧条件下，某些兼性厌氧徽生物利用硝酸盐作为呼吸链
Fe S
CoQ
2e-
2Cyt-Fe2+
－21 O2
S
NADH
+ H 2H
FM N Fe S
CoQH2
复合物I
2e-
2Cyt-Fe3+ 2H+
O2- H2O
（ NADH-泛 醌 还 原 酶 ）
CoQ
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ Fe-S
Cyt-Fe2+
2eCyt-Fe3+
Cyt-Fe2+
递氢和受氢都必须在有氧条件下完成。有氧 呼吸底物被彻底氧化,产能最高。
好气性微生物的有氧环境中生长所进行有氧 呼吸和兼性厌气性微生物在有氧环境中生长 所进行的有氧呼吸 。
COOH 2H FAD
CH2CH2COOH
Fe*S Cytb
复合物II （琥珀酸脱氢酶）
2H
SH2
NAD+
2 e-
FM NH2 2H
的最终氢受体，把它还原成亚硝酸、NO 、 N2O 、N2，称 为异化性硝酸盐还原作用，又称硝酸盐呼吸或反硝化作用。 这两个还原过程的共同特点：是硝酸盐都要通过一种含钼 的硝酸盐还原酶将其还原为亚硝酸盐。 能进行硝酸盐呼吸的都是一些兼性厌氧徽生物― 反硝化 细菌．例如地衣芽饱杆菌、脱氮副球菌、铜绿假单胞菌、 脱氮硫杆菌。 在通气不良的土壤中，反硝化作用会造成氮肥的损失，
( 2 ）硫酸盐呼吸
特点： 硫酸盐还原细菌．或反硫化细菌 严格厌氧菌：脱硫弧菌、巨大脱硫弧菌、
致黑脱硫肠状菌 最终还原产物是H2S 在浸水或通气不良的土壤中，有害产物对
植物根系生长不利。
3.发酵
发酵有两个涵义，广义的发酵和狭义的发酵。
广义的发酵定义：指任何利用微生物来生产 有用代谢产物或食品、饮料的一类生产方式。
受氢体：氧、无机物和有机氧化物三种。
（一）底物脱氢的4条途径
4条途径： 糖酵解途径（EMP） 戊糖磷酸途径（HMP） ED途径（2-酮-3脱氧-6-磷酸葡萄糖酸途径，
KDPG） 三羧酸循环途径（TCA）。
1. E M P 途 径
1.EMP途径
与乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇的发酵 生产关系密切。
2
e
-
－21 O2
b
ຫໍສະໝຸດ Baiduc1
c
a
a3
Fe-S
CoQH2 2e- Cyt-Fe3+
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ O2- H2O
2H+
复合物III （泛醌－细胞色素 c还原酶）
复合物IV （细胞色素 c氧化酶）
－
2. 无氧呼吸（厌氧呼吸）
定义：指一类呼吸链末端的氢受体为外 源无机氧化物（少数为有机氧化物）的 生物氧化。
2. 化能自养型微生物以无机物的氧化反应中得到能量。
3. 化能异养型微生物多是以氧化有机物为能源,并形成 ATP。
有机物
化能异养菌
最初能源 日光
光能营养菌 通用能源（ATP）
还原态无机物 化能自养菌
一、化能异养微生物的生物氧化和产能
生物氧化过程： 可分脱氢（或电子）、递氢和受氢3个阶段。
递氢过程：呼吸链
第一节 能量代谢
复习概念 新陈代谢（metabolism） 分解代谢（catabolism）=（异化作用） 合成代谢（anabolism）= （同化作用）
复杂分子
分解代谢酶类 合成代谢酶类
简单分子 + ATP +[H]
能源不同的主要原因与机体酶系组成及所处环境条 件有关。
1. 光能自养型微生物以日光为能源,将光能转化成ATP。
狭义的发酵定义：指在无氧等氢受体的条件 下，底物脱氢所产生的还原力[H]未经呼吸链 传递而直接交给某一内源性中间代谢物接受， 以实现底物水平磷酸化的生物氧化反应。
延胡索酸
1.柠檬酸合成酶
5. 琥珀酸硫 激酶
柠檬酸
2. 顺乌头酸酶
异柠檬酸
3.异柠 檬酸脱 氢酶
a-酮戊二酸
6. 琥珀酸脱 氢酶
琥珀酸
琥珀酸 辅酶A
4. a-酮戊二 酸脱氢酶
4.三羧酸循环
发酵产物：柠檬酸、苹果酸、谷氨酸、延 胡索酸、琥珀酸。
问题：一分子葡萄糖中有12个氢原子，通过EMP、TCA反应后，变成了 12对[H],原因是什么?
通过HMP途径可得到的发酵产物：核苷酸、氨基酸、辅 酶、乳酸。
3.ED途径
葡萄糖
ATP
ADP
6-磷酸葡萄糖
NAD（P）H+H+
NAD（P） NAD
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
6-磷酸葡萄糖内酯
H2O
6-磷酸葡萄糖酸 6-磷酸葡萄糖酸脱水酶
H2O
2-酮-3脱氧-6-磷酸葡萄糖酸 醛缩酶
3-磷酸甘油醛
丙酮酸×2
（二）递氢和受氢
生物氧化的类型（产能模式）：根据 递氢特点、受氢体性质的不同，以有 机物为基质的生物氧化分为呼吸、无 氧呼吸和发酵3种类型。
3种类型： 1. 呼吸 2. 无氧呼吸 3. 发酵
1.呼吸（好氧呼吸）
定义：好气性微生物的底物按常规方式脱氢 后，脱下的氢经呼吸链传递，最终被外源分 子氧接受，生成H2O和ATP。
3.ED途径
某些缺乏完整EMP途径的微生物的一种替代 途径
微生物所特有 总反应式：
葡萄糖+ADP +Pi+NADP+ +NAD 2丙酮酸+ATP+NADPH+ H+ +NADH+ H+
0.丙酮酸脱氢酶 丙酮酸
4.三羧酸循环
8. 苹果酸脱 氢酶
乙酰辅酶A 草酰乙酸
苹果酸
7. 延胡索酸酶