代谢调控
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葡萄糖
中间产物
α-酮戊二酸 谷氨酸脱氢酶 NH4+ 谷氨酸
21
抑制
分析： １、两实例的共同点是： 微生物代谢调控主要是过酶的调节来实现的 ２、由两实例区别得出： 实例１，通过调节酶的合成，控制代谢过程 实例２，通过调节酶的活性，控制代谢过程
22
微生物代谢调节
一、代谢活动的调节部位 二、微生物代谢过程中的自我调节 三、酶水平的调节 四、酶活性的调节 五、酶量的调节
1 、酶活性的激活：在代谢途径中后面的反应可被较前面 的反应产物所促进的现象；常见于分解代谢途径。 如：粗糙脉孢霉的异柠檬酸脱氢酶的活性受柠檬酸 促进 2、酶活性的抑制：包括：竞争性抑制和反馈抑制。 反馈：指反应链中某些中间代谢产物或终产物对该途径关 键酶活性的影响。 凡使反应速度加快的称正反馈； 凡使反应速度减慢的称负反馈（反馈抑制）； 反馈抑制——主要表现在某代谢途径的末端产物过量时可 反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性。主要表现在氨 基酸、核苷酸合成途径中。 特点：作用直接、效果快速、末端产物浓度降低时又可解 42 除
胆胺
胆碱
脑磷脂
卵磷脂
15
3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸
脂肪 甘油 磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸 某些非必需氨基酸 其他α-酮酸 —— 但不能说，脂类可转变为氨基酸。
16
（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系
1. 氨基酸是体内合成核酸的重要原料
天冬氨酸 甘氨酸 谷氨酰胺 一碳单位
合成嘌呤
合成嘧啶
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
糖异生
葡萄糖
13
2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸
丙氨酸
糖 丙酮酸 天冬氨酸
草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
乙酰CoA
柠檬酸
14
（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系
1. 蛋白质可以转变为脂肪
氨基酸 乙酰CoA 脂肪
2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸 磷脂酰丝氨酸
预苯酸 氨基苯甲酸
Thr
酮丁酸
Gln Trp His
氨甲酰磷酸
Try Phe Trp
Ile
CTP AMP
46
（三）分支合成途径调节
共同特点：每个分支途径的末端产物控制分支点
后的第一个酶，同时每个末端产物又对整个途径
的第一个酶有部分的抑制作用，分支代谢的反馈
调节方式有多种。
47
1、同功酶（isoenzyme）
1~2天 肝糖异生，蛋白质分解
3~4周
以脂酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低
9
二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系
（一）糖代谢与脂代谢的相互联系 1. 摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉） 葡 萄 糖 合成脂肪 （脂肪组织）
10
乙酰CoA
2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖
甘油激酶
34
☆Possible points for Regulation of Various Metabolic Control Mechanisms
35
通过代谢组学技术和多维数据分析研 究了三孢酸对三孢布拉氏霉菌在代谢 水平的影响，通过主成分分析，找出 了区分三孢酸处理组和对照组的差异 代谢物。结果表明三孢酸在代谢水平 主要影响三孢布拉氏霉菌的脂肪酸、 碳水化合物和氨基酸的代谢。
Summarize of the responses to TA at the metabolic level in B. trispora. The pink arrows indicate the speculative changes in metabolic flux after TA addition
整体水平
19
微生物代谢的调节
实例１：在用葡萄糖和乳糖作碳源的培养 基上培养大肠杆菌，开始时，大肠杆菌只能 利用葡萄糖而不能利用乳糖，只有当葡萄糖 被消耗完毕以后，大肠杆菌才开始利用乳糖 。
分解葡萄糖的酶是大肠杆菌细胞内一直存在 的酶——组成酶
分解乳糖的酶是在乳糖诱导下合成的酶—— 诱导酶
20
实例2： 谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
Comparison of differential metabolites at 6h 三孢酸是一个全局性的调控因子，调 (A) and 12 h (B) between the control and TA控多种代谢途径，可能促进代谢流从 treated group. We can easily differentiate the 糖酵解、磷酸戊糖途径和TCA循环流 TA-treated groups from the control groups 向脂肪酸和类胡萝卜素合成途径。 according to the content changes of these 36 PLoS ONE 2012, 7(9): e46110. differential metabolites.
1)可逆反应途径由同种酶催化，可由不同辅基或辅酶控 制代谢物流向：如: 两种Glu脱氢酶：以NADP为辅基 以NAD为辅基 Glu合成 Glu分解
2)通过调节酶的活性或酶的合成量。
关键酶: 某一代谢途径中的第一个酶或分支点后的第一个酶。 ①粗调：调节酶的合成量 ②细调：调节现有酶分子的活性 3)通过调节产能代谢速率。
23
一、代谢活动的调节部位
• • • • 微生物代谢受到细胞的多种控制作用 1、营养物质吸收通道 2、通过代谢途径的流量 3、限制基质与酶的接近
24
25
二、 微生物代谢过程中的自我调节
微生物代谢调节系统的特点：精确、可塑性强，细胞 水平的代谢调节能力超过高等生物。 成因：细胞体积小，所处环境多变。 举例：大肠杆菌细胞中存在2500种蛋白质，其中上千种是 催化正常新陈代谢的酶。每个细菌细胞的体积只能容纳10 万个蛋白质分子，所以每种酶平均分配不到100个分子。 解决方式：组成酶（constitutive enzyme）经常以高浓度存 在，其它酶都是诱导酶（inducible enzyme），在底物或其 类似物存在时才合成，诱导酶的总量占细胞总蛋白含量的 10%。
肝、肾、肠
甘油
磷酸-甘油
脂 肪
脂酸
葡 萄 糖
乙酰CoA
葡萄糖
11
3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响
• 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时
脂肪大量动员 糖不足
酮体生成增加 草酰乙酸 相对不足 氧化受阻
12
高酮血症
（二）糖与氨基酸代谢的相互联系 1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α酮酸，可转变为糖。 例如
同核苷酸吸收有关的酶在G-菌的周质区。
32
酶 定 位 的 区 域 化
细胞质:酵解;磷 酸戊糖途径;糖 原合成;脂肪酸 合成
线粒体:丙酮酸氧化; 三羧酸循环;-氧化; 呼吸链电子传递;氧 化磷酸化
细胞核:核 酸合成
内质网:蛋白质合 成;磷脂合成
33
3. 控制代谢物流向：( 通过酶促反应速度来调节)
花生四烯酸对氨基酸及 碳水化合物代谢的影响
Fungal Genetics and Biology, 37 2013, 57: 33-41.
4 代谢速度的调控
酶合成的调节， 调节的是酶分子 的合成量。
在遗传学水 平上发生的
微生 物细胞 的代谢 调节主 要类型
酶活性调节，调 节的是已有酶分 子的活性。
44
反馈抑制在代谢中很多，特别是在氨基酸和 核苷酸的生物合成中，这类例子更多。
45
氨基酸合成的反馈调控
+ 磷酸烯醇式丙酮酸
脱氧庚酮糖酸-7-磷酸 赤藓糖-4-磷酸 天冬氨氨酰半醛
脱氢奎尼酸 莽草酸
Lys Met
高丝氨酸
反硝化作用 氧化亚氮
Gly Ala
分支酸
Feedback Inhibition
43
（二）反馈抑制的类型
1.直线式代谢途径中的反馈抑制：
苏氨酸脱氨酶
苏氨酸 α-酮丁酸 反馈抑制 异亮氨酸
其它实例：谷氨酸棒杆菌的精氨酸合成
2.分支代谢途径中的反馈抑制：
在分支代谢途径中，反馈抑制的情况较为复杂，为了避免在 一个分支上的产物过多时不致同时影响另一分支上产物的供 应，微生物发展出多种调节方式。主要有：同功酶的调节， 顺序反馈，协同反馈，积累反馈调节等。
酶的激活与抑制
共价修饰 酶原激活 基因表达调控
酶的诱导与阻遏
40
四、酶活性的调节
酶活性的调节是通过对酶分子空间构象的 影响调节酶活性的大小、有无。在代谢调节中 属“细调”，有多种调节机制。
通过改变现成的酶分子活性来调节新陈代谢的 速率的方式。是酶分子水平上的调节，属于精 细的调节。
41
(一）调节方式
4
二、物质代谢的相互关系
1、糖代谢与蛋白质代谢的相互关系 2、糖代谢与脂代谢的相互关系
3、蛋白质代谢与脂代谢的相互关系
4、核酸代谢与糖代谢
5
一、在能量代谢上的相互联系
● 三大营养素可在体内氧化供能。
三大营养素 糖 脂肪
共同中 间产物
共同最终 代谢通路
2H
乙酰CoA
TCA
CO2
蛋白质
ATP
6
● 从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代
在酶化学水 平上发生的
38
微生物的代谢
产物 初 级 代 谢 产 物 次 级 代 谢 产 物 酶 合 成 的 调 节 调节 人工控制 改 变 微 生 物 遗 传 特 性
酶 活 性 的 调 节
控 制 生 产 过 程 中 的 条 39 件
三、酶水平的调节
变构效应（别构）
酶活性调节 最基本的 代谢调节 酶含量调节
中间产物实现各代谢途径间的联系与转化。
2、酶及反应区域化---真核生物各种细胞器由细胞
膜分割区域化使酶催化的各种反应相对独立。
3、代谢反应单向性---可逆反应不同酶催化；代谢
途径中少数不可逆反应决定整个途径的方向。
4、调节方式多层次全方位---对代谢反应的关键
“酶”进行多层次调节，以达到对代谢途径的调节。
同功酶是指能催化同一种化学反应，但其酶蛋白本
身的分子结构组成却有所不同的一组酶。
特点：在分支途径中的第一个酶有几种结构不同的
花生四烯酸对三孢布拉霉菌代谢水平的影响
花生四烯酸对三孢布拉氏霉菌代谢的影响
花生四烯酸对类胡萝卜 素合成途径的影响
1
2
花生四烯酸对脂肪酸 代谢的影响
3
AA-induced metabolic changes in B. trispora as indicated by changes in metabolite levels.
替，并互相制约。
● 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约
蛋白质的消耗。
7
● 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约
其他物质的降解。
例如
脂肪分解增强 ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
糖分解被抑制
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 （糖分解代谢限速酶之一）
8
• 饥饿时
肝糖原分解 ，肌糖原分解
2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
17
葡萄糖、糖原
Ala Trp Ser Gly Thr Cys
脂肪 甘油
脂酸
丙酮酸 乙酰CoA
胆固醇、酮体 Leu、Lys
Glu
Val, Ile, Met, Thr Arg His Pro
Asp
草酰乙酸
α- 酮戊二酸
Tyr Pro
延胡索酸
琥珀酸
18
第二节 微生物代谢调节
代谢调节
生命科学学院
李灏
lihaoh@ lihao@
1
代谢调节
• 第一节 • 第二节 代谢概述 微生物代谢调节
2
第一节 代谢概述
生命存在的三大要素
• 物质代谢 • 能量代谢 • 代谢调节
3
一、代谢的生理特点
1、代谢网络通路---通过代谢途径交叉点上的关键
• 物质代谢、能量代谢的协调者 • 具有规律性 • 生物体代谢调节分为三个层次： • 细胞水平-- 通过细胞内代谢物浓度的变化，改变
酶的结构和酶量，从而影响酶的活性 而调节某些酶促反应的速度。
• •
激素水平--（通过内分泌组织所产生的激素改变其
靶细胞中酶的基因表达和结构，从而 影响酶的活性而调节代谢途径或方向。
26
微生物自我调节代谢的方式
1.控制营养物质透过细胞膜进入细胞
2.通过酶的定位控制酶与底物的接触
3.控制代谢物流向
27
1.控制营养物质透过细胞膜进入细胞
如：只有当速效碳源或氮源耗尽时，微生物才合 成迟效碳源或氮源的运输系统与分解该物质的酶系统。
28
一般来说，葡萄糖是优于乙醇等非发酵碳源的优质碳源。
29
以乙醇作为唯一碳源 时生产异源蛋白。
30
如何克服葡萄糖效应 的尝试。
31
2.通过酶的定位控制酶与底物的接触
1）真核微生物酶定位在相应细胞器上；细胞器各 自行使某种特异的功能；
2）原核微生物在细胞内划分区域集中某类酶行使 功能：
与呼吸产能代谢有关的酶位于膜上；
蛋白质合成酶和移位酶位于核糖体上；
中间产物
α-酮戊二酸 谷氨酸脱氢酶 NH4+ 谷氨酸
21
抑制
分析： １、两实例的共同点是： 微生物代谢调控主要是过酶的调节来实现的 ２、由两实例区别得出： 实例１，通过调节酶的合成，控制代谢过程 实例２，通过调节酶的活性，控制代谢过程
22
微生物代谢调节
一、代谢活动的调节部位 二、微生物代谢过程中的自我调节 三、酶水平的调节 四、酶活性的调节 五、酶量的调节
1 、酶活性的激活：在代谢途径中后面的反应可被较前面 的反应产物所促进的现象；常见于分解代谢途径。 如：粗糙脉孢霉的异柠檬酸脱氢酶的活性受柠檬酸 促进 2、酶活性的抑制：包括：竞争性抑制和反馈抑制。 反馈：指反应链中某些中间代谢产物或终产物对该途径关 键酶活性的影响。 凡使反应速度加快的称正反馈； 凡使反应速度减慢的称负反馈（反馈抑制）； 反馈抑制——主要表现在某代谢途径的末端产物过量时可 反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性。主要表现在氨 基酸、核苷酸合成途径中。 特点：作用直接、效果快速、末端产物浓度降低时又可解 42 除
胆胺
胆碱
脑磷脂
卵磷脂
15
3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸
脂肪 甘油 磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸 某些非必需氨基酸 其他α-酮酸 —— 但不能说，脂类可转变为氨基酸。
16
（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系
1. 氨基酸是体内合成核酸的重要原料
天冬氨酸 甘氨酸 谷氨酰胺 一碳单位
合成嘌呤
合成嘧啶
丙氨酸
脱氨基
丙酮酸
糖异生
葡萄糖
13
2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸
丙氨酸
糖 丙酮酸 天冬氨酸
草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸
乙酰CoA
柠檬酸
14
（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系
1. 蛋白质可以转变为脂肪
氨基酸 乙酰CoA 脂肪
2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸 磷脂酰丝氨酸
预苯酸 氨基苯甲酸
Thr
酮丁酸
Gln Trp His
氨甲酰磷酸
Try Phe Trp
Ile
CTP AMP
46
（三）分支合成途径调节
共同特点：每个分支途径的末端产物控制分支点
后的第一个酶，同时每个末端产物又对整个途径
的第一个酶有部分的抑制作用，分支代谢的反馈
调节方式有多种。
47
1、同功酶（isoenzyme）
1~2天 肝糖异生，蛋白质分解
3~4周
以脂酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低
9
二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系
（一）糖代谢与脂代谢的相互联系 1. 摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉） 葡 萄 糖 合成脂肪 （脂肪组织）
10
乙酰CoA
2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖
甘油激酶
34
☆Possible points for Regulation of Various Metabolic Control Mechanisms
35
通过代谢组学技术和多维数据分析研 究了三孢酸对三孢布拉氏霉菌在代谢 水平的影响，通过主成分分析，找出 了区分三孢酸处理组和对照组的差异 代谢物。结果表明三孢酸在代谢水平 主要影响三孢布拉氏霉菌的脂肪酸、 碳水化合物和氨基酸的代谢。
Summarize of the responses to TA at the metabolic level in B. trispora. The pink arrows indicate the speculative changes in metabolic flux after TA addition
整体水平
19
微生物代谢的调节
实例１：在用葡萄糖和乳糖作碳源的培养 基上培养大肠杆菌，开始时，大肠杆菌只能 利用葡萄糖而不能利用乳糖，只有当葡萄糖 被消耗完毕以后，大肠杆菌才开始利用乳糖 。
分解葡萄糖的酶是大肠杆菌细胞内一直存在 的酶——组成酶
分解乳糖的酶是在乳糖诱导下合成的酶—— 诱导酶
20
实例2： 谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
Comparison of differential metabolites at 6h 三孢酸是一个全局性的调控因子，调 (A) and 12 h (B) between the control and TA控多种代谢途径，可能促进代谢流从 treated group. We can easily differentiate the 糖酵解、磷酸戊糖途径和TCA循环流 TA-treated groups from the control groups 向脂肪酸和类胡萝卜素合成途径。 according to the content changes of these 36 PLoS ONE 2012, 7(9): e46110. differential metabolites.
1)可逆反应途径由同种酶催化，可由不同辅基或辅酶控 制代谢物流向：如: 两种Glu脱氢酶：以NADP为辅基 以NAD为辅基 Glu合成 Glu分解
2)通过调节酶的活性或酶的合成量。
关键酶: 某一代谢途径中的第一个酶或分支点后的第一个酶。 ①粗调：调节酶的合成量 ②细调：调节现有酶分子的活性 3)通过调节产能代谢速率。
23
一、代谢活动的调节部位
• • • • 微生物代谢受到细胞的多种控制作用 1、营养物质吸收通道 2、通过代谢途径的流量 3、限制基质与酶的接近
24
25
二、 微生物代谢过程中的自我调节
微生物代谢调节系统的特点：精确、可塑性强，细胞 水平的代谢调节能力超过高等生物。 成因：细胞体积小，所处环境多变。 举例：大肠杆菌细胞中存在2500种蛋白质，其中上千种是 催化正常新陈代谢的酶。每个细菌细胞的体积只能容纳10 万个蛋白质分子，所以每种酶平均分配不到100个分子。 解决方式：组成酶（constitutive enzyme）经常以高浓度存 在，其它酶都是诱导酶（inducible enzyme），在底物或其 类似物存在时才合成，诱导酶的总量占细胞总蛋白含量的 10%。
肝、肾、肠
甘油
磷酸-甘油
脂 肪
脂酸
葡 萄 糖
乙酰CoA
葡萄糖
11
3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响
• 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时
脂肪大量动员 糖不足
酮体生成增加 草酰乙酸 相对不足 氧化受阻
12
高酮血症
（二）糖与氨基酸代谢的相互联系 1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α酮酸，可转变为糖。 例如
同核苷酸吸收有关的酶在G-菌的周质区。
32
酶 定 位 的 区 域 化
细胞质:酵解;磷 酸戊糖途径;糖 原合成;脂肪酸 合成
线粒体:丙酮酸氧化; 三羧酸循环;-氧化; 呼吸链电子传递;氧 化磷酸化
细胞核:核 酸合成
内质网:蛋白质合 成;磷脂合成
33
3. 控制代谢物流向：( 通过酶促反应速度来调节)
花生四烯酸对氨基酸及 碳水化合物代谢的影响
Fungal Genetics and Biology, 37 2013, 57: 33-41.
4 代谢速度的调控
酶合成的调节， 调节的是酶分子 的合成量。
在遗传学水 平上发生的
微生 物细胞 的代谢 调节主 要类型
酶活性调节，调 节的是已有酶分 子的活性。
44
反馈抑制在代谢中很多，特别是在氨基酸和 核苷酸的生物合成中，这类例子更多。
45
氨基酸合成的反馈调控
+ 磷酸烯醇式丙酮酸
脱氧庚酮糖酸-7-磷酸 赤藓糖-4-磷酸 天冬氨氨酰半醛
脱氢奎尼酸 莽草酸
Lys Met
高丝氨酸
反硝化作用 氧化亚氮
Gly Ala
分支酸
Feedback Inhibition
43
（二）反馈抑制的类型
1.直线式代谢途径中的反馈抑制：
苏氨酸脱氨酶
苏氨酸 α-酮丁酸 反馈抑制 异亮氨酸
其它实例：谷氨酸棒杆菌的精氨酸合成
2.分支代谢途径中的反馈抑制：
在分支代谢途径中，反馈抑制的情况较为复杂，为了避免在 一个分支上的产物过多时不致同时影响另一分支上产物的供 应，微生物发展出多种调节方式。主要有：同功酶的调节， 顺序反馈，协同反馈，积累反馈调节等。
酶的激活与抑制
共价修饰 酶原激活 基因表达调控
酶的诱导与阻遏
40
四、酶活性的调节
酶活性的调节是通过对酶分子空间构象的 影响调节酶活性的大小、有无。在代谢调节中 属“细调”，有多种调节机制。
通过改变现成的酶分子活性来调节新陈代谢的 速率的方式。是酶分子水平上的调节，属于精 细的调节。
41
(一）调节方式
4
二、物质代谢的相互关系
1、糖代谢与蛋白质代谢的相互关系 2、糖代谢与脂代谢的相互关系
3、蛋白质代谢与脂代谢的相互关系
4、核酸代谢与糖代谢
5
一、在能量代谢上的相互联系
● 三大营养素可在体内氧化供能。
三大营养素 糖 脂肪
共同中 间产物
共同最终 代谢通路
2H
乙酰CoA
TCA
CO2
蛋白质
ATP
6
● 从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代
在酶化学水 平上发生的
38
微生物的代谢
产物 初 级 代 谢 产 物 次 级 代 谢 产 物 酶 合 成 的 调 节 调节 人工控制 改 变 微 生 物 遗 传 特 性
酶 活 性 的 调 节
控 制 生 产 过 程 中 的 条 39 件
三、酶水平的调节
变构效应（别构）
酶活性调节 最基本的 代谢调节 酶含量调节
中间产物实现各代谢途径间的联系与转化。
2、酶及反应区域化---真核生物各种细胞器由细胞
膜分割区域化使酶催化的各种反应相对独立。
3、代谢反应单向性---可逆反应不同酶催化；代谢
途径中少数不可逆反应决定整个途径的方向。
4、调节方式多层次全方位---对代谢反应的关键
“酶”进行多层次调节，以达到对代谢途径的调节。
同功酶是指能催化同一种化学反应，但其酶蛋白本
身的分子结构组成却有所不同的一组酶。
特点：在分支途径中的第一个酶有几种结构不同的
花生四烯酸对三孢布拉霉菌代谢水平的影响
花生四烯酸对三孢布拉氏霉菌代谢的影响
花生四烯酸对类胡萝卜 素合成途径的影响
1
2
花生四烯酸对脂肪酸 代谢的影响
3
AA-induced metabolic changes in B. trispora as indicated by changes in metabolite levels.
替，并互相制约。
● 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约
蛋白质的消耗。
7
● 任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约
其他物质的降解。
例如
脂肪分解增强 ATP 增多 ATP/ADP 比值增高
糖分解被抑制
6-磷酸果糖激酶-1被抑制 （糖分解代谢限速酶之一）
8
• 饥饿时
肝糖原分解 ，肌糖原分解
2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
17
葡萄糖、糖原
Ala Trp Ser Gly Thr Cys
脂肪 甘油
脂酸
丙酮酸 乙酰CoA
胆固醇、酮体 Leu、Lys
Glu
Val, Ile, Met, Thr Arg His Pro
Asp
草酰乙酸
α- 酮戊二酸
Tyr Pro
延胡索酸
琥珀酸
18
第二节 微生物代谢调节
代谢调节
生命科学学院
李灏
lihaoh@ lihao@
1
代谢调节
• 第一节 • 第二节 代谢概述 微生物代谢调节
2
第一节 代谢概述
生命存在的三大要素
• 物质代谢 • 能量代谢 • 代谢调节
3
一、代谢的生理特点
1、代谢网络通路---通过代谢途径交叉点上的关键
• 物质代谢、能量代谢的协调者 • 具有规律性 • 生物体代谢调节分为三个层次： • 细胞水平-- 通过细胞内代谢物浓度的变化，改变
酶的结构和酶量，从而影响酶的活性 而调节某些酶促反应的速度。
• •
激素水平--（通过内分泌组织所产生的激素改变其
靶细胞中酶的基因表达和结构，从而 影响酶的活性而调节代谢途径或方向。
26
微生物自我调节代谢的方式
1.控制营养物质透过细胞膜进入细胞
2.通过酶的定位控制酶与底物的接触
3.控制代谢物流向
27
1.控制营养物质透过细胞膜进入细胞
如：只有当速效碳源或氮源耗尽时，微生物才合 成迟效碳源或氮源的运输系统与分解该物质的酶系统。
28
一般来说，葡萄糖是优于乙醇等非发酵碳源的优质碳源。
29
以乙醇作为唯一碳源 时生产异源蛋白。
30
如何克服葡萄糖效应 的尝试。
31
2.通过酶的定位控制酶与底物的接触
1）真核微生物酶定位在相应细胞器上；细胞器各 自行使某种特异的功能；
2）原核微生物在细胞内划分区域集中某类酶行使 功能：
与呼吸产能代谢有关的酶位于膜上；
蛋白质合成酶和移位酶位于核糖体上；