《微生物发酵机理》PPT课件
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(10) 激酶
2(NADH+H+)
(6) 2Pi
1，3-二磷酸甘油酸
来自百度文库
2ADP
(7)
2ADP
磷酸烯醇式丙酮酸
(9)
3-磷酸甘油酸 2ATP 2-磷酸甘油酸
2H2O
糖酵解全过程（EMP途径）
10
三
羧
酸
循
环
反
应
过 程
GTP
11
6-磷酸葡萄糖(C6)×3
磷
3NADP+
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
酸
3NADP+3H+
黄素单核苷酸 FMN
13
FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)的生物化学功能： 主要使饱和酰基衍生物脱氢形成α,β-不饱和酰 基衍生物。
R NNO
C O O H H 2 C
N
N H
C H 2 H O O C
O
e n zy m e
F A D (黄 色 )
RH NNO
N H N HO F A D H 2(无 色 )
戊
6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3
糖 途 径
6-磷酸葡萄糖酸(C6)×3
3NADP+ 3NADP+3H+
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 3CO2
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
(HMP)
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘 油醛 C3
5-磷酸核糖 C5
7-磷酸景天糖 C7
4-磷酸赤藓糖 C4
6-磷酸果糖 C6
5-磷酸木酮糖 C5
1, 3 二磷酸甘油酸 dehydrogenase
Enolase
ADP ATP
NADH NAD
甘油醛3-磷酸
9
EMP途径
乳酸
(12) +2H+
丙酮酸
ATP
葡萄糖
(1)
己糖激
A酶DP
葡萄糖-6-磷酸 (2)
乙醇
(14) 2NAD+
果糖-6-磷酸 ATP
Mg2+
磷酸果
(3) ADP
糖激酶 果糖-1，6-二磷酸
2CO2 (11)
烯醇式丙酮酸
乙醛 +2H+
(4)
二羟丙酮 甘油醛磷酸 (5)3-磷酸
2ATP
丙酮酸
异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸
PEP 丙酮酸
乙酰乙酰CoA
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸 琥珀酸 琥珀酰CoA
-酮戊二酸
甘油
脂肪酸
丙二单酰CoA
乙酰CoA
胆固醇
乙醛酸
柠檬酸
异柠檬酸
6
三、微生物的能量代谢
微生物能量代谢：把最初能源转换成生命活动 能使用的通用能源ATP。
日光 （光能营养菌）
最初能源 有机物（化能异养菌）
—ATP
还原态无机物（化能自养菌）
7
微生物能量的获取方式 1 微生物的厌氧发酵 ATP生成靠底物水平磷酸化
底物水平磷酸化：物质在生物氧化过程中生成的一些 含有高能键的化合物，它们可以不经电子传递链，而 直接偶联ATP或GTP的合成，这种反应称为底物水平 磷酸化。
8
葡萄糖的分解途径主要有：EMP途径、HMP 途径、ED途径和PK途径等四种。
5
物 质 代 谢
蛋白质
核酸
淀粉、糖原
脂肪
氨基酸
核苷酸
1-磷酸葡萄糖
甘氨酸 天冬氨酸 谷氨酰氨
丙氨酸 甘氨酸 丝氨酰 苏氨酸 半胱氨酸
天冬氨酸 天冬酰氨
酪氨酸 天冬氨酸 苯丙酰氨
异亮氨酸 甲硫酰氨
苏氨酸 缬氨酸
谷氨酸 谷氨酰氨
组氨酸 脯氨酸 精氨酸
核糖-5-磷酸
6-磷酸葡萄糖 磷酸二羟丙酮
亮氨酸 赖氨酸 酪酰氨 色氨酸 笨丙氨酸
3-磷酸甘油醛 C3
6-磷酸果糖 C6
12
电子载体：
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NADH (nicotinamide adenine dinucleotide)，又称辅酶Ⅰ (Co Ⅰ)
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)， 又称辅酶Ⅱ (Co Ⅱ)
EMP途径将一分子葡萄糖转变成两分子丙酮酸 ；产生2分子ATP和2分子NADH。
HMP途径将一分子6-磷酸葡萄糖转变为1分子3磷酸甘油醛，3分子CO2和6分子NADPH。
ED途径将1分子葡萄糖转变为2分子丙酮酸，1分 子ATP，1分子NADPH和1分子NADH。
PK途径将1分子葡萄糖转变为1分子乳酸、1分子 CO2和一分子乙醇或乙酸。
C O O H H C
C H H O O C
14
辅酶 A用HSCoA表示；其乙酰 化产物： CH3COSCoA，是一个新陈代谢的调节者，也 可以看作是新陈代谢的钥匙，在生物化学中占 有重要的位置。
O H3C SCoA
15
2 微生物的呼吸
将电子交给NAD（P）或FAD（或FMN） 等点子载体，通过电子传递链，经逐步释放 出能量后再交给最终电子受体。
第六章 微生物发酵机理
主讲：鲍成满
1
微生物发酵机理：是指微生物通过其代谢活 动，利用基质合成人们所需要的产物的内 在规律。
代谢控制发酵：人为地改变微生物的代谢调 控机制，使有用中间代谢产物过量积累。
2
第一节 微生物基础物质代谢 第二节 厌氧发酵产物的合成机制 第三节 好氧发酵产物的合成机制
3
第一节 微生物基础物质代谢
18
第二节厌氧发酵产物的合成机制
微生物 菌体
微生物酶
厌氧发 酵产物
微生物发酵 主要产品
微生物 微生物的 代谢产物 生物转化
好氧发 酵产物
酒精 丙酮丁醇 氨基酸 蛋白质 柠檬酸 核苷酸 抗生素
19
ADP ATP
ADP ATP
葡萄糖
Hexokinase
Phosphoglucose 6-磷酸葡萄糖 isomerase
电子传递链
O2 有氧（好氧）呼吸 除O2外的无机物或延胡索酸
无氧 呼吸
16
根据代谢物脱下的氢的最初受体不同，分为 NADH呼吸链和FADH2呼吸链
1NADH----3ATP
FADH2
1FADH----2ATP
17
3 光能微生物的能量代谢 光合细菌中存在菌绿素 通过环式光合磷酸化作用产生ATP。
4 化能自养微生物的能量代谢 无机物氧化获得ATP和NADH或NADPH
6-磷酸果糖
Phospho fructokinase
ADP ATP
2Pi
NADH NAD
1, 6-二磷酸果糖 Aldolase
2–磷酸甘油酸
Phospho glycerate mutase
Phospho glycerate 3–磷酸甘油酸 kinase
Glyceraldehyde 3-phosphate
一 微生物对培养基中碳源的代谢
淀粉、纤维素等，最重要的葡萄糖。 不同类型的微生物对葡萄糖分解方式和途径也
不一样： 厌氧分解：酒精、乳酸、丙酮和丁醇等 好氧分解：柠檬酸、谷氨酸和抗生素等
4
二 微生物对培养基中氮源的代谢
氮源：蛋白质及其分解产物，无机含氮物，分 子态氮。
过程：蛋白质被肽酶分解生成氨基酸，经脱氨 作用生成有机酸，脱羧作用生成氨类。
2(NADH+H+)
(6) 2Pi
1，3-二磷酸甘油酸
来自百度文库
2ADP
(7)
2ADP
磷酸烯醇式丙酮酸
(9)
3-磷酸甘油酸 2ATP 2-磷酸甘油酸
2H2O
糖酵解全过程（EMP途径）
10
三
羧
酸
循
环
反
应
过 程
GTP
11
6-磷酸葡萄糖(C6)×3
磷
3NADP+
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
酸
3NADP+3H+
黄素单核苷酸 FMN
13
FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)的生物化学功能： 主要使饱和酰基衍生物脱氢形成α,β-不饱和酰 基衍生物。
R NNO
C O O H H 2 C
N
N H
C H 2 H O O C
O
e n zy m e
F A D (黄 色 )
RH NNO
N H N HO F A D H 2(无 色 )
戊
6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3
糖 途 径
6-磷酸葡萄糖酸(C6)×3
3NADP+ 3NADP+3H+
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 3CO2
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
(HMP)
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘 油醛 C3
5-磷酸核糖 C5
7-磷酸景天糖 C7
4-磷酸赤藓糖 C4
6-磷酸果糖 C6
5-磷酸木酮糖 C5
1, 3 二磷酸甘油酸 dehydrogenase
Enolase
ADP ATP
NADH NAD
甘油醛3-磷酸
9
EMP途径
乳酸
(12) +2H+
丙酮酸
ATP
葡萄糖
(1)
己糖激
A酶DP
葡萄糖-6-磷酸 (2)
乙醇
(14) 2NAD+
果糖-6-磷酸 ATP
Mg2+
磷酸果
(3) ADP
糖激酶 果糖-1，6-二磷酸
2CO2 (11)
烯醇式丙酮酸
乙醛 +2H+
(4)
二羟丙酮 甘油醛磷酸 (5)3-磷酸
2ATP
丙酮酸
异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸
PEP 丙酮酸
乙酰乙酰CoA
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸 琥珀酸 琥珀酰CoA
-酮戊二酸
甘油
脂肪酸
丙二单酰CoA
乙酰CoA
胆固醇
乙醛酸
柠檬酸
异柠檬酸
6
三、微生物的能量代谢
微生物能量代谢：把最初能源转换成生命活动 能使用的通用能源ATP。
日光 （光能营养菌）
最初能源 有机物（化能异养菌）
—ATP
还原态无机物（化能自养菌）
7
微生物能量的获取方式 1 微生物的厌氧发酵 ATP生成靠底物水平磷酸化
底物水平磷酸化：物质在生物氧化过程中生成的一些 含有高能键的化合物，它们可以不经电子传递链，而 直接偶联ATP或GTP的合成，这种反应称为底物水平 磷酸化。
8
葡萄糖的分解途径主要有：EMP途径、HMP 途径、ED途径和PK途径等四种。
5
物 质 代 谢
蛋白质
核酸
淀粉、糖原
脂肪
氨基酸
核苷酸
1-磷酸葡萄糖
甘氨酸 天冬氨酸 谷氨酰氨
丙氨酸 甘氨酸 丝氨酰 苏氨酸 半胱氨酸
天冬氨酸 天冬酰氨
酪氨酸 天冬氨酸 苯丙酰氨
异亮氨酸 甲硫酰氨
苏氨酸 缬氨酸
谷氨酸 谷氨酰氨
组氨酸 脯氨酸 精氨酸
核糖-5-磷酸
6-磷酸葡萄糖 磷酸二羟丙酮
亮氨酸 赖氨酸 酪酰氨 色氨酸 笨丙氨酸
3-磷酸甘油醛 C3
6-磷酸果糖 C6
12
电子载体：
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NADH (nicotinamide adenine dinucleotide)，又称辅酶Ⅰ (Co Ⅰ)
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)， 又称辅酶Ⅱ (Co Ⅱ)
EMP途径将一分子葡萄糖转变成两分子丙酮酸 ；产生2分子ATP和2分子NADH。
HMP途径将一分子6-磷酸葡萄糖转变为1分子3磷酸甘油醛，3分子CO2和6分子NADPH。
ED途径将1分子葡萄糖转变为2分子丙酮酸，1分 子ATP，1分子NADPH和1分子NADH。
PK途径将1分子葡萄糖转变为1分子乳酸、1分子 CO2和一分子乙醇或乙酸。
C O O H H C
C H H O O C
14
辅酶 A用HSCoA表示；其乙酰 化产物： CH3COSCoA，是一个新陈代谢的调节者，也 可以看作是新陈代谢的钥匙，在生物化学中占 有重要的位置。
O H3C SCoA
15
2 微生物的呼吸
将电子交给NAD（P）或FAD（或FMN） 等点子载体，通过电子传递链，经逐步释放 出能量后再交给最终电子受体。
第六章 微生物发酵机理
主讲：鲍成满
1
微生物发酵机理：是指微生物通过其代谢活 动，利用基质合成人们所需要的产物的内 在规律。
代谢控制发酵：人为地改变微生物的代谢调 控机制，使有用中间代谢产物过量积累。
2
第一节 微生物基础物质代谢 第二节 厌氧发酵产物的合成机制 第三节 好氧发酵产物的合成机制
3
第一节 微生物基础物质代谢
18
第二节厌氧发酵产物的合成机制
微生物 菌体
微生物酶
厌氧发 酵产物
微生物发酵 主要产品
微生物 微生物的 代谢产物 生物转化
好氧发 酵产物
酒精 丙酮丁醇 氨基酸 蛋白质 柠檬酸 核苷酸 抗生素
19
ADP ATP
ADP ATP
葡萄糖
Hexokinase
Phosphoglucose 6-磷酸葡萄糖 isomerase
电子传递链
O2 有氧（好氧）呼吸 除O2外的无机物或延胡索酸
无氧 呼吸
16
根据代谢物脱下的氢的最初受体不同，分为 NADH呼吸链和FADH2呼吸链
1NADH----3ATP
FADH2
1FADH----2ATP
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3 光能微生物的能量代谢 光合细菌中存在菌绿素 通过环式光合磷酸化作用产生ATP。
4 化能自养微生物的能量代谢 无机物氧化获得ATP和NADH或NADPH
6-磷酸果糖
Phospho fructokinase
ADP ATP
2Pi
NADH NAD
1, 6-二磷酸果糖 Aldolase
2–磷酸甘油酸
Phospho glycerate mutase
Phospho glycerate 3–磷酸甘油酸 kinase
Glyceraldehyde 3-phosphate
一 微生物对培养基中碳源的代谢
淀粉、纤维素等，最重要的葡萄糖。 不同类型的微生物对葡萄糖分解方式和途径也
不一样： 厌氧分解：酒精、乳酸、丙酮和丁醇等 好氧分解：柠檬酸、谷氨酸和抗生素等
4
二 微生物对培养基中氮源的代谢
氮源：蛋白质及其分解产物，无机含氮物，分 子态氮。
过程：蛋白质被肽酶分解生成氨基酸，经脱氨 作用生成有机酸，脱羧作用生成氨类。