微生物的代谢PPT课件

2021/3/7
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ED途径
ATP
葡萄糖
ADP
NADP+
6-磷酸-葡萄糖
NADPH2
6-磷酸-葡萄酸
~~激酶
（与EMP途径连接）
EMP途径 3-磷酸-甘油醛
~~氧化酶
(与HMP途径连接)
~~脱水酶
2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸
EMP途径
丙酮酸 ~~醛缩酶
反应步骤简单，产能效率低. 此途径可与EMP途径、HMP途径和TCA循 环相连接，可互相协调以满足微生物对能量、 还原力和不同中间代谢物的需要。好氧时与 TCA循环相连，厌氧时进行乙醇发酵.
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生物氧化的功能： 产能(ATP)
产还原力【H】 小分子中间代谢物
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异氧微生物的生物氧化途径：
❖ EMP途径 ❖ HMP途径 ❖ ED途径 ❖ 磷酸酮解途径 ❖ 三羧酸循环
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葡萄糖的酵解 作用
( 简称：EMP途径)
•通过该途径可产生许多种重要的发酵产物。如核苷酸、若干 氨基酸、辅酶和乳酸（异型乳酸发酵）等。
•HMP途径在总的能量代谢中占一定比例，且与细胞代谢活 动对其中间产物的需要量相关。
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ED途径
又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。 1952年在Pseudomonas saccharophila中发现，后来 证明存在于多种细菌中（革兰氏阴性菌中分布较 广）。 ED途径可不依赖于EMP和HMP途径而单 独存在，是少数缺乏完整EMP途径的微生物的一 种替代途径，未发现存在于其它生物中。
②放能少 ③电子不经电子传递链的传递，与底物水平磷酸 化相偶联，部分能量可被微生物加以利用。 ④各种微生物都能进行发酵。
呼吸链 FADH2
GTP（ 底 物 水 平 ）
12ATP 2ATP ATP
3C O 2 在物质代谢中的地位：枢纽位置
工业发酵产物：柠檬酸、苹果酸、延胡索酸、琥珀酸和谷氨 酸
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丙酮酸在进入三羧酸循 环之先要脱羧生成乙酰 CoA，乙酰CoA和草酰 乙酸缩合成柠檬酸再进 入三羧酸循环。
合成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简 单小分子、ATP形式的能量和还原力一起合成 复杂的大分子的过程。
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按物质转化方式分：
分解代谢：指细胞将大分子物质降解成小分子物质，并在 这个过程中产生能量。
合成代谢：是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分 子的过程。在这个过程中要消耗能量。
3、为糖、脂、蛋白质三大物质转化中心枢纽。
4、循环中的某些中间产物是一些重要物质生物合成的前体；
5、生物体提供能量的主要形式；
6、为人类利用生物发酵生产所需产品提供主要的代谢途径。 如
柠檬酸发酵；Glu发酵等。
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异氧微生物的生物氧化方式：
❖ 根据最终电子受体的不同可分成： ❖ ①发酵 ❖ ②有氧呼吸 ❖ ③无氧呼吸
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第一节 微生物的能量代谢
能量代谢是新陈代谢中的核心问题。
中心任务：把外界环境中的各种初级能源转换成 对一切生命活动都能使用的能源——ATP。
最初能源
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化能异养菌 有机物
日光
光能营养菌
化能自养菌 还原态无机物
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通用能源
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一、微生物氧化的形式
生物氧化作用： 营养物质在细胞内酶的作用下氧化并释放能量的过程。 氧化过程中能产生大量的能量，分段释放，并以高能 键形式贮藏在ATP分子内，供需时使用。
TCA循环 又
称 微
TCA 生物
循 的
环 呼
、 吸
（K代r谢e五b中s 循）起环关或键柠作檬用酸。循其环中。大在多绝数大酶多在数真异核养生
物中存在于线粒体基质中，在细菌中存在于细胞质中；只
有琥珀酸脱氢酶是结合于细胞膜或线粒体膜上。
主要产物： C3 CH 3CO ~CoA
呼吸链 4N A D H +4H +
物质代谢：物质在体内转化的过程.
•能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化.
按代谢产物在机体中作用不同分：
•初级代谢： 提供能量、前体、结构物质等生命活动所必须的代 谢物的代谢类型；产物：氨基酸、核苷酸等.
•次级代谢： 在一定生长阶段出现非生命活动所必需的代谢类型； 产物：抗生素、色素、激素、生物碱等
循环的结果是乙酰CoA 被彻底氧化成CO2和 H2O，每氧化1分子的 乙酰CoA可产生12分 子的ATP，草酰乙酸参 与反应而本身并不消耗。
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TCA循环的重要特点
1、循环一次的结果是乙酰CoA的乙酰基被氧化为2分子CO2, 并重新生成1分子草酰乙酸；
2、整个循环有四步氧化还原反应，其中三步反应中将NAD+ 还原为NADH+H+，另一步为FAD还原；
构酶
磷酸果糖激酶
果糖二磷酸醛缩酶
甘油醛-3-磷酸脱氢酶
磷酸甘油酸激酶
甘油酸变位酶
移位
烯醇酶
磷酸化
C丙HE酮NL酸I 激酶
氧化
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HMP途径
•HMP是一条葡萄糖不经EMP途径和TCA循环 途径而得到彻底氧化，并能产生大量 NADPH+H+形式的还原力和多种中间代谢产 物的代谢途径
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磷酸酮解途径
存在于某些细菌如明串珠菌属和乳杆菌属中的一 些细菌中。
进行磷酸酮解途径的微生物缺少醛缩酶，所以它 不能够将磷酸己糖裂解为2个三碳糖。
磷酸酮解酶途径有两种：
磷酸戊糖酮解途径（PK）途径
磷酸己糖酮解途径（HK）途径
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（五）三羧酸循环
第五章 微生物代谢
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新陈代谢：发生在活细胞中的各种分解代谢 （catabolism）和合成代谢（anabolism）的总 新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢
分解代谢：指复杂的有机物分子通过分解代谢 酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸 （ATP）形式的能量和还原力的作用。
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（一）发酵作用
❖☆概念：以有机物作为电子供体和最终电子受体的生物氧 化作用。
❖在发酵工业上，发酵是指任何利用厌氧或好氧微生物来生 产有用代谢产物的一类生产方式。
❖☆发酵途径：葡萄糖在厌氧条件下分解葡萄糖的产能途径 主要有EMP、HMP、ED和PK途径。 ☆特点：①氧化不彻底