《微生物发酵机理》PPT课件

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
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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
编Βιβλιοθήκη Baiduppt
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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。
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。
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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
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
(10) 激酶
2(NADH+H+)
(6) 2Pi
1，3-二磷酸甘油酸
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
糖酵解全过编辑程ppt （EMP途径）
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三 羧 酸 循 环 反 应 过
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）
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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。
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。
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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)
ADP ATP
葡萄糖
Hexokinase
Phosphoglucose 6-磷酸葡萄糖 isomerase
6-磷酸果糖
Phospho fructokinase
1, 6-二磷酸果糖
ADP ATP
2Pi
NADH NAD
Aldolase
2–磷酸甘油酸
Phospho glycerate mutase
Phospho glycerate 3–磷酸甘油酸 kinase
第六章 微生物发酵机理
主讲：鲍成满
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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。
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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
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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。
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。
黄素单核苷酸 FMN
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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 )
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
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
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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
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三、微生物的能量代谢
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
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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
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ADP ATP
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第一节 微生物基础物质代谢
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
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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。
程
GTP
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(HMP)
6-磷酸葡萄糖(C6)×3
磷
3NADP+
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
酸
3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3
戊
糖
6-磷酸葡萄糖酸(C6)×3
3NADP+
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
途
3NADP+3H+
3CO2
径
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
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 编辑ppt C6
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘油醛 C3
6-磷酸果糖 C6
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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)
C O O H H C
C H H O O C
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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
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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。