Chapter 5 微生物的代谢AVIP免费

第五章微生物的代谢代谢概论代谢（metabolism）：细胞内发生的各种化学反应的总称代谢分解代谢(catabolism)合成代谢(anabolism)复杂分子（有机物）分解代谢合成代谢简单小分子ATP[H]第一节代谢的基本概念直线途径和分支代谢途径双向代谢途径初级代谢——具有明确的生理功能、对维持生命活动不可缺少的代谢过程。次级代谢——微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动没有明确的生理功能的物质的过程。Thousandsofsuchreactionsareoccurringsimultaneouslyinasinglecell.Thesereactionsoccurwithaminimumofsideproducts,energylossorundesiredinterferencesandatreasonabletemperatures,pHandpressure.Allofthesereactionsmustbecontrolledorregulatedforoptimumefficiency.微生物代谢的特点微生物的代谢速度快代谢的多样性微生物的适应能力强微生物代谢的研究方法1.静息细胞法——细胞水平静息细胞：收集培养到一定阶段的菌体，经洗涤后，悬浮在生理盐水中继续培养一段时间，消耗其内源营养物质，使之呈饥饿状态，如此获得的细胞称为静息细胞。2.同位素示踪法——灵敏3.瓦勃格氏压力计法——代谢过程中气体的释放或吸收导致压力的变化。4.突变株的应用营养缺陷型——微生物丧失了合成某种生长所必需的营养物质的能力，必须由外界供给这种营养物质才能生长，该菌株就称为营养缺陷型。特异营养缺陷型——丧失了合成某种次生代谢产物的能力的微生物称为特异营养缺陷型。生物能学原理(P66)1、自由能2、氧化-还原电位3、高能磷酸化合物第二节微生物的分解代谢微生物细胞质膜为半透膜，只有小分子物质才能透过质膜进入细胞，被微生物分解利用。单、双糖、氨基酸及其它小分子有机物均能直接进入细胞。一、大分子物质的降解(P87)化能异养型微生物能利用的有机物质种类很多，如淀粉、纤维素、半纤维素、果胶、脂肪、蛋白质、木质素及核酸等。这些大分子物质不能直接进入细胞，必须预先经微生物分泌的胞外酶在细胞外部降解为小分子物质后才能进入细胞，参与微生物细胞内进行的多种代谢过程。淀粉的降解淀粉酶是一系列与淀粉分解有关酶的总称，这些酶以不同方式联合作用，催化淀粉转化为葡萄糖。淀粉酶包括4种类型α—淀粉酶β—淀粉酶糖化酶异淀粉酶α—淀粉酶(α—amylase)--又称液化型淀粉酶。催化反应：任意切割内部α-1，4糖苷键，但不能切断α-1，6及邻近α-1，6糖苷键的α-1，4糖苷键，难于切断淀粉分子两端的α-1，4糖苷键。故又称之为内切型淀粉酶。产物：直链淀粉为寡糖、葡萄糖与麦芽糖的混合物支链淀粉为带有α-1,6糖苷键的糊精、麦芽糖和葡萄糖。产物(还原糖)在光学构型上为α型，故称之α-淀粉酶；该酶作用时淀粉溶液的粘度下降迅速，故又称该酶为液化型淀粉酶分布：微生物中分布广泛：细菌、放线菌、霉菌放线菌培养基：高氏培养基中碳源为淀粉工业上利用曲霉或细菌(地衣芽孢杆菌)发酵生产淀粉酶。β—淀粉酶催化反应：从淀粉分子非还原性末端开始，以麦芽糖为单位切断α—1，4糖苷键，不能切断α—1，6糖苷键，也不能越过α—1，6糖苷键去切断分子中间的α—1，4糖苷键。该酶不能从淀粉分子内部水解α—1，4糖苷键，只能从淀粉分子非还原性末端切开α—1，4糖苷键，故称之外切型淀粉酶。产物：麦芽糖，带分支侧链的寡糖及糊精。产物麦芽糖在光学构型上为β—型，故称之β—淀粉酶。分布：β—淀粉酶广泛存在于霉菌中，细菌中少见。糖化酶：从淀粉分子的非还原性末端以葡萄糖为单位水解α—1，4糖苷键，产物为葡萄糖；不能水解α—1，6糖苷键。异淀粉酶：能水解α—1，6糖苷键。微生物产生的淀粉酶中，细菌产生的主要是α—淀粉酶，霉菌产生的主要为β—淀粉酶和异淀粉酶。纤维素的分解植物细胞壁的重要成分，在植物体内含量达15%～50%。纤维素由葡萄糖通过β—1，4糖苷键聚合而成，分子量多在100万以上，天然纤维分子不溶于水。n纯纤维素很容易被微生物分解，但植物中纤维素常和木质素等紧密结合在一起而难以分解。分解纤维素的微生物：分解能力较强的微生物主要是真菌。如木霉(Trichoderma)、根霉(Rhizopus)、黑曲霉...