10微生物独特合成代谢途径

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节 微生物独特合成代谢途径举例,1,自养微生物的,CO,2,固定,生物固氮,细胞壁肽聚糖的合成,微生物次生代谢物的合成,2,一、自养微生物的,CO,2,固定,各种自养微生物在其生物氧化磷酸化、发酵和光合磷酸化中获取的能量主要用于,CO,2,的固定。,在微生物中,CO,2,的固定的4条途径：,Calvin,循环,厌氧乙酰,CoA,途径,逆向,TCA,循环途径,羟基丙酸途径,3,（一）,Calvin,循环,（,Calvin cycle,）,Calvin,循环,又称,Calvin-Benson,循环,、,Calvin-Bassham,循环,、,核酮糖二磷酸途径,或,还原性戊糖磷酸循环,。这一循环是光能自养生物和化能自养生物,固定,CO,2,的主要途径,。,4,核酮糖二磷酸羧化酶,（,ribulose biphosphate carboxylase,，,简称,RuBisCO）,和,磷酸核酮糖激酶,（,phosphoribulokinase,）,是本途径中两种特有的酶。,利用,Calvin,循环进行,CO,2,固定的生物包括绿色植物、蓝细菌、多数光合细菌（光能自养型）和硫细菌、铁细菌、硝化细菌等（化能自养型）。,5,6,如果以产生1个葡萄糖分子来计算，则,Calvin,循环的总式为：,6,CO,2,12NAD(P)H,2,18ATPC,6,H,12,O,6,12NAD(P)18ADP18Pi,7,厌氧乙酰,CoA,途径,又称,活性乙酸途径,（,activated acetic acid pathway,）,。,这种非循环式的,CO,2,固定机制主要存在于一些产乙酸菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌等化能自养细菌中。,（二）厌氧乙酰,CoA,途径,（,activated acytyl-CoA pathway,）,8,（三）逆向,TCA,循环,（,reverse TCA cycle,）,自 学,9,（四,）,羟基丙酸途径,（,hydroxypropionate pathway,）,自 学,10,二、生物固氮,生物固氮,（,nitrogen-fixing organisms，diazotrophs,）,是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程，生物界中只有原核生物才具有固氮能力。,11,自 学,12,三、微生物结构大分子肽聚糖的生物合成,肽聚糖是绝大多数原核生物细胞壁所含有的独特成分；它在真细菌的生命活动中有着重要的功能，尤其是许多重要抗生素例如青霉素、头孢霉素、万古霉素、环丝氨酸（恶唑霉素）和杆菌肽等呈现其选择毒力（,selective toxicity,）,的物质基础；加之它的合成机制复杂，并在细胞膜外进行最终装配步骤。,13,14,青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端的,D-,丙氨酰-,D-,丙氨酸的结构类似物，即它们两者可互相竞争转肽酶的活力中心。,15,当转肽酶与青霉素结合后，因前后两个肽聚糖单体间的肽桥无法交联，因此只能合成缺乏正常机械强度的缺损“肽聚糖”，从而形成了细胞壁缺损的细胞，例如原生质体或球状体等，它们在渗透压变动的不利环境下，极易因破裂而死亡。,因为青霉素的作用机制在于抑制肽聚糖的生物合成，因此对处于生长繁殖旺盛期的微生物具有明显的抑制作用，而对处于生长休止期的细胞（,rest cell,），,则无抑制作用。,16,四、微生物次生代谢物的合成,自 学,17,本章小结,1. 能量代谢是微生物新陈代谢的核心。,生物氧化的过程,递氢（或电子）,受氢（或电子）,脱氢（或电子）,异养微生物,18,生物氧化的类型,无氧呼吸产能效率次高,发酵产能效率最低,呼吸产能效率最高,19,自养微生物,获取,ATP,非循环光合磷酸化,紫膜光合磷酸化,循环光合磷酸化,20,2. 分解代谢和合成代谢的联系,两用代谢途径,代谢物回补顺序,乙醛酸循环,21,3. 微生物独特合成代谢途径,CO2,的自养固定,生物固氮,细胞壁肽聚糖的生物合成,微生物次生代谢产物的生物合成,22,