微生物的代谢微生物的能量代谢.pptx
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1、第四章 微生物的代谢第一节 微生物的能量代谢 第四节 微生物独特的合成代谢 第二节 微生物的分解代谢 第三节 微生物发酵的代谢途径 新陈代谢新陈代谢(Metabolism)一般泛指生物与周围环境进行物质交换和能量交换的过程。生物小分子合成生物大分子 合成代谢 (同化)耗能新陈代谢新陈代谢 能量代谢 物质物质 代代 谢谢 产能 分解代谢 (异化)生物大分子分解为生物小分子 新陈代谢新陈代谢的共同特点:(1)在温和条件下进行(由酶催化);(2)反应步骤繁多,但相互配合、有条不紊、彼此协调,且逐步进行,表征了新陈代谢具有严格的顺序性;(3)对内外环境具有高度的调节功能和适应功能。第一节第一节 微生物
2、的能量代谢微生物的能量代谢一、微生物的呼吸类型一、微生物的呼吸类型1.1.好氧呼吸好氧呼吸2.2.无氧呼吸无氧呼吸3.3.发酵发酵二、生物氧化链二、生物氧化链三、三、ATPATP的产生的产生 第二节第二节 微生物的分解代谢微生物的分解代谢一、微生物糖代谢的途径一、微生物糖代谢的途径EMP途径,又称糖酵解途径HMP途径,又称己糖-磷酸途径ED途径,又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途径TCA循环,即三羧酸循环EMP途径途径 活化活化移位移位 氧化氧化磷酸化磷酸化葡萄糖激活的方式己糖异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烯醇酶丙酮酸激酶葡萄糖激活
3、的方式葡萄糖激活的方式好氧微生物:通过需要Mg+和ATP的己糖激酶厌氧微生物通过磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸转移酶系统,在葡萄糖进入细胞时即完成了磷酸化磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶EMP途径的关键酶,在生物中有此酶就意味着存在EMP途径需要ATP和Mg+在活细胞内催化的反应是不可逆的反应(丙酮酸的去路)2、3-磷酸甘油醛(3-磷酸甘油醛脱氢酶)1,3-二磷酸甘油酸(磷酸甘油酸激酶)3-磷酸甘油酸(磷酸甘油酸变位酶)2-磷酸甘油酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)(丙酮酸激酶)脱氢氧化磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化HMP途径的总反应途径的总反应6 6 葡萄糖葡萄糖-6-
4、6-磷酸磷酸+12NADP+6H+12NADP+6H2 2OO 5 5 葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸+12NADPH+12H+12NADPH+12H+12CO+12CO2 2+Pi+PiHMP途径途径vv葡萄糖葡萄糖 ATP ADPATP ADP 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 NAD(P)NAD(P)+NAD(P)H+H NAD(P)H+H+6-6-磷酸磷酸-葡萄糖酸葡萄糖酸 NAD(P)NAD(P)+NAD(P)H+H NAD(P)H+H+CO+CO2 2 5-5-磷酸磷酸-核酮糖核酮糖vv5-5-磷酸磷酸-木酮糖木酮糖 5-5-磷酸磷酸-核酮糖核酮糖 5-5-磷酸磷酸-核糖核糖 vv5-
5、5-磷酸磷酸-木酮糖木酮糖+5-+5-磷酸磷酸-核糖核糖 TKTK 6-6-磷酸磷酸-景天庚酮糖景天庚酮糖+3-+3-磷酸磷酸-甘油醛甘油醛 TATA 6-6-磷酸磷酸-果糖果糖+4-+4-磷酸磷酸-赤藓糖赤藓糖 4-4-磷酸磷酸-赤藓糖赤藓糖+5-+5-磷酸磷酸-木酮糖木酮糖 TKTK 6-6-磷酸磷酸-果糖果糖+3-3-磷酸磷酸-甘油醛甘油醛注:注:TKTK为转羟乙醛酶为转羟乙醛酶 TATA为转二羟丙酮基酶为转二羟丙酮基酶HMP途径降解葡萄糖的三个阶段途径降解葡萄糖的三个阶段HMPHMP是一条葡萄糖不经是一条葡萄糖不经EMPEMP途径和途径和TCATCA循环途循环途径而得到彻底氧化,并能产
6、生大量径而得到彻底氧化,并能产生大量NADPH+H+NADPH+H+形式的还原力和多种中间代谢产物的代谢途径形式的还原力和多种中间代谢产物的代谢途径1.1.葡萄糖经过几步氧化反应产生核酮糖葡萄糖经过几步氧化反应产生核酮糖-5-5-磷酸磷酸和和CO2CO22.2.核酮糖核酮糖-5-5-磷酸发生同分异构化或表异构化而磷酸发生同分异构化或表异构化而分别产生核糖分别产生核糖-5-5-磷酸和木酮糖磷酸和木酮糖-5-5-磷酸磷酸3.3.上述各种戊糖磷酸在无氧参与的情况下发生碳上述各种戊糖磷酸在无氧参与的情况下发生碳架重排,产生己糖磷酸和丙糖磷酸架重排,产生己糖磷酸和丙糖磷酸HMP途径的生理意义途径的生理意
7、义v为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸磷酸v产生大量的产生大量的NADPHNADPH2 2,一方面参与脂肪酸、固醇,一方面参与脂肪酸、固醇等细胞物质的合成,另一方面可通过呼吸链产生等细胞物质的合成,另一方面可通过呼吸链产生大量的能量大量的能量v四碳糖(赤藓糖)可用于芳香族氨基酸的合成四碳糖(赤藓糖)可用于芳香族氨基酸的合成v在反应中存在在反应中存在3-73-7碳糖,使具有该途径的微生物碳糖,使具有该途径的微生物的碳源谱更广泛的碳源谱更广泛v通过该途径可产生许多发酵产物,如核苷酸、氨通过该途径可产生许多发酵产物,如核苷酸、氨基酸、辅酶、乳酸等基酸、辅酶、乳酸等
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