微生物生理学第八章解读.ppt

人工合成半合成抗生素被相继开发出来 6-氨基青霉烷酸 羧苄青霉素 氨苄青霉素 氨苄青霉素（ampicillin） 神奇 的抗生素 抑制细胞壁的形成 干扰蛋白质合成 抑制核酸复制 影响细胞膜的功能 和蛋白结合影响膜屏蔽作用 和固醇结合影响细胞膜透性 作用于呼吸链影响能量利用 β-内酰胺类抗生素 的生物合成途径 青霉素G 3、产物由中间产物结构修饰而成（红霉素 ） 红霉素D 羟基化 羟基化 甲基化 甲基化 4、产物由不同 前体装配而成 （链霉素 ） 葡萄糖 氨基化 甲基化 葡萄糖 肌醇 链霉胍 链霉糖 N-甲基-L- 葡萄糖胺 第三节 次级代谢的调节控制 一、初级代谢对次级代谢的调节 当初级代谢和次级代谢 具有共同的合成途径时， 初级代谢的终产物过量， 往往会抑制次级代谢产 物的合成。 缬氨酸掺入 α-酮戊二酸 + 乙酰辅酶A 高柠檬酸 α-氨基己二酸 赖氨酸 青霉素 高柠檬酸合成酶 二、碳代谢物的调节 现象： 用三种不同浓度的葡萄糖试验，发现头孢菌素C比产率与浓度是一种反比关系，而抗生素形成与生长速率之间也大体存在一种反比关系。 原因： 第一，可能与菌体生长速率控制次级代谢产物合成有关； 第二，可能与分解代谢产物的堆积浓度有关。 抗生素 干扰性碳源 非干扰性碳源 抗生素 干扰性碳源 非干扰性碳源 青霉素 放线菌素 链霉素 盐屋霉素 吲哚霉素 杆菌肽 头孢菌素C 氯霉素 紫色杆菌素 灵菌红素 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 乳糖 半乳糖 甘露聚糖 麦芽糖 果糖 柠檬酸糖 蔗糖 甘油 麦芽糖 半乳糖 丝裂霉素 新霉素 卡那霉素 嘌呤霉素 新生霉素 制假丝菌素 白六烯菌素 丁酰苷菌素 头霉素 灰黄霉素 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 柠檬酸盐 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 甘油 葡萄糖 代葡萄糖 麦芽糖 半乳糖 甘油 葡萄糖 慢补葡萄糖 慢补葡萄糖 甘油 天冬酰胺、淀粉 乳糖、大米粉 抗生素生物合成的碳源分解调节 三、氮代谢物的调节 机制： （1）NH+ 4影响pH值和电化学的质子梯度，改变能量代谢，同时还影响细胞壁物质和膜结构的功能； （2）影响谷氨酰胺合成酶和丙氨酸脱氢酶的合成； （3）ppGpp和pppGpp可能通过级联机制调节次级代谢，而ppGpp等受氨基酸过量的负控制调节。 抗生素 干扰性氮源 非干扰性氮源 加入时期 链霉素 红霉素 杀假丝菌素 六烯菌素 灰黄霉素 头孢霉素 铵盐 氯化铵、甘氨酸、大豆粉 豆饼粉浸泡液 豆饼粉浸泡液 豆饼粉、花生饼粉 铵离子 黄豆饼粉、脯氨酸 低氮 低氮 低氮 低氮 天冬酰胺 分化期 分化期 次级代谢产物氮代谢调节 四、磷酸盐的调节 现象： 过量的磷酸盐也像葡萄糖一样抑制次级代谢产物的合成； 磷酸盐浓度高低还能调节发酵合成期出现的早晚，磷酸盐接近耗尽后，才开始进入合成期； 磷酸盐还能使处于非生长状态的、产抗生素的菌体逆转成生长状态的、不产抗生素的菌体； 同一株菌在不同的磷酸盐浓度下能合成不同的目的产物。 机制： （1）增加菌体能荷状态，促进初级代谢； （2）抑制次级代谢产物前体的形成； （3）阻遏次级代谢产物合成中某些关键酶的合成； （4）抑制次级代谢产物合成中某些关键酶的活性。 产生菌 抗生素 无机磷的正常范围 mmol·L-1 灰色链霉菌(S.griseus) 链霉素 1.5～15 雪白链霉菌(S.niveus) 新生霉素 9～10 金霉素链霉菌(S.aureofaciens) 金霉素 1～5 龟裂链霉菌(S.rimosus) 土霉素 2～10 东方链霉菌(S.orientulis) 万古霉素 1～7 地衣芽胞杆菌(B.licheniformis) 杆菌肽 0.1～1 抗生链霉菌(S.antibioticus) 放线菌素 1.4~～17 金霉素链霉菌(S.aureofaciens) 四环素 0.14～0.2 卡那霉素链霉菌(S.kanamyceticus) 卡那霉素 2.2～5.7 短小芽孢杆菌(B.pumilus) 短杆菌肽 10～50 结节链霉菌(S.nodosus) 两性霉素 1.5～2.2 诺尔斯链霉菌(S.noursei) 制霉菌素 1.6～2.6 灰色链霉菌(S.griseus) 杀念珠菌素 0 .5～5 一些抗生素合成时所需无机磷的正常浓度 五、ATP调节 ATP直接影响次级代谢产物合成和糖代谢中某些酶的活性。能荷调节 六、酶的诱导调节 诱导机制： （1）诱导物→刺激影响初级代谢造成代谢流的改变→大量生成次级代谢物； （2）诱导物→次级代谢物合成酶的合成→大量生产次级代谢物。 实例：Met对头孢菌素C的合成有促进作用。