微生物生理学第七章解读.ppt

防氧保护机制 共生固氮 类菌体 氨基酸合成 嘌呤核苷酸合成及调节 嘧啶核苷酸合成及调节 第七章 微生物代谢调节 代谢调节的部位 酶活性的调节 酶合成的调节 代谢调控 代谢调节（Regulation of metabolism）： 微生物的代谢速度和方向按照微生物的 需要而改变的一种作用。 也就是使微生物的生理活动过程同环境 高度地统一起来，主要的调节是酶量和酶活 性的调节，另外细胞膜的透性也具有重要意 义。 第一节 代谢调节的部位 一、细胞（及细胞器）膜 二、酶本身 酶的生成量 酶的活性，特别是关键酶的活性。 三、酶与底物的相对位置及间隔状况（代谢通道） 代谢通道（Metabolic pathway）： 通过控制酶与底物的相对位置来控制代谢途径 活性的方式。实质是控制酶与底物接触。 方式：酶体系的区域化； 多酶复合物或与细胞膜结合成整体 代谢调节的三种主要方式： 细胞透性的调节 代谢途径的区域化和流向 代谢速度的调节 代谢流向的调控 ①可逆反应：不同的辅基（辅酶）控制流向 谷氨酸脱氢酶： 谷氨酸合成：NADP+ 谷氨酸的分解：NAD+ ②互逆单向反应：不同的酶控制不同方向的反应 微生物细胞的代谢调节主要有两种类型： 第二节 酶活性的调节 以酶分子结构为基础 指调节胞内已有酶分子的构象或分子结构来改变酶活性，从而调节所催化的代谢反应的速率 特点：作用直接、响应快、可逆 一、激活和抑制 激活（activation）： 在某个酶促反应系统中，某种低分子质量的物质 加入后，导致原来无活性或活性很低的酶转变为有 活性或活性提高，使酶促反应速率提高的过程。 激活剂（activator）： 能引起酶的活力提高（或获得）的物质称为酶的 激活剂。 A→B →C →D A→B →C →D 抑制 （inhibition）： 在某个酶促反应系统中，某种低分子质量的物质 加入后，导致酶活力降低的过程。 抑制剂（inhibitor）： 这种能引起酶的活力降低（或丧失）的物质称为 酶的抑制剂。 抑制主要是可逆的，而且大多属于反馈抑制（feedback inhibition） 。 直线式代谢途径 反馈抑制 顺序反馈抑制 同功酶调节 分支代谢途径 合作反馈抑制 协同反馈抑制 累加反馈抑制 分支途径酶活性的调节类型 三、酶活性的调节机制 酶的变构调节（ allosteric regulation）： 酶分子空间构型上的变化 酶的共价修饰（ covalent modification of enzyme）： 酶分子本身化学组成上的改变 1、变构调节理论 变构蛋白：如果某种特殊的小分子（效应物）与之结合，就会使它的构象发生变化，从而导致其活性的变化。 变构酶一般是寡聚酶，具有多亚基四级结构；具有两个或两个以上结合部位，且2个中心在空间上是分开的。 变构酶的作用程序： 变构效应物与酶蛋白变构部位结合 → 酶分子的构象变化（变构转换）→ 活性中心的修饰 → 抑制或促进酶活性。 ①变构酶模型 ②动力学性质： 大多数别构酶不遵从米氏方程，而是Hill方程， 即v = Vmax [s] n / km + [s] n 。 v-[s]曲线为S形而不是双曲线，这种s形曲线表明酶 结合1分子底物后，构象发生了变化，新构象大大有 利于（或不利于）后续分子与酶的结合。 生理意义： ③脱敏作用 脱敏作用：变构酶经特殊处理后，不丧失酶活性 而失去对变构效应物的敏感性，称为脱敏作用。 脱敏的方法多种：汞盐、对氯汞苯甲酸（PCMB）、0~5℃低温以及尿素或蛋白酶处理等方法。 脱敏原因：变构酶解聚和基因突变 本质是选择性除去或改变调节部位的构象，使之不再受变构剂的作用，而对催化活性无明显作用。