4微生物生理(第4章)代谢印解析.ppt

第四章 微生物的生理 4.1 微生物的酶 4.2 微生物的营养 4.3 微生物的产能代谢 常见的电子传递体 NAD（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸），辅酶Ⅰ NADP（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）辅酶Ⅱ 黄素蛋白（FP：flavoprotein） FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸） FMN（黄素单核苷酸） 铁硫蛋白（Fe-S） 分子中含有Fe-S结构，存在于几种酶复合物中，参与膜上的电子传递。 呼吸（respiration）的概念 微生物醌（microbial quinone） 泛醌（ubiquinone）、辅酶Q: 广泛存在于生物体中，故称之为泛醌(主要存在于真核生物和G－细菌中) O H3CO H3CO CH3 O H n OH OH 还原型 —CH2—CH C—CH2—H CH3 n 带有一个异戊二烯侧链（isoprenoid side chain） 简写为UQ或Q、根据侧链的长度称之为UQ-n （n－侧链的节数） 有些分子中、其侧链中的双键被氢所饱和，这时把氢的个数加在n的后面，写作UQ-n(H2) 哺乳动物细胞内的泛醌为UQ-10（Q10） 细菌的种类不同所含UQ的结构不同，因此可用于细菌的鉴定和命名的依据。 泛醌（ubiquinone）、辅酶Q: 甲基苯醌（menaquinone, MK，维生素K2） MK常存在于G+细菌中，自然界中已发现MK有15~20种。 O CH3 O H n 细胞色素（如：Cyt.a, Cyt.b, c, d…） 位于呼吸链的后端，传递电子而不是传递氢 微生物醌（microbial quinone） 好氧呼吸/有氧呼吸（aerobic respiration） 呼吸链的最终电子受体为分子氧 通过好氧呼吸产生的ATP如下所示: NADH，NADPH 3分子 FP（黄素蛋白） 2分子 厌氧（无氧）呼吸（anaerobic respiration） ? 最终电子(氢)受体为外源（分子外）化合物的呼吸，它是一种在无氧条件下进行的产能效率低的呼吸方式。 ? 营养物质脱氢后，经部分呼吸链递氢最终由氢受体接受。 ? 最终氢受体一般为氧化态无机物，特殊情况下为有机物，如延胡索酸等。 在无氧条件下发生的硝酸根还原反应，又称之为反硝化(denitrification). 注意： NO3－也可作为氮源利用，这种情况称之为同化性硝酸还原而不是反硝化。 硝酸盐呼吸（nitrate respiration） NO3－ NO2－ 、NO、N2O、N2 定义：以硝酸根为最终电子受体的厌氧呼吸。 硝酸根最终被还原为氮气。 ?反硝化细菌都具有完整的呼吸系统。只有在厌氧条件下才能诱导出反硝化作用需要的硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶 ?反硝化需要氢供体，一般由有机物提供。也可以利用H2或CH4在废水处理中有重要的意义。如生物脱氮 例如： Bacilluslichenifomis 地衣芽孢杆菌 Pseudomonas aeruginosa 铜绿假胞单菌 Thiobacillus denitrificans 脱氮硫杆菌 ?能进行反硝化作用的微生物都是一些兼性厌氧微生物,即反硝化细菌.专性厌氧微生物无法进行反硝化作用 硫酸盐呼吸（sulfate respiration） SO42－ SO32－ , S3O62－, S2O32－, H2S 最终产物是H2S，自然界中的大多数H2S是由此反应所产生的 是硫酸还原菌（反硫化细菌）的一种呼吸方式 严格的专性厌氧菌 注意与硫磺细菌的区别： H2S S SO42－ 定义：以硫酸根为最终电子受体的厌氧呼吸。硫酸根根最终被还原为硫化氢。 厌氧（无氧）呼吸（anaerobic respiration） 硫呼吸（sulphur respiration） S0 H2S 近几年才发现的一种无氧呼吸类型 氧化乙酸脱硫单胞菌 碳酸盐呼吸（carbonate respiration） CO2、HCO3 CH3COOH（乙酸细菌） CH4（甲烷菌） 厌氧（无氧）呼吸（anaerobic respiration） 延胡索酸呼吸（fumarate respiration） 延胡索酸 琥珀酸 COOH CH CH COOH COOH CH2 CH2 COOH 许多兼性厌氧菌都能进行延胡索酸呼吸 厌氧（无氧）呼吸（anaerobic respiration） * * 一、代谢的概念 新陈代谢(metabolism)：生物化学变化的总称，是生命活动的基础.（包括物质代谢和能量代谢两种代谢） 代 谢 物质代谢：物质变化的过程，它常伴随着能量的消耗或产生 能量代谢(energy metabolism)：能量的产生、