微生物能利用这些次级代谢产物作为营养物质。(ppt课件).ppt

****题课
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次级代谢主要涉及合成过程,其终产物、次级代谢物对菌的生长不是必需的,对其生命活动可能具有某种意义,通常是在生长后期开始形成的。研究微生物次级代谢产物的生物合成及其代谢调节,无论在理论上或实践上都有重要意义。
-----《生物工艺学》
何谓前体?与诱导物相同吗?
<1> 在自然的生态环境下微生物生长所需的营养物质经常是不丰富和不平衡的,一些次级代谢产物具有富集营养物质的作用。
肠道杆菌(如大肠杆菌)
环境中缺乏铁离子
肠道杆菌素
富集微量的铁离子
<2>次级代谢的启动有利于清除不平衡生长时积累的有害的低分子量中间代谢产物,使微生物的生命延续下去。
在合适的环境条件下微生物可以不受限制地一直生长下去。环境中缺失某种生长基质时,微生物的生长就会受到限制而发生生长不平衡的现象,这种现象对微生物的生存是有害的。
处在次级代谢启动生理状况下的微生物在外界环境条件适合时比新陈代谢活动完全处在停滞状态下的休眠体能更快地生长繁殖。
<3>“次级代谢产物的作用不在于产物本身而在于产物生产的过程”
微生物在生长中止后其中枢代谢系统并未关闭,但其中间代谢产物,既然生长不需要,便作为次级代谢产物的前体转向次级代谢产物(如抗生素)的合成,可以减少前体的堆积,又可维持低分子代谢系统的最低限度的运行。
<4>一些动植物的病原微生物能够产生一些对寄主有毒的次级代谢产物,以利于它们进一步侵入寄主。
水稻叶枯草菌: 蛇孢菌素
苏云金杆菌:核苷酸类外***
<5>次级代谢产物是微生物在不利于生长的环境下贮存的营养物质。当外界条件合适时,微生物能利用这些次级代谢产物作为营养物质。
<6>有些次级代谢产物对产生菌本身起着生物调节剂的作用。
何谓前体?
Rose(1979)的定义---
前体(precursor)是在细胞内生成的,或由培养基提供的,能被代谢形成某种终产物的物质。
Stanbury等(1984)的定义----
加入到某一培养基中的一些化学物质被直接结合到所需产物中。
加入到发酵培养基中的某些化合物,它能被微生物直接结合到产物分子中去,而自身的结构无多大变化,有些还具有促进产物合成的作用。
培养基中某种基质的存在会增加(诱导)细胞中相应酶的合成速率,能引起诱导作用的化合物称为诱导物,它可以是基质,也可以是基质的衍生物,甚至是产物。

前体常常是次级代谢物合成的限制因素,高浓度的内源与外源前体是次级代谢物(如,抗生素)合成所必需的。
前体与诱导物相同吗?
与诱导物不同:
<1>诱导物与前体的作用时期不同。
一般,把能在生长期内生产期前促进次级代谢产物(如,抗生素)合成的化合物看做诱导物,而前体往往只在生产期内起作用,甚至蛋白质合成受阻的情况下也行。
<2>诱导物能被非前体的结构类似物取代。
如甲硫氨酸除了可作为头孢菌素合成的前体,提供S的作用,更为重要的作用在于诱导节孢子的形成,而后者的多寡影响头孢菌素的合成。甲硫氨酸可被亮氨酸取代。
<3>诱导物诱导系数特别高。
如诱导链霉素形成的A因子,其诱导系数为106。
相同作用:对次级代谢物的合成起促进作用。
为什么有些突变菌株对末端代谢产物的结构类似物具有抗性?试举例说明这些菌株对工业菌种选育的重要性。
结构类似物会与调节酶的调节亚基或和阻遏酶的原阻遏物结合,从而发生反馈抑制或阻遏。结构类似物不能参与正常代谢,所以会使未突变细胞饥饿而死。而解除了反馈调节的菌株对结构类似物就具有“抗性”。以此为筛子可筛选到大量积累末端代谢产物的菌株。