第五章微生物发酵制药.docx

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要营养成分和发酵条件均不同。次级代谢产物的生源在研究次级代谢产物生物合成过程中,常用到两个不同的术语,即生物合成和生源。生物合成是指用于描绘在生物体内次级代谢产物的形成过程。生源则是重申次级代谢产物分子的装置单位的根源。一般次级代谢产物的生源都是直接或间接地来自于微生物代谢过程中产生的一些中间产物和初级代谢产物。次级代谢产物合成中常用的生源:(1)聚***体即含有多个羰基的聚合物,和初级代谢产物脂肪酸合成的前体相像。很多次级代谢产物(如四环素抗生素的苯并体、大环内酯类抗生素的内酯环以及蒽环类抗生素的蒽醌环)的前体物是由聚***体构成。构成聚***体的基本单位为乙酸、丙酸、丁酸和短链脂肪酸,开端单位有乙酰辅酶A、丙酰辅酶A、丙二酰***辅酶A和丁酰辅酶A等,聚***体链的延长单位有丙二酰辅酶A、***丙二酰辅酶A、乙基丙二酰辅酶A,分别是二碳、三碳和四碳的供体。聚***体的形成以开端单位为基础,与链的延长单位不停缩合和脱羧,最后形成β-多***次***链,聚***体链的长短及其链的饱和程度随微生物种类不同而差异β-多***次***链经过不完整很大。合成的的还原或许在不同位点复原,能够形成种类很多的聚***体。这些反响是附着于酶的表面达成的,而不是在细胞质中以游离态进行的。糖类次级代谢产物中的糖类主要有氨基糖、糖***、核糖、环多醇和氨基环多醇以及其余糖类等。微生物在发酵过程中,能够利用的碳源有单糖、双糖以及少量糖等,可是在被微生物汲取时,必须先降解成以葡萄糖和戊糖为主的单糖,所以在次级代谢产物构造中,主要以葡萄糖和戊糖为前体,形成次级代谢产物所得要的各种糖类和氨基糖。(3)不常有的氨基酸正常氨基酸是指微生物能够直接利用并用于蛋白质合成的α-L-氨基酸,而在次级代谢产物中存在有200多种非蛋白质氨基酸,如D-氨基酸,N-***氨基酸、β-氨基酸以及罕有的二氨基酸等,称为不常有的氨基酸。这些非蛋白质氨基酸在次级代谢产物中占到一半以上,能够由正常的氨基酸异构或修饰而得,也能够经过葡萄糖的初级代谢产物合成。(4)非核酸的嘌呤碱和嘧啶碱非核酸的嘌呤碱和嘧啶碱不同于正常核酸上的碱基,而是以正常碱基经过化学修饰形成的。与菌体内核苷酸的合成门路不同,能够直接利用培育基中的各种嘌呤碱基核苷酸。5而嘧啶核苷酸类抗生素的生物合成中,嘧啶环的前体物质由胞嘧啶供应。吩恶嗪***吩恶嗪***是—些次级代谢产物的一个基本构造,如放线菌素的发色团中就拥有一个吩恶嗪***构造,其生物合成的前体是色氨酸和一些代谢物。它们先形成4-***-3-羟基-邻氨基苯酸,而后两分子的4-***-3-羧基-邻氨基苯酸在吩恶嗪***合成酶的催化下被氧化脱水形成吩恶嗪***。利福霉素S关于安莎类抗生素,利福霉素是其合成过程中一个重要的中间体,它可持续衍生成该族其余抗生素。利福霉索S是由***丙二酸、乙酸和丙二酸单元构成,分子构造中的两个***根源于甲硫氨酸。其生物合成是从一个七碳氨单位(该构造由糖降解代谢物按—般芬芳化合物合成的门路形成)开始,再按聚***体链延长的门路合成其余部分。甲羟戊酸在很多次级代谢产物中,甲羟戊酸是其重要的建立单位。如甲羟戊酸被磷酸化后形成甲羟戊酸-5-焦磷酸,持续经脱羧和脱水作用就能够形成活化形式的异戊二烯焦磷酸,这种活化的五碳单位几乎能够任何数目的单元联合,形成各种各种的异戊二烯类或萜类次级代谢产物。次级代谢产物生物合成的基本门路(略)一般次级代谢产物合成的基本门路包含:前体聚合、构造修饰和不同组分的装置。四、微生物生物合成的主要调理体制认识微生物生物合成的主要调理体制,有助于育种方案的选择和发酵工艺的优化。(一)次级代谢浏产物和初级代谢产物之间的关系都受菌体代谢调理,初级代谢接受菌体调控比次级代谢更严格一些。从生化代谢看,次级代谢产物的化学构造多种多样,可是其生源是由少量几种初级代谢产物构成,是以初级代谢产物为母体衍生而来。在代谢过程中还存在着很多分叉中间体,它们既可用来合成初级代谢产物,又可用来合成次级代谢产物。4从遗传代谢看,初级代谢和次级代谢相同都遇到核内DNA调控,同时相当一部分次级代谢产物的代谢还受核外遗传物质质粒的控制,所以二者在遗传代谢上既有相同的部分,又有不同的部分。次级代谢的生理功能:第一,它能够保持初级代谢的均衡,将初级代谢积累下来的中间产物进行另种形式的转变,从而除去物质过度对细胞的不利;其次,次级代谢产物是储存初级代谢物质的一种形式,自然其实不是所有的次级代谢产物都是一种储藏物质;某些次级代谢产物能够克制或杀死其余微生物,使自己在生计中占优势。还有一些次级代谢产物与微生物细胞的分化有关。(二)初级代谢产物的主要代谢调理体制初级代谢产物生物合成过程中调理种类包含酶的活力调理和酶合成调理,两种调理方式在菌体内共同进行。酶活力调理酶激活作用酶代谢激活作用主假如指代谢物对酶的激活,包含前体激活和代谢中间产物的反应激活两种状况。前体激活是指代谢门路中后边的酶促反响可被此门路前面的一此中间产物所促使,比如粪链球菌的乳酸脱氢酶的活力,能够被前体物质1,6-二磷酸果糖促使。代谢中间产物反应激活是指代谢中间产物对该代谢门路的前面酶起激活作用,这种激活的方式其实不常见,比较有名的例子是1,6-二磷酸果糖是磷酸果糖激酶的激活剂。(2)酶克制作用在代谢调理过程中所发生的克制现象大多半属于反应克制。反应克制是指代谢的尾端产物对酶活力的克制,种类以下: