第四节微生物的代谢调节与发酵生产教案资料.ppt

第四节微生物的代谢调节与发酵生产本节提要:一、微生物的代谢调节二、代谢调节在发酵工业中的应用一、微生物的代谢调节微生物细胞有着一整套可塑性极强和极精确的代谢调节(regulationofmetabolism)系统,以确保上千种酶能准确无误、有条不紊和高度协调地进行极其复杂的新陈代谢反应。在微生物的长期进化过程中,在每种微生物的基因组上,虽然潜在着合成各种分解酶的能力,但是除了一部分是属于经常以较高浓度存在的“常规部队”即组成酶(constitutiveenzyme)外,大量的都是属于只有当其分解底物或有关诱导物存在时才会合成的“机动部队”即诱导酶(inducedenzyme或inducibleenzyme)。据估计,诱导酶的总量约占细胞总蛋白质含量的10%。通过代谢调节,微生物可最经济地利用其营养物,合成出能满足自己生长、繁殖所需要的一切中间代谢物,并做到既不缺乏、也不剩余或浪费任何代谢物的高效“经济核算”。代谢调节的方式很多,例如可调节细胞膜对营养物的透性,通过酶的定位以限制它与相应底物的接触,以及调节代谢流等。其中以调节代谢流的方式最为重要,它包括“粗调”和“细调”两个方面,前者指调节酶合成量的诱导或阻遏机制,后者指调节现成酶催化活力的反馈抑制机制,通过上述两者的配合与协调,可达到最佳的代谢调节效果。二、代谢调节在发酵工业中的应用工业发酵的目的是大量积累人们所需要的微生物代谢产物。在发酵工业中,调节微生物生命活动的方法很多,包括生理水平、代谢途径水平和基因调控水平上的各种调节。代谢调节是指在代谢途径水平上对酶活性和酶合成的调节,目的是使微生物累积更多的为人类所需的有益代谢产物。以下举3类通过调节初生代谢途径而提高发酵生产效率的实例。★抗反