江南大学：《发酵原理》课程电子教案（PPT课件）第四章 发酵学第二假说 4.5 代谢网络中代谢物流的形成

2024/11/1 张星元：发酵原理 1 第五节 代谢网络中代 谢物流的形成

2024/11/1 张星元：发酵原理 1 第五节 代谢网络中代 谢物流的形成

2024/11/1 张星元：发酵原理 2 当微生物进行生命活动时，代谢物在 网络中的某些途径中流动，形成代谢流； 在不同生理状况下，代谢网络中代谢流流 经的途径不完全相同。在工业发酵的发酵 产品生成阶段，代谢网络中代谢流流经的 途径是相对集中，形成代谢主流，代谢主 流流经的路径相对确定

2024/11/1 张星元：发酵原理 2 当微生物进行生命活动时，代谢物在 网络中的某些途径中流动，形成代谢流； 在不同生理状况下，代谢网络中代谢流流 经的途径不完全相同。在工业发酵的发酵 产品生成阶段，代谢网络中代谢流流经的 途径是相对集中，形成代谢主流，代谢主 流流经的路径相对确定

2024/11/1 张星元：发酵原理 3 3.5.1 代谢网络中的代谢物流

2024/11/1 张星元：发酵原理 3 3.5.1 代谢网络中的代谢物流

2024/11/1 张星元：发酵原理 4 代谢物在代谢途径中流动形成代谢物流， 在代谢工程领域，代谢流往往是指碳架物质 流。在一定的培养条件下，代谢物在代谢网 络中流动，流量相对集中的代谢流叫做该培 养条件下的代谢主流（代谢主流的流量测定 是代谢工程的重要组成部分）。代谢主流流 经的代谢途径为主要载流路径，简称载流路 径。载流路径是代谢网络中一个与时间相关 的组成部分，可以把载流路径的全部或局部 看作是代谢网络的亚网络

2024/11/1 张星元：发酵原理 4 代谢物在代谢途径中流动形成代谢物流， 在代谢工程领域，代谢流往往是指碳架物质 流。在一定的培养条件下，代谢物在代谢网 络中流动，流量相对集中的代谢流叫做该培 养条件下的代谢主流（代谢主流的流量测定 是代谢工程的重要组成部分）。代谢主流流 经的代谢途径为主要载流路径，简称载流路 径。载流路径是代谢网络中一个与时间相关 的组成部分，可以把载流路径的全部或局部 看作是代谢网络的亚网络

2024/11/1 张星元：发酵原理 5 微生物的代谢主流处于不断变化之中， 其方向、流量甚至载流路径都可能发生变 化。这就是微生物代谢主流的变动性和代 谢主流对代谢网络的途径的选择性。这种 变动和选择的根据在微生物细胞的遗传物 质，选择的原因是微生物所处的环境条件 的变化

2024/11/1 张星元：发酵原理 5 微生物的代谢主流处于不断变化之中， 其方向、流量甚至载流路径都可能发生变 化。这就是微生物代谢主流的变动性和代 谢主流对代谢网络的途径的选择性。这种 变动和选择的根据在微生物细胞的遗传物 质，选择的原因是微生物所处的环境条件 的变化

2024/11/1 张星元：发酵原理 6 3.5.2 工业发酵的理想载流路径 及其“五段式

2024/11/1 张星元：发酵原理 6 3.5.2 工业发酵的理想载流路径 及其“五段式

2024/11/1 张星元：发酵原理 7 为了提高产物对原料的转化率， 就要求代谢主流（根据代谢分析的结 果）从设定的路径流过，使它成为载 流路径。这样的载流路径是带有主观 导向性的虚拟的载流路径，所以把它 叫做理想载流路径

2024/11/1 张星元：发酵原理 7 为了提高产物对原料的转化率， 就要求代谢主流（根据代谢分析的结 果）从设定的路径流过，使它成为载 流路径。这样的载流路径是带有主观 导向性的虚拟的载流路径，所以把它 叫做理想载流路径

2024/11/1 张星元：发酵原理 8 本课程定义的典型的工业发酵 要从发酵液中获得微生物的代谢产 物，也就是要让原料化学物质在微 生物细胞的在有关代谢途径中流动 的过程中，转化成工业发酵的目的 产物，最后目的产物分泌出细胞

2024/11/1 张星元：发酵原理 8 本课程定义的典型的工业发酵 要从发酵液中获得微生物的代谢产 物，也就是要让原料化学物质在微 生物细胞的在有关代谢途径中流动 的过程中，转化成工业发酵的目的 产物，最后目的产物分泌出细胞

2024/11/1 张星元：发酵原理 9 典型的工业发酵的过程中，胞外营养 物质跨膜进入细胞，经 3 段连续贯通的代 谢途径（一般按向心途径、中心途径、离 心途径的顺序）在胞内生成目的产物，最 后，目的产物经过膜排出细胞。因此其典 型的理想载流路径应该由以上五段承担不 同代谢分工的依次衔接贯通的代谢途径组 成。这就是细胞机器在工业发酵产物形成 阶段理想载流路径的五段式

2024/11/1 张星元：发酵原理 9 典型的工业发酵的过程中，胞外营养 物质跨膜进入细胞，经 3 段连续贯通的代 谢途径（一般按向心途径、中心途径、离 心途径的顺序）在胞内生成目的产物，最 后，目的产物经过膜排出细胞。因此其典 型的理想载流路径应该由以上五段承担不 同代谢分工的依次衔接贯通的代谢途径组 成。这就是细胞机器在工业发酵产物形成 阶段理想载流路径的五段式

2024/11/1 张星元：发酵原理 10 微生物细胞机器怎样去实 现从工业原料到目的产物的转 化呢？一般要经过以下 5 个阶 段，并接受每个阶段的调节：

2024/11/1 张星元：发酵原理 10 微生物细胞机器怎样去实 现从工业原料到目的产物的转 化呢？一般要经过以下 5 个阶 段，并接受每个阶段的调节：