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 4.4 代谢网络和联网问题

2024/11/1 张星元：发酵原理 1 第四节 代谢网络和 联网问题

2024/11/1 张星元：发酵原理 1 第四节 代谢网络和 联网问题

2024/11/1 张星元：发酵原理 2 代谢网络假说是从目的产物假说发展 起来的。出于寻找发酵学的“元素周期 表”，用以预测工业发酵未来产品的良好 愿望，提出目的产物假说。目的产物假说 假想代谢网络上的任何化合物都有可能开 发为工业发酵的产品。那么，不在代谢网 络上的化合物怎样与工业发酵建立关系呢？ 逆向思维激活了代谢网络延伸的思路：不 在代谢网络上的化合物也可能与工业发酵 发生关系，只要它们能与代谢网络联网

2024/11/1 张星元：发酵原理 2 代谢网络假说是从目的产物假说发展 起来的。出于寻找发酵学的“元素周期 表”，用以预测工业发酵未来产品的良好 愿望，提出目的产物假说。目的产物假说 假想代谢网络上的任何化合物都有可能开 发为工业发酵的产品。那么，不在代谢网 络上的化合物怎样与工业发酵建立关系呢？ 逆向思维激活了代谢网络延伸的思路：不 在代谢网络上的化合物也可能与工业发酵 发生关系，只要它们能与代谢网络联网

2024/11/1 张星元：发酵原理 3 所谓联网，就是用化学或生物化学反应 把指定的化合物连接到代谢网络上去，从而 使它与微生物的代谢建立联系。联网的设想 促成了代谢网络的人为延伸。对于工业发酵 来说，代谢网络的人为延伸意味着新原料和 新产品的开发，意味着工业发酵的研究和开 发的广阔空间。怎样才能实现联网呢？联网 可以用化学或生物学方法（含DNA重组技术） 来实现。广义的联网包含生命有机体之间接 力赛式的代谢联系

2024/11/1 张星元：发酵原理 3 所谓联网，就是用化学或生物化学反应 把指定的化合物连接到代谢网络上去，从而 使它与微生物的代谢建立联系。联网的设想 促成了代谢网络的人为延伸。对于工业发酵 来说，代谢网络的人为延伸意味着新原料和 新产品的开发，意味着工业发酵的研究和开 发的广阔空间。怎样才能实现联网呢？联网 可以用化学或生物学方法（含DNA重组技术） 来实现。广义的联网包含生命有机体之间接 力赛式的代谢联系

2024/11/1 张星元：发酵原理 4 总而言之，已在代谢网络 上，或者可以联网的化合物， 都可能被开发为工业发酵的产 物或原料。这一点已得到了上 个世纪末叶的发酵工程和生物 工程实践的支持

2024/11/1 张星元：发酵原理 4 总而言之，已在代谢网络 上，或者可以联网的化合物， 都可能被开发为工业发酵的产 物或原料。这一点已得到了上 个世纪末叶的发酵工程和生物 工程实践的支持

2024/11/1 张星元：发酵原理 5 3.4.1 代谢网络 3.4.2 扩展发酵原料范围 3.4.3 扩展发酵产品范围 3.4.4 发酵新产品的开发

2024/11/1 张星元：发酵原理 5 3.4.1 代谢网络 3.4.2 扩展发酵原料范围 3.4.3 扩展发酵产品范围 3.4.4 发酵新产品的开发

2024/11/1 张星元：发酵原理 6 3.4.1 代谢网络

2024/11/1 张星元：发酵原理 6 3.4.1 代谢网络

2024/11/1 张星元：发酵原理 7 一系列按序进行的生物化学反应构成 生化反应途径，生化反应途径按生物化学 规律汇成生化反应网络；若途径在活细胞 里运行，则为代谢途径；代谢途径和输送 系统相互间的接合，加上细胞内辅酶再生 与回用的协调，形成横跨微生物活细胞内 外的、可调节的、无尺度的代谢网络

2024/11/1 张星元：发酵原理 7 一系列按序进行的生物化学反应构成 生化反应途径，生化反应途径按生物化学 规律汇成生化反应网络；若途径在活细胞 里运行，则为代谢途径；代谢途径和输送 系统相互间的接合，加上细胞内辅酶再生 与回用的协调，形成横跨微生物活细胞内 外的、可调节的、无尺度的代谢网络

2024/11/1 张星元：发酵原理 8 从不同角度、不同层面分析微生物代谢， 可以发现有不同的代谢网络。本课程研究的 主要是有机物（碳）酶和蛋白质层面上的代 谢网络。在研究这种代谢途径的过程中发现， 对于兼性厌氧微生物来说，不但需氧与缺氧 时代谢网络有明显差异，而且在不同的培养 条件下生长与生存时，代谢网络也是有差异 的。在某特定的条件下驯养微生物也许能唤 醒“沉睡的基因”，使这些基因编码的酶或 蛋白质参与代谢网络

2024/11/1 张星元：发酵原理 8 从不同角度、不同层面分析微生物代谢， 可以发现有不同的代谢网络。本课程研究的 主要是有机物（碳）酶和蛋白质层面上的代 谢网络。在研究这种代谢途径的过程中发现， 对于兼性厌氧微生物来说，不但需氧与缺氧 时代谢网络有明显差异，而且在不同的培养 条件下生长与生存时，代谢网络也是有差异 的。在某特定的条件下驯养微生物也许能唤 醒“沉睡的基因”，使这些基因编码的酶或 蛋白质参与代谢网络

2024/11/1 张星元：发酵原理 9 在有氧生长与缺氧生存的条 件下，代谢网络的差异主要表现 在代谢网络中心板块的TCA途径 上

2024/11/1 张星元：发酵原理 9 在有氧生长与缺氧生存的条 件下，代谢网络的差异主要表现 在代谢网络中心板块的TCA途径 上

2024/11/1 张星元：发酵原理 10 3.4.1.1 有氧生长的代谢网络

2024/11/1 张星元：发酵原理 10 3.4.1.1 有氧生长的代谢网络