安徽科技学院：《现代生物工程学》课程教学资源（PPT课件）第六章 发酵工程 第五节 微生物的代谢调控与发酵生产

第五节微生物的代谢调控与发酵生产 ·微生物有着一整套可塑性极强和极精确的代谢 调节系统，以保证上千种酶能正确无误、有条 不紊地进行极其复杂的新陈代谢反应

第五节 微生物的代谢调控与发酵生产 • 微生物有着一整套可塑性极强和极精确的代谢 调节系统，以保证上千种酶能正确无误、有条 不紊地进行极其复杂的新陈代谢反应

·微生物细胞的代谢调节方式很多，例如可调节 营养物质透过细胞膜而进入细胞的能力，通过 酶的定位以限制它与相应底物的接近，以及调 节代谢流等。 其中以调节代谢流的方式最为重要，它包括两 个方面，一是“粗调”，即调节酶的合成量， 二是“细调”，即调节现成酶分子的催化话力， 两者往往密切配合和协调，以达到最佳调节效 果

• 微生物细胞的代谢调节方式很多，例如可调节 营养物质透过细胞膜而进入细胞的能力，通过 酶的定位以限制它与相应底物的接近，以及调 节代谢流等。 • 其中以调节代谢流的方式最为重要，它包括两 个方面，一是“粗调”，即调节酶的合成量， 二是“细调”，即调节现成酶分子的催化活力， 两者往往密切配合和协调，以达到最佳调节效 果

利用微生物代谢调控能力的自然缺损或通过人 为方法获得突破代谢调控的变异菌株，可为发 酵工业提供生产有关代谢产物的高产菌株

• 利用微生物代谢调控能力的自然缺损或通过人 为方法获得突破代谢调控的变异菌株，可为发 酵工业提供生产有关代谢产物的高产菌株

一、酶话性的调节 ● 酶话性的调节是指在酶分子水平上的一种代谢调 节，它是通过改变现成的酶分子话性来调节新陈 代谢的速率，包括酶话性的激活和抑制两个方面

一、酶活性的调节 • 酶活性的调节是指在酶分子水平上的一种代谢调 节，它是通过改变现成的酶分子活性来调节新陈 代谢的速率，包括酶活性的激活和抑制两个方面

● 酶活性的激话糸指在分解代谢途径中，后面的 反应可被较前面的中间产物所促进。 ·酶话性的抑制主要是反馈抑制，它主要表现在 某代谢途径的末端产物（即终产物）过量时， 这个产物可反过来直接抑制该途径中第一个酶 的话性，促使整个反应过程减慢或停止，从而 避免了末端产物的过多累积

• 酶活性的激活系指在分解代谢途径中，后面的 反应可被较前面的中间产物所促进。 • 酶活性的抑制主要是反馈抑制，它主要表现在 某代谢途径的末端产物（即终产物）过量时， 这个产物可反过来直接抑制该途径中第一个酶 的活性，促使整个反应过程减慢或停止，从而 避免了末端产物的过多累积

(一)反馈抑制的类型 ·1、直线式代谢途径中的反馈抑制 苏氨酸 苏氨酸脱氨醉a酮丁酸+→→→异亮氨酸 反馈抑制 图6-50异亮氨酸合成途径中的直线式反馈抑制

（一）反馈抑制的类型 • 1．直线式代谢途径中的反馈抑制

·2、分支代谢途径中的反馈抑制。 ·在分支代谢途径中，反馈抑制的情况较为复杂。 ·为避免在一个分支上的产物过多时不致同时影 响另一分支上产物的供应，微生物已发展出多 种调节方式

• 2．分支代谢途径中的反馈抑制。 • 在分支代谢途径中，反馈抑制的情况较为复杂。 • 为避免在一个分支上的产物过多时不致同时影 响另一分支上产物的供应，微生物已发展出多 种调节方式

(1)同功酶调节 ● 同功酶是指能催化相同的生化反应，但酶蛋白 分子结构有差异的一类酶，它们虽同存于一个 个体或同一组织中，但在生理、免疫和理化持 性上却存在着差别。 同功酶的主要功能在于其代谢调节。在一个分 支代谢途径中，如果在分支点以前的一个较早 的反应是由几个同功酶所催化时，则分支代谢 的几个最终产物往往分别对这几个同功酶发生 抑制作用

• （1）同功酶调节 • 同功酶是指能催化相同的生化反应，但酶蛋白 分子结构有差异的一类酶，它们虽同存于一个 个体或同一组织中，但在生理、免疫和理化特 性上却存在着差别。 • 同功酶的主要功能在于其代谢调节。在一个分 支代谢途径中，如果在分支点以前的一个较早 的反应是由几个同功酶所催化时，则分支代谢 的几个最终产物往往分别对这几个同功酶发生 抑制作用

A cB H 图6-51同功臨调节的示意图

(2)协同反馈扣制：指分支代谢途径中 的几个末端产物同时过量时才能抑制共同 途径中的第一个酶的一种反馈调节方式。 协同反遗抑制 图6-53协同所馈抑制示意图

• （2）协同反馈抑制： 指分支代谢途径中 的几个末端产物同时过量时才能抑制共同 途径中的第一个酶的一种反馈调节方式