《微生物生理学》课程教学课件（讲稿）第三章 产能代谢 Energy Yielding Metabolism（6/7）

五、一碳化合物的降解 一 碳化合物： CHA,CHOH,HCHO,HCOOH,CHNH2 Methylotrophs(甲基营养型) 专性 嗜甲基属(Methylophilus）、甲基球菌属(Methylococcus）、 甲基细菌属(Methylobacterium)、 甲基弯曲菌属(Methylosinus）和甲基单胞菌属(Methylomonas) 兼性假单胞菌、黄色杆菌、一些酵母和霉菌

五、一碳化合物的降解 一碳化合物： CH 4, CH 3OH, HCHO, HCOOH, CH 3NH 2 Methylotrophs(甲基营养型 ) 专性: 嗜甲基属(Methylophilus)、甲基球菌属(Methylococcus)、 甲基细菌属(Methylobacterium)、 甲基弯曲菌属(Methylosinus)和甲基单胞菌属(Methylomonas ) 兼性：假单胞菌、黄色杆菌、一些酵母和霉菌

Methanotrophs(甲烷营养型) 及其丰富的内膜系统 川型：平行于细胞膜的内膜 1型：圆盘状的膜堆集而成

甲基球菌属（Methylococcus capsulatus ） 甲基弯曲菌属（Methylosinus species ） Methanotrophs(甲烷营养型) 及其丰富的内膜系统 II型：平行于细胞膜的内膜 I型：圆盘状的膜堆集而成

甲烷营养菌的甲烷氧化 Out H+ H+ H+H+H+ NADH FP- n 11202 02H20 ->ToQ- H20. ADP CH4 CH3OH2→CH20·→HC00 ATP MMO -NADH Cell Carbon C02

甲烷营养菌的甲烷氧化

厌氧条件下 甲烷的氧化 (a) Reaction Organism △G0(kJ) CH4+2 H2O-CO2 4 H2 Methanogen +131 SO2-+4 H2+H+-HS 4 H20 Sulfate-reducer -156 Sum:SO2+CH4 HCO3+HS Syntrophic -25 reaction (b) +H20

厌氧条件下 甲烷的氧化

甲基营养型酵母把甲醇转化成C0, 汉逊酵母属(Hansenula)、假丝酵母属(Candid、毕赤酵母属(Pichia) 过氧化物小体 细胞质 细胞生物量 甲醇氧化酶 CHOH- HCHO. HCHO C3 02. H202 GSH Xu5P (7) (3) (3) 甲醛脱氢酶北 NAD (2) HCOOH →NADH+H 2H20 HCO-SG NAD 甲酰谷胱甘肽 H20 (8) 线粒体 1202 H20 裂解酶 GSH U ADP+ HCOOH NAD 甲酸脱氢酶 NADH H C02

CH3OH HCHO HCHO Xu5P C3 HCO-SG HCOOH CO2 GSH NAD+ NADH + H+ H2O GSH NAD+ NADH + H+ NAD+ O2 H2O2 HCOOH HCHO 1/2O2 H2O 2H2O 甲醇氧化酶 (2) (3) (3) ADP + Pi ATP 甲醛脱氢酶 甲酰谷胱甘肽 裂解酶 甲酸脱氢酶 (7) (8) (9) 过氧化物小体 细胞质 细胞生物量 线粒体 甲基营养型酵母把甲醇转化成CO2 汉逊酵母属（Hansenula)、假丝酵母属(Candida)、毕赤酵母属(Pichia)

六、内源储藏物质的降解 PHB(聚B轻基丁酸)(poly-B-hydroxybutyrate.) CH3-CH-CH2-COOH OHI 一NAD NADH CH,-C-CH,-COOH 0一 琥珀酰CoA 琥珀酸 CH3-C-CH2-CO-CoA 0 CH3-CO-CoA→TCA

CH3-CO-CoA TCA 六、内源储藏物质的降解 PHB (聚β羟基丁酸)（poly-β-hydroxybutyrate） CH3-CH-CH2-COOH OH CH3-C-CH2-COOH O CH3-C-CH2-CO-CoA O NAD NADH 琥珀酰CoA 琥珀酸

七、含氮化合物的降解 (一)氨基酸的降解 1.脱羧作用 2.脱氨作用 氧化脱氨 (有氧) 还原脱氨 脱水脱氨 水解脱氨 氧化还原脱氨基反应—Stickland,反应 3.转氨作用

七、含氮化合物的降解 （一）氨基酸的降解 1.脱羧作用 2.脱氨作用 氧化脱氨（有氧） 还原脱氨 脱水脱氨 水解脱氨 氧化还原脱氨基反应——Stickland反应 3.转氨作用

Oxidation steps Reduction steps H Alanine Glycine HgC-C- C00 NAD+ 2 NH2 NADH NH2 Pyruvate,NH3 CoA HaC-C-COO NAD+ 2P →NADH Acetyl-CoA aoa Acetyl~P 2Acetyl~P Substrate-levelADP phosphorylation 了+2ATP HgC-COO Acetate 2Acetate HgC-COO-+2NH3 Overall:Alanine+2 Glycine+2H2O+3 ADP+3P-3Acetate"+CO2 +3 NH4*3 ATP

Amino acids participating in coupled fermentations (Stickland reaction) Amino acids Amino acids oxidized: reduced: Alanine Glycine Leucine Proline Isoleucine Hydroxyproline Valine Tryptophan Histidine Arginine

NH (二)嘌呤的降解 腺嘌吟脱氨酶 CH- +H:O -NH, HC<N 腺嘌吟 次黄原吟 有氧降解 次黄嘌呤氧化陶 鸟嘌吟脱氨酶 HN +H,O-NH, 鸟嘌吟 效嘌吟 O:+1H:0 黄嘌吟氧化酶 。HO 日 尿酸氧化酶 HN C=O C=0+ O=C C-N CO,+H,:H:O H 尿酸 尿囊索 尿餐素酶 +H,0 OH /NH:COOH NH: 尿養酸陶 20=C 尿素NH: CHO N/C-N C=0 乙醛酸 HHH 1H20 脉酶厂 -2H,C 4 NH,+2CO

（二）嘌呤的降解 有氧降解