《微生物生理学》课程教学课件（讲稿）第四章 微生物的合成代谢（7/7）

口本章的主要内容 ATP的利用和生物合速率 C02的固定 一碳、二碳有机化合物的同化 糖类的合成 脂类的合成 含氮有机化合物的合成

‰本章的主要内容 ATP的利用和生物合速率 含氮有机化合物的合成 CO2的固定 一碳、二碳有机化合物的同化 脂类的合成 糖类的合成

第六节含氮有机化合物的合成 √生物固氮 √氨的同化 √氨基酸的合成

9生物固氮 9氨的同化 9氨基酸的合成 第六节 含氮有机化合物的合成

一、 生物固氮 ·固氮微生物与固氨体系 ·固氨酶及固氨作用的机制 ·固氨酶的基因表达调控 ·固氨酶的性质

一、生物固氮 • 固氮微生物与固氮体系 • 固氮酶及固氮作用的机制 • 固氮酶的基因表达调控 • 固氮酶的性质

生物固氨作用 (biological nitrogen fixation) 化学合成：500℃，300atm,效率低； 生物固氨：常温，常压，效率高。 据估计，每年由微生物固定的氮素约 2亿吨，对增加土壤肥力起着很大作用

生物固氮作用 (biological nitrogen fixation) 化学合成：500℃，300 atm,效率低 ； 生物固氮：常温， 常压， 效率高。 据估计， 每年由微生物固定的氮素约 2 亿吨，对增加土壤肥力起着很大作用

(二)固氮酶及固氮作用的机制 Enzyme N2 0 reduction of atmospheric Enzyme●N三N nitrogen to ∽2e,2Ht ammonia 。 catalyzed by nitrogenase Enzyme●HN=NH found only in a 2e,2H+ few species of procaryotes Enzyme .H2N-NH2 ·requires large ATP 2e-,2H+ expenditure 2NH3 Enzyme

• reduction of atmospheric nitrogen to ammonia • catalyzed by nitrogenase – found only in a few species of procaryotes • requires large ATP expenditure （二）固氮酶及固氮作用的机制

1.固氮酶的种类 钼铁固氮酶 钒铁固氨酶 铁铁固氨酶 嗜热自养链霉菌（Streptomyces thermoautotrophicus)

1．固氮酶的种类 钼铁固氮酶 钒铁固氮酶 铁铁固氮酶 嗜热自养链霉菌（Streptomyces thermoautotrophicus）

2.固氮酶的结构、功能 ()结构、功能： 钼铁蛋白(MoFe蛋白) (固二氮酶，又称组分) 铁蛋白(Fe蛋白) (固二氮酶还原酶，又称组分川

2．固氮酶的结构、功能 (1) 结构、功能： 钼铁蛋白(MoFe蛋白) (固二氮酶，又称组分I) 铁蛋白(Fe 蛋白) (固二氮酶还原酶，又称组分II)

MoFe蛋白a,B2 Fe蛋白Y2

MoFe蛋白α2β2 Fe蛋白γ2

aB-Y2功能单位 Mg-ATP 4Fe4S P-cluster(8Fe7S) FeMo-co (1Mo7Fe9S-Hc)

γ αβ − γ 2功能单位 α β γ 4Fe4S Mg-ATP FeMo-co (1Mo7Fe9S-Hc) P-cluster(8Fe7S )

(A)钼铁蛋白： >a2B,型四聚体；分子量约为220KD; >铁钼辅因子(eMo-co),固氮酶的催化中 心，N的络合和还原中心。 >P-簇8Fe-7S,传递电子

(A) 钼铁蛋白 ： ¾α2β2型四聚体;分子量约为220KD； ¾铁钼辅因子(FeMo-co)，固氮酶的催化中 心，N的络合和还原中心。 ¾P-簇[8Fe-7S]，传递电子