《微生物生理学》课程教学课件（讲稿）第二章 代谢概论 An Introduction to Microbial Metabolism

●● ●●●● ●●●● 第二章 代谢概论 (An Introduction to Microbial Metabolism) 一.基本概念

第二章 代谢概论 (An Introduction to Microbial Metabolism) (An Introduction to Microbial Metabolism) 一 . 基本概念

1.新陈代谢(Metabolism) ●●● ●●●● Cell wall D● and plasma Environment membrane Cytoplasm METABOLIC PRODUCTS (e.g.cell constituents) NUTRIENTS HIGH-ENERGY LOW MOL WT COMPOUNDS COMPOUNDS RADIANT (e.g.ATP) (incl.precursors ENERGY for biosyntheses) WASTE PRODUCTS OF METABOLISM

1. 新陈代谢(Metabolism) (Metabolism)

●● ●●●● ●●●● 2.代谢途径(Metabolic pathway) ●●● a B b 线途径 底物 中间产物 终产物 Substrate Intermediate End product g G 分支的代谢途径 b d B E H

2. 代谢途径(Metabolic pathway) (Metabolic pathway) 直线途径 F G ABCDE H 分支的代谢途径 底物 中间产物 终产物 Substrate Intermediate End product A B C D E ab c d abc f g d h

Multienzyme Systems ●● Linear Cyclic T input S product D *E Branched Divergent Convergent M 0 Q R N

●●● ●●●● ●●●●e 3.合成代谢途径 Waste products (fermentation products;acids, (Anabolic pathway) alcohols,CO2.and so on;reduced electron acceptors) Nutrients for biosynthesis 和分解代谢途径 (Catabolic pathway) Energy for biosynthesis Energy for motility Anabolism transport (biosynthesis of nutrients. and so on 区别 Precursors for biosynthesis Macromolecules and other cell components Chemicals,light (energy source)

3. 合成代谢途径 (Anabolic pathway) 和分解代谢途径 (Catabolic pathway) •区别

●●●● ●● 3.合成代谢途径(Anabolic pathway) 和分解代谢途径(Catabolic pathway) 联系 分解 葡萄糖→→→乙酰乳酸→→乙酰甲基甲醇 合↓ 成↓ 缬氨酸

3. 合成代谢途径(Anabolic pathway) (Anabolic pathway) 和分解代谢途径 和分解代谢途径(Catabolic pathway) (Catabolic pathway) 葡萄糖→→→乙酰乳酸→ →乙酰甲基甲醇 ↓ ↓ 缬氨酸 •联系 分解 合 成

●●●● ●● 4.初级代谢(Primary metabolism)和 次级代谢(Secondary metabolism) •存在的普遍性 产物功能 •存在的阶段 生理功能 ·对环境的敏感性和遗传的稳定性 •酶的底物专一性

4. 初级代谢(Primary metabolism) (Primary metabolism)和 次级代谢(Secondary metabolism) (Secondary metabolism) •存在的普遍性 •产物功能 •存在的阶段 •生理功能 •对环境的敏感性和遗传的稳定性 对环境的敏感性和遗传的稳定性 •酶的底物专一性 酶的底物专一性

●● ●●.●● ●● 5、代谢组(metebolome)和 代谢组学(metebolomics) ●代谢组(metebolome):在某一时 刻细胞内所有代谢物的集合。 。代谢组学(metebolomics):定量 描述生物内源性代谢物质的整体 及对内因和外因变化应答规律的 科学

z 代谢组(metebolome metebolome):在某一时 刻细胞内所有代谢物的集合。 刻细胞内所有代谢物的集合。 z 代谢组学(metebolomics metebolomics)：定量 描述生物内源性代谢物质的整体 描述生物内源性代谢物质的整体 及对内因和外因变化应答规律的 及对内因和外因变化应答规律的 科学。 ５、代谢组(metebolome metebolome)和 代谢组学(metebolomics metebolomics)

Genes(DNA) Genome Microarrays Transcripts Transcriptome (mRNA) Proteins Proteome 2D Gels+MS LC-MS/MS Metabolites Metabonome NMR,LC-MS Environmental Factors Fig.1 Schematic representation of the tasks for global systems biology

二.微生物代谢的研究方法 1.研究代谢的战略 在天然培养基上培养的微生物混合物 在天然培养基上的纯培养 在合成培养基上的纯培养 采用静息细胞研究代谢 采用无细胞提取液研究代谢 代谢调控的研究 分子的运动及传递的研究 代谢组学的研究

1. 研究代谢的战略 研究代谢的战略 在天然培养基上培养的微生物混合物 在天然培养基上培养的微生物混合物 在天然培养基上的纯培养 在天然培养基上的纯培养 在合成培养基上的纯培养 在合成培养基上的纯培养 采用静息细胞研究代谢 采用静息细胞研究代谢 采用无细胞提取液研究代谢 采用无细胞提取液研究代谢 代谢调控的研究 代谢调控的研究 分子的运动及传递的研究 分子的运动及传递的研究 二. 微生物代谢的研究方法 微生物代谢的研究方法 代谢组学的研究 代谢组学的研究