华东理工大学：《发酵工程 Fermentation Engineering》课程教学资源（PPT课件讲稿）代谢网络中碳架物质流的调动、细胞经济假说与细胞经济学

第三节代谢网络中碳架 物质流的调动 2021/2/22 张星元:发酵原理

2021/2/22 张星元：发酵原理 1 第三节 代谢网络中碳架 物质流的调动

处于一定环境条件下的微 生物培养物中,参与代谢的物 质在代谢途径(网络)中按 定规律流动,形成微生物代谢 的物质流。 2021/2/22 张星元:发酵原理

2021/2/22 张星元：发酵原理 2 处于一定环境条件下的微 生物培养物中，参与代谢的物 质在代谢途径（网络）中按一 定规律流动，形成微生物代谢 的物质流

代谢物质的流动过程是一种类似 “流体流动”的过程,它具备流动的 切属性,诸如方向性、连续性、有 序性、可调性等等,并且可以接受疏 导、阻塞、分流、汇流等“治理” 也可能发生“干枯”和“溢出(泛 滥)”等现象。此外,还有流速和流 量等问题。 2021/2/22 张星元:发酵原理

2021/2/22 张星元：发酵原理 3 代谢物质的流动过程是一种类似 “流体流动” 的过程，它具备流动的 一切属性，诸如 方向性、连续性、有 序性、可调性等等， 并且可以接受疏 导、阻塞、分流、汇流等 “ 治理 ”， 也可能发生“ 干枯 ”和“溢出 ( 泛 滥 ) ”等现象。此外，还有流速和流 量等问题

化能异养型微生物以有机 化合物为碳源和能源。因此, 在讨论化能异养型微生物代谢 流动时,首先抓住碳元素代谢 这个主要矛盾,研究微生物细 胞的碳架物质流。 2021/2/22 张星元:发酵原理

2021/2/22 张星元：发酵原理 4 化能异养型微生物以有机 化合物为碳源和能源。因此， 在讨论化能异养型微生物代谢 流动时，首先抓住碳元素代谢 这个主要矛盾，研究微生物细 胞的碳架物质流

43.1碳架物质在代谢途径(代 谢网络)中的流动 432微生物的代谢流及其治理 2021/2/22 张星元:发酵原理

2021/2/22 张星元：发酵原理 5 4.3.1 碳架物质在代谢途径（代 谢网络）中的流动 4.3.2 微生物的代谢流及其治理

43.1碳架物质在代谢途径(代谢 网络)中的流动 在典型的工业发酵过程中,微生 物的代谢流包括营养物质进入细胞 代谢中间物(碳架物质)在代谢途径 中的流动和代谢产物从细胞进入环境 这样顺序发生的过程。 2021/2/22 张星元:发酵原理

2021/2/22 张星元：发酵原理 6 4.3.1 碳架物质在代谢途径（代谢 网络）中的流动 在典型的工业发酵过程中，微生 物的代谢流包括营养物质进入细胞、 代谢中间物（碳架物质）在代谢途径 中的流动和代谢产物从细胞进入环境 这样顺序发生的过程

43.1.1有机化合物的组成元素及它们 各自在生命活动中的作用(略) 2021/2/22 张星元:发酵原理

2021/2/22 张星元：发酵原理 7 4.3.1.1 有机化合物的组成元素及它们 各自在生命活动中的作用（略）

43.12碳架物质在代谢途径中的流动 以代谢流动的观点加深对代谢网络 的认识:碳架物质在网络的有关途径中 流动,从原料到终端产物碳架物质流经 的路径叫做载流路径 2021/2/22 张星元:发酵原理

2021/2/22 张星元：发酵原理 8 4.3.1.2 碳架物质在代谢途径中的流动 以代谢流动的观点加深对代谢网络 的认识：碳架物质在网络的有关途径中 流动，从原料到终端产物碳架物质流经 的路径叫做载流路径

43.1.3典型工业发酵的工作模式 典型的工业发酵要从发酵液中获 得微生物的代谢产物,也就是要让原 料有机化合物在微生物细胞的有关的 代谢途径(载流路径)中流动的过程 中,转化成工业发酵的目的产物,最 后目的产物分泌出细胞。 2021/2/22 张星元:发酵原理

2021/2/22 张星元：发酵原理 9 4.3.1.3 典型工业发酵的工作模式 典型的工业发酵要从发酵液中获 得微生物的代谢产物，也就是要让原 料有机化合物在微生物细胞的有关的 代谢途径（载流路径）中流动的过程 中，转化成工业发酵的目的产物，最 后目的产物分泌出细胞

工业发酵细胞机器的工作模式 P Working pattern of cell-machine in Industrial fermentation 2021/2/22 张星元:发酵原理

2021/2/22 张星元：发酵原理 10 Working pattern of cell-machine in Industrial Fermentation 工业发酵细胞机器的工作模式