第五章微物的代谢 (milial metabolism)
第五章 微生物的代谢 （Microbial metabolism）
第一爷微生物的能量代谢 研究能量代谢的实质就是追踪微生物可 利用的最初能源是如何转化并释放出一切 生命活动的通用能源—鬥的过程。 微生物可利用的最初能源有哪些?
第一节 微生物的能量代谢 微生物可利用的最初能源有哪些？ 研究能量代谢的实质就是追踪微生物可 利用的最初能源是如何转化并释放出一切 生命活动的通用能源 — ATP的过程
有机物 化能异养型 光能营养型 最初能源〈日光 通用能源ATP 还原态无机物化能自养型 NH 脲嘌呤 ATP的结构 y B CH JHC N PO-P-o-CHac H H 核苷 酸酐键 HO OH (高能磷酸键 磷酯键 ①
最初能源 有机物 日光 还原态无机物 通用能源ATP 化能异养型 光能营养型 化能自养型 ATP的结构
一、化能异养微生物的生物氧化和产能 1.生物氧化的定义 发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。 燃烧 生物体外的氧化 表e1有机物”生物氧化与燃烧的比较 较项目 烷 烧 生 物 氧 化 sHed (电子 ChIRoN 6H. O 反应方式 吗 fCOs 6CO 步髹 步式快速反应 多步式梯级反应 条件 激烈 温和 催化剂 无 酶(酵在细胞内有一定位置 产能形式 热、光 大部分为ATP 能量利用率 低 高 本表以葡萄糖作为有机物的代表
一、化能异养微生物的生物氧化和产能 1. 生物氧化的定义 发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。 燃烧 生物体外的氧化
2.生物氧化的形式:加氧、脱氢或失去电子; 3.生物氧化的过程:脱氢、递氢、受氢 4.生物氧化的结果:产ATP、还原力H和小分子代 谢产物 (一)底物脱氢的四条途径
2. 生物氧化的形式：加氧、脱氢或失去电子； 3. 生物氧化的过程：脱氢、递氢、受氢 4. 生物氧化的结果: 产ATP、还原力[H]和小分子代 谢产物 （一）底物脱氢的四条途径
底物脱氨的四条流径 脱氢 递氢 一受氢一 ED HMF 童v01.则或有机,天氧化物 ADP ATP HO(或有机、无机还原物) TCA 循环 COr 图6-1底物脱氢的途径及其与递氢、受氢阶段的联系
底物脱氢的四条途径
1.EMP途径(糖酵解途径或己糖二磷酸途径) ATP产率 (mol/mo葡萄糖) 2陈 6—磷酸一葡萄糖 磷酸己糖异构酶(2) 葡萄稠 (1) 6-磷酸-果糖 CH OH ATP C6H1206 ADP 磷酸果糖激酶(3) 1,6二磷酸一果糖 cH2O① 2丙酮酸 醛缩酶(4) 磷酸丙糖异构酶(51 CH,OP CH, OH 3磷酸-甘油醛CHoH CHO② 3般甘静9ADH+请根三羟丙翻 3-磷酸甘油醛脱氢酶 / 2ATP 磷酸甘油酸激酶(7) ATP Ho-60-② COOH稀醇化酶(9900 3雷被封油变位函经甘油酸磷酸醇丙酸 2NADH ADP 丙酮酸激酶(10ATP 丙酸G=0 00 2NADH-+2H 净产+2A 图63EMP途径的反应细节
1. EMP途径 (糖酵解途径或己糖二磷酸途径) C6H12O6 2NADH2 2ATP 2丙酮酸 己糖激 酶 （1） 磷酸己糖异构酶（2） 磷酸果糖激酶（3） 醛缩酶（4） 磷酸丙糖异构酶（5） 3-磷酸甘油醛脱氢酶 （6） 磷酸甘油酸激酶（7） 磷酸甘油变位酶（8） 稀醇化酶（9） 丙酮酸激酶（10）
特点 1)是大多数生物所共有的基本代谢途径; 2)有氧和无氧条件下都能进行; 有氧条件下,该途径与TCA途径连接; 无氧条件下,丙酮酸被还原,形成乳酸等发酵 产物; 3)该途径是糖代谢和脂类代谢的连接点(如磷酸二 羟丙酮可还原成甘油,进入脂类代谢;
1）是大多数生物所共有的基本代谢途径; 2）有氧和无氧条件下都能进行; 有氧条件下，该途径与TCA途径连接; 无氧条件下，丙酮酸被还原，形成乳酸等发酵 产物; 3）该途径是糖代谢和脂类代谢的连接点(如磷酸二 羟丙酮可还原成甘油，进入脂类代谢 ； 特点
2.HMP途径(己糖一磷酸途径、戊糖磷酸途径) 6x葡萄糖 6 ATP 6 ADP 6×6-磷酸葡萄糖 6 NADP 6 NADPH 6×6-磷酸葡萄糖酸内酯 (3 V6H20 6C6H1206 6×6-磷酸楠萄糖酸 6NADP (4)N6 NADPH2 + 6C0 2 5葡糖-6-磷酸 6×5-磷酸核酮糖 (5) (6) 2×5-磷酸核糖 2X5-碑酸木酮糖 35ATP 2×3-磷酸甘油醛 2×7-确酸景天庚酮糖 8) 2×6-磷酸果糖 2×4-磷酸赤藓糖 (12 16-二磷酸果糖 (9) 6cO 磷酸二羟丙酮2×3-礴酸甘油醛2×5-磷酸木酮糖 〔1)已糖激酶(2)8-磷酸葡萄糖脱氢酶(3內酯酶(4)6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 5)磷酸核糖异构酶(6)磷酸核酮糖差向异构酶(η)转酮酶(8)转醛酶(9同(7) (10磷酸丙糖异构酶(11)醛缩酶(12)碳酸果糖激酶(13)磷酸葡萄糖异构酶
2. HMP途径 (己糖一磷酸途径、戊糖磷酸途径) 6C6H12O6 6CO2 35ATP 5葡糖-6-磷酸
特 1)是一条葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而彻底氧化产能、 产还原力田和许多中间代谢产物的途径; 2)进行一次周转需要六分子的葡萄糖同时参与,但实际只 消耗一分子的葡萄糖; 3)能产生大量的还原力田H(12个 NADPH2); 是合成脂肪酸、固醇等物质所需 也可通过呼吸链产生大量能量; 4)反应中有C2C各种糖,使微生物可利用的碳源范围广; 5)能产生多种重要的中间代谢产物(如核苷酸、多种氨基 酸、辅酶和乳酸等)
1）是一条葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而彻底氧化产能、 产还原力[H]和许多中间代谢产物的途径； 2）进行一次周转需要六分子的葡萄糖同时参与，但实际只 消耗一分子的葡萄糖； 3）能产生大量的还原力[H] （12个NADPH2）； 是合成脂肪酸、固醇等物质所需； 也可通过呼吸链产生大量能量； 4）反应中有C3 -C7各种糖，使微生物可利用的碳源范围广； 5）能产生多种重要的中间代谢产物（如核苷酸、多种氨基 酸、辅酶和乳酸等）。 特点
