Chapter 4 Microbial Metabolism General introduction 代谢概论 Energy metabolism of microbes 微生物能量代谢 Specific metabolism of microbes 微生物特有代谢 Regulation of metabolism 微生物代谢调节
Chapter 4 Microbial Metabolism General introduction 代谢概论 Energy metabolism of microbes 微生物能量代谢 Specific metabolism of microbes 微生物特有代谢 Regulation of metabolism 微生物代谢调节
Section1 General introduction代谢概论 ◆Metabolism代谢：细胞内发生的各种化学反应的总 和。包括分解代谢和合成代谢两个过程。 Catabolism分解代谢：复杂的有机物分子通过分解 代谢酶系的催化产生简单分子、腺苷三磷酸(ATP) 形式的能量和还原力的作用。 ◆ Anabolism合成代谢：在合成代谢酶系的催化下，由 简单小分子、ATP形式的能量和山形式的还原力 起合成复杂的大分子的过程
Section 1 General introduction 代谢概论 ◆ Metabolism 代谢：细胞内发生的各种化学反应的总 和。包括分解代谢和合成代谢两个过程。 ◆ Catabolism 分解代谢：复杂的有机物分子通过分解 代谢酶系的催化产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP） 形式的能量和还原力的作用。 ◆ Anabolism 合成代谢：在合成代谢酶系的催化下，由 简单小分子、ATP形式的能量和[H]形式的还原力一 起合成复杂的大分子的过程
Synthesis of Cell Structures Sources of energy Macromolecules Carbohydrates Carbohydrates Lipids Proteins Proteins Lipids Catabolism Anabolism Releases energy ATP Requires energy NADH' End products with Simple building blocks reduced energy C02,H20 Sugars Amino acids
Section 2 Energy metabolism of microbes 微生物的能量代谢 。化能异养微生物的生物氧化与产能 。光能微生物的能量代谢 。化能自养微生物生物氧化与产能 ●自养微生物生物对C○2的固定
Section 2 Energy metabolism of microbes 微生物的能量代谢 化能异养微生物的生物氧化与产能 光能微生物的能量代谢 化能自养微生物生物氧化与产能 自养微生物生物对CO2的固定
化能异养微生物的生物氧化与产能 Fermentation发酵：微生物在厌氧条件 下以其自身内部的某些有机物作为末端 氨（电子）受体进行的氧化还原过程。 Respiration呼吸：微生物以分子氧或其 他氧化型化合物作为末端氨（电子）要 体进行的氧化还原过程
化能异养微生物的生物氧化与产能 Fermentation 发酵：微生物在厌氧条件 下以其自身内部的某些有机物作为末端 氢（电子）受体进行的氧化还原过程。 Respiration 呼吸：微生物以分子氧或其 他氧化型化合物作为末端氢（电子）受 体进行的氧化还原过程
产能途径 > EMP(Embden-Meyerhof-parans)途径 (糖酵解途径或二磷酸己糖途径) HMP途径(Hexose monophosphate)途径 磷酸戊糖途径或旁路)属循环途径 ( >ED途径(Entner-Doundoroff)途径 (2-酮-3脱氧-6-磷酸葡糖酸裂解途径) >TCA三羧酸循环
产能途径 ➢ EMP（Embden-Meyerhof-parans）途径 （糖酵解途径或二磷酸己糖途径） ➢ HMP途径（Hexose monophosphate）途径 （磷酸戊糖途径或旁路）属循环途径 ➢ ED途径（Entner-Doundoroff）途径 （2-酮-3脱氧-6-磷酸葡糖酸裂解途径） ➢ TCA 三羧酸循环
Glycolysis糖酵解途径 Glucose ATP- ADP Glucose 6-phosphate Six-carbon stage Fructose 6-phosphate ATP- ADP Fructose 1.6-bisphosphate Aldolase Glyceraldehyde-3-®→Dihydroxyacetone-p NAD P NADH +H' Three-carbon stage 1.3-bisphosphoglycerate ADP Substrate-level phosphorylation ATP 3-phosphoglycerate 2-phosphoglycerate 一*HO Phosphoenolpyruvate ADP Substrate-level phosphorylation ATP Pyruvate
Glycolysis 糖酵解途径
HIMP途径 3NADP 3NADPH+3H 3NADP' 3NADPH+3H' 3 glucose-6-P 3 6-phosphogluconate 3 nibulose-5-P) The transketolase reaction 3HO 3c0 0= H CH,OH CH,OH =0 0 H 9=0 -OH HO-C-H 0se-5-⊙ HO-C-H H-9 -OH + H-C-OH H-C-OH H-C-OH H- C-OH CH,o⊙ CHO P) CHO P) H-C-OH Glyceraldehyde 3-phosphate Xylulose Ribose CHO P) 5-phosphate 5-phosphate Glyceraldehyde-3-P) Sedoheptulose-7-P) Sedoheptulose 7-phosphate The transaldolase reaction Transaldolase CH,OH CHOH f=o H 9=o H Fructose-6-(P) Erythros 4-P) 5-(@ HO-C-H =0 0= H-C-OH H-C-OH→H-9-OH H-C-OH H-C-OH CH,O(P) H-C-OH H-C-OH Glyceraldehyde cHo⊙ CH,O P Fructose-6-(P) H-9-o州 3-phosphate CH.O(P) Fructose Erythrose 6-phosphate 4-phosphate Sedoheptulose 7-phosphate Fructose-6-P) Fructose-1,6-bis⊙
HMP途径
ED途径 Glucose K Glucose 6-phosphate NADP NADPH 6-phosphogluconate H.O 2-keto-3-deoxy-6-phosphogluconate Pyruvate Glyceraldehyde 3-phosphate NAD NADH ADP ATP ADP 1 ATP Pyruvate
ED途径
TCA Cycle Pyruvate -CoA NAD NADH+H C0, Acetyl-CoA(2 carbons) NADH +H' Oxaloacetate Citrate HO NAD Cis-aconitate L-Malate H.O 6 carbons ate 4 carbons NAD FADH FAD 5 carbons NADH H' -CO -Ketoglutarate CoASH CoASH NAD Succinyl-CoA NADH+H' GDP CO
TCA Cycle