Three Basic View Points of Biotechnology of Microorganisms--Searching for the Key to Industrial Fermentation and Bio-pharmaceutics(Chinese version Zhang Xingyuan, Biotechnology school, Wuxi University of Light Industry, Wuxi (214036), inaTel2605176E-mailbiozhang@163.com 代谢网络观点 由生化反应网络和跨膜的输送步骤组成的代谢网络既没有 绝对的起点,也没有绝对的终点。代谢网络中任何一种中间产物 (或可借助生物学、化学方法与代谢网络联网的任何一种化合物) 都可能被开发成为工业发酵的目的产物巴2或原料 1.3细胞经济观点4 微生物细胞的经济性是在自然选择的过程中逐渐形成的。野 生的(未经人工变异的)微生物细胞在自然选择的过程中逐渐形 成竞争型的细胞经济。而工业发酵往往要以目的产物的生产为主 导,调整代谢网络中的代谢流,构建一种导向型细胞经济。从竞 争型细胞经济到导向型经济的转变取决于遗传和环境因素的信息 导向,这种导向必须遵循细胞经济的基本运行规律。 2.工业发酵的21条基本概念 以上三个基本观点从电子流、物质流和信息流三个不同侧面 反映工业发酵的运动本质;对应于微生物生物工程的三个重要学 说,即细胞能学(2.1-2.4)、第二解剖学(2.5-2.15)和细胞 经济学(216-221)提出21条基本概念叫。 2.1微生物细胞能为其自身提供生物能 微生物细胞的生存方式与动物、植物等高等生物细胞不同 微生物细胞能独立存在,自主生活。因此每个微生物细胞都具有 能量转换机构,这种机构可把其它形式的能量转换成能被其自身 直接使用的能量(如ATP,GTP和储存在膜上的△P,暂且把这 种形式存在的能量称为生物能),在生物能的直接支撑下,活细 胞才能维持其高度有序的状态5]。 2.2细胞能量转换机构的组成 微生物细胞的能量转换机构包括:需要生物能来激活的有 关的酶和这些酶的辅酶、原核微生物的细胞质膜和真核微生物线 粒体的内膜,以及这些膜上的电子传递链和ATP酶,还有在能 量代谢和主动输送中起辅助作用的有关载体。 2.3微生物代谢中的电子流和电子回路 工业发酵普遍使用的化能异养型微生物靠生物氧化把化学能 转化为可被微生物直接利用的生物能。微生物细胞的生物氧化过 无锡轻工大学 生物工程学院Three Basic View Points of Biotechnology of Microorganisms—Searching for the Key to Industrial Fermentation and Bio-pharmaceutics (Chinese version) Zhang Xingyuan, Biotechnology school, Wuxi University of Light Industry, Wuxi (214036), China Tel 2605176 E-mail biozhang@163.com 21-2-21 无锡轻工大学 生物工程学院 3 1．2 代谢网络观点 由生化反应网络和跨膜的输送步骤组成的代谢网络[3]既没有 绝对的起点，也没有绝对的终点。代谢网络中任何一种中间产物 (或可借助生物学、化学方法与代谢网络联网的任何一种化合物) 都可能被开发成为工业发酵的目的产物[2]或原料。 1．3 细胞经济观点[4] 微生物细胞的经济性是在自然选择的过程中逐渐形成的。野 生的（未经人工变异的）微生物细胞在自然选择的过程中逐渐形 成竞争型的细胞经济。而工业发酵往往要以目的产物的生产为主 导，调整代谢网络中的代谢流，构建一种导向型细胞经济。从竞 争型细胞经济到导向型经济的转变取决于遗传和环境因素的信息 导向，这种导向必须遵循细胞经济的基本运行规律。 2. 工业发酵的 21 条基本概念 以上三个基本观点从电子流、物质流和信息流三个不同侧面 反映工业发酵的运动本质；对应于微生物生物工程的三个重要学 说，即细胞能学（2.1—2.4）、第二解剖学（2.5—2.15）和细胞 经济学（2.16—2.21）提出 21 条基本概念[1]。 2．1 微生物细胞能为其自身提供生物能 微生物细胞的生存方式与动物、植物等高等生物细胞不同， 微生物细胞能独立存在，自主生活。因此每个微生物细胞都具有 能量转换机构，这种机构可把其它形式的能量转换成能被其自身 直接使用的能量（如 ATP，GTP 和储存在膜上的ΔP，暂且把这 种形式存在的能量称为生物能），在生物能的直接支撑下，活细 胞才能维持其高度有序的状态[5]。 2．2 细胞能量转换机构的组成 微生物细胞的能量转换机构包括：需要生物能来激活的有 关的酶和这些酶的辅酶、原核微生物的细胞质膜和真核微生物线 粒体的内膜，以及这些膜上的电子传递链和 ATP 酶，还有在能 量代谢和主动输送中起辅助作用的有关载体。 2．3 微生物代谢中的电子流和电子回路 工业发酵普遍使用的化能异养型微生物靠生物氧化把化学能 转化为可被微生物直接利用的生物能。微生物细胞的生物氧化过