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　　第四章 微生物代谢的调节 1/18 第四章 微生物代谢的调节 微生物的新陈代谢错综复杂参与代谢的物质又多种多样即使同一种物质也会有不同的代谢途径而且各种物质的代谢之间存在着复杂的相互联系和相互影响。在长期的进化过程中微生物建立了一套严密、精确、灵敏的代谢调节体系能严格地控制代谢活动使之有序而高效地运行并能灵活地适应外界环境最经济地利用环境中的营养物。 微生物的代谢调节具有多系统、多层次的特点目前人们对此了解还十分有限。本章将主要讨论对...

　　第四章 微生物代谢的调节 1/18 第四章 微生物代谢的调节 微生物的新陈代谢错综复杂参与代谢的物质又多种多样即使同一种物质也会有不同的代谢途径而且各种物质的代谢之间存在着复杂的相互联系和相互影响。在长期的进化过程中微生物建立了一套严密、精确、灵敏的代谢调节体系能严格地控制代谢活动使之有序而高效地运行并能灵活地适应外界环境最经济地利用环境中的营养物。 微生物的代谢调节具有多系统、多层次的特点目前人们对此了解还十分有限。本章将主要讨论对酶的调节。 微生物细胞内的遗传物质上储存着能催化所有生化反应所需的酶以及调节酶活性的信息。微生物可以按照适应环境的需要调节酶的表达即酶蛋白的合成及调节酶的活性即酶的激活或抑制。 了解微生物的代谢调节系统不仅有理论意义 更重要的是能有目的地改造微生物和为微生物提供最适合的环境条件使微生物能最大限度地生产人类所需的代谢产品。从某种意义上讲越是理想的高产菌株背离它自然进化中发展起来的调控机制就越远。遗传育种工作就是为获得目标代谢产物合成不受或少受代谢调控的“不正常”的菌株。 4.1 酶合成的调节 这是通过调节酶合成的量来控制微生物代谢速度的调节机制。 这类调节在基因转录水平上进行对代谢活动的调节是间接的、也是缓慢的。它的优点是通过阻止酶的过量合成能够节约生物合成的原料和能量。酶合成的调节主要有两种类型酶的诱导和酶的阻遏。 4.1.1 酶的诱导(Enzyme induction) 按照酶的合成与环境影响的不同关系可以将酶分为两大类一类称为组成酶(Structural enzymes)它们的合成与环境无关随菌体形成而合成是细胞固有的酶在菌体内的含量相对稳定。 如糖酵解途径 EMP 有关的酶。 另一类酶称为诱导酶(Inducible enzyme)只有在环境中存在诱导剂Inducer)时它们才开始合成一旦环境中没有了诱导剂合成就终止。例如在对数生长期的大肠杆菌i培养基中加入乳糖就会产生与乳糖代谢有关的-半乳糖苷酶和半乳糖苷透过酶等。这时细胞生长速度和总的蛋白质合成速度几乎没有改变见图 4.1.1。这种环境物质促使微生物细胞中合成酶蛋白的现象称为酶的诱导。 图 4.1.1. 培养基中加入乳糖诱导-半乳糖苷酶的合成 早期诱导酶被称为“适应AG九游会酶”。有人发现某些细菌只有生长在含淀粉的培养基中才会产生淀粉酶 而曲霉只有生长在含有蔗糖的培养基中才会产生蔗糖酶。 Karstron(1931-1938)曾系统地研究了这种适应现象见表 4.1.1。表中显示只有事先生长在含乳糖的培养基中的肠膜状明串AG九游会珠菌才能发酵乳糖只有事先生长在含阿拉伯糖的培养基中该菌才能发酵阿拉伯糖。但是无论事先是生长在含葡萄糖、阿拉伯糖、乳糖或是不含糖而含其它碳源的培养基中的肠膜状明串珠菌一旦转移到葡萄糖培养基中时都能立即发酵葡萄糖。跟据这一

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