• 合成单糖的途径是通过EMP途径逆行合成葡萄糖-6-磷 酸，再转化为其他糖。葡萄糖的合成是单糖合成的中 心环节
• 多糖的合成不仅是分解的逆转，而是以一种核苷糖为 起始物，接着糖单位逐个添加在多糖链的末端。促进 合成的能量是由核苷糖中高能-磷酸键水解中得到。
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微生物同化碳源总结（C1）
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微生物同化碳源总结（C2）
• 利用乙酸为碳源经乙醛酸循环产生草酸乙酸； • 利用乙醇酸、草酸、甘氨酸为碳源时通过甘油酸途
径生成甘油醛-3-磷酸； • 利用乳酸为碳源时，可直接氧化成丙酮酸； • 可将氨基酸脱去氨基后作为合成葡萄糖的前体。
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微生物同化碳源总结（C3-7）
举例
氨基酸,单糖,单核苷酸 蛋白质,多糖,核酸
蛋白质,多糖,核酸,脂类 抗生素,激素,毒素,色素
初级代谢产物的合成 肽聚糖合成，固氮，微 生物次级代谢反应
微生物合成代谢的原料
微生物合成作用需要小分子物质、能量和还原力 NAD(P)H2
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来源：
小分子物质、 能量和还原力 NAD(P)H2
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另外，在脂肪酸合成，核苷酸合成中也有固定 CO2的作用
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3、糖类的生物合成
• 微生物生长中既有分解糖类的能量代谢，又有从简单 化合物合成糖类，构成细胞生长所哦需的单糖、多糖 等。单糖很少以游离形式存在一般多糖或多聚糖及少 量糖磷酸酯和糖核苷酸形式存在
电子逆转，在消耗ATP的前提下，电子通 过在电子传递链上的逆转过程(由高电位向 低电位流动)产生NAD(P)H2
合成代谢内容
1、ATP的利用（能量） 2、CO2的固定 （前体） 3、糖类的合成 4、脂类的合成 5、生物固氮 6、氨基酸、核苷酸、核酸、蛋白 质的合成 7、其他生物活性物质的合成
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上一章讲了M的分解代谢
• 主要是糖的分解代谢 多糖 单糖 酸 CO2和H2O
• 脂肪、蛋白、核酸
• 其他有机物分解(烃类的降解)
丙酮
分解代谢
合成代谢
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M的合成代谢
微生物的合成主要指与细胞结构、生长和生命活动有关的生 物大分子物质的合成，这些物质包括蛋白质、核酸、多糖及 脂类等化合物。在微生物的合成代谢中有许多过程与其他生 物是基本相同的，如蛋白质、脂类和核酸等物质的合成，在 前面微生物学和生物化学中已作了专门介绍。
本节仅介绍微生物合成过程的原料、基本路线及微生物合成 特殊的反应。
微生物合成代谢的类型与原料
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微生物合成反应的类型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ微生物合成反应类型
分类依据 产物分子量
产物性质
合成反应在生物体中的 分布
合成反应类型
1.单体合成 2.大分子聚合物合成 1.初级代谢产物 2.次级代谢产物
1.生物共有合成反应 2.微生物特有合成反应
1、ATP的利用
• 用于生物合成 （一个概念 YATP，两层含义） • 维持能量 • 物质转运 • 产热 • 运动 • ATP库 • 转换为其它三磷酸核苷
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2、CO2的固定
自养型
CO2的固定 异样型
二磷酸核酮糖环（卡尔文环） 还原的三羧酸环 （乙酰CoA环） 还原的单羧酸环
主要是合成TCA环的中间产物
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Solomon，et.al.，2002
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• 还原的三羧酸环 （光合细菌；关键酶，丙酮酸合
成酶，a –酮戊二酸合成酶；循环一次固定4个CO2， 合成一分子草酰乙酸，消耗3ATP，2个NADPH和一个 FADH）
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短还原羧酸环（无丙酮酸合成酶，只有a –酮戊二酸
• 无机碳：CO2，碳酸盐 （如前） • 甲烷营养菌(methanotrophs)能氧化甲烷取得碳
源和能量。好氧性的，但形态各异。根据细胞内部结构和碳素同
化途径可以将其分为两个主要类型。第一型吸收同化一碳化合物是经由 独特的核酮糖一磷酸循环途径，第二型是由“丝氨酸途径”吸收同化C1 中间物质。
• 甲基营养菌(methylotmphs)能够利用Cl化合物 作为唯一碳源的微生物。许多甲基营养菌也是甲烷营养
菌。二者的区别是，甲基营养菌需要的碳化物比CO2的还原性高 ，有些种能够利用甲醇、甲胺进行生长，但不能利用甲烷，它们 属于化能有机营养微生物，如生丝微菌(Hyphomicrobium)、假单 胞菌、芽胞杆菌和弧菌等属中的一些种。甲烷营养菌则既能利用 甲烷，也能利用更为氧化的一碳化合物，如甲酸，但不能利用具 有C--C键的物质
合成酶，每循环固定2分子CO2，生成1分子乙酰CoA）
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• 还原的单羧酸环
（在克氏梭菌中；关 键酶，丙酮酸合成酶 ，丙酮酸-甲酸裂解 酶；不需要ATP，只 供给还原型铁氧环蛋 白）
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异样型CO2固定主要是合成TCA环的中间产物，教材上讲了 有6中酶包括磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧 基激酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧基转磷酸化酶，丙酮酸羧化酶， 苹果酸梅，异柠檬酸脱氢酶。
直接自外界环境中吸取 从分解代谢中获得。
细胞中的分解代谢是合成代 谢的基础，二者密切相关。
（1）还原力--主要指还原型烟酰胺腺嘌呤核苷酸类物质，即 NADPH2或NADH2，这两种物质在转氢酶作用下可以互换。
化能异养微生物 ： 通过发酵或呼吸过程形成
化能自养型细菌：
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氢酶催化H2形成NAD(P)H2 （氢细菌等）
各自特点（有机物受体）
• 卡尔文循环 （该循环关键（特证）酶1，5—二磷酸
核酮糖羧化酶，1，7-二磷酸景天庚酮糖磷酸酯酶和5磷酸 核酮糖激酶；关键中间物1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)；步骤
，固定、还原、再生）
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卡尔文循环中的能量转移 3CO2+5H2O+9ATP+6NADPH→GAP+9ADP+6NADP
• EMP • HMP • ED • WD
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3、1 葡萄糖的生物合成
• 合成途径是通过EMP途径 逆行合成葡萄糖
• 葡萄糖的合成是单糖合成的 中心环节
• 其他前体物合成（进入）糖 的途径—
• 自养微生物合成葡萄糖的前 体来源：通过卡尔文循环可 产生甘油醛-3-磷酸，通过 还原的羧酸环可得到草酸乙 酸，乙酰辅酶A或甲酸。