2、酶活性的抑制
包括：竞争性抑制和反馈抑制。 反馈：指反应链中某些中间代谢产物或终产物对该途 径关键酶活性的影响。
凡使反应速度加快的称正反馈； 凡使反应速度减慢的称负反馈（反馈抑制）； 反馈抑制——主要表现在某代谢途径的末端产物过量 时可反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性。 主要表现在氨基酸、核苷酸合成途径中。 特点：作用直接、效果快速、末端产物浓度降低时又 可解除
尿嘧啶二核苷酸
第一阶段
第二阶段
第三阶段
（一）在细胞质中的合成
在细胞质中合成乙酰胞壁酸五肽（“”核苷酸）。 ☆这一阶段起始于乙酰葡萄糖胺-1-磷酸，它是由葡萄糖经 一系列反应生成的； ☆自乙酰葡萄糖胺-1-磷酸开始，以后的乙酰葡萄糖胺、 乙酰胞壁酸，以及胞壁酸五肽，都是与糖载体结合的；
1.由葡萄糖合成乙酰葡糖胺和乙酰胞壁酸
① -内酰胺类抗生素（青霉素、头孢霉素）：
是丙氨酰丙氨酸的结构类似物，两者相互竞争转肽酶的 活性中心。当转肽酶与青霉素结合后，双糖肽间的肽桥 无法交联，这样的肽聚糖就缺乏应有的强度，结果形成 细胞壁缺损的细胞，在不利的渗透压环境中极易破裂而 死亡。
②杆菌肽：
能与十一异戊烯焦磷酸络合，因此抑制 焦磷酸酶的作用，这样也就阻止了十一 异戊烯磷酸糖基载体的再生，从而使细 胞壁（肽聚糖）的合成受阻。
第二步：通过转肽酶的转肽作用（)使相邻多糖 链交联————转肽时先是丙氨酰丙氨酸间的 肽链断裂，释放出一个丙氨酰残基，然后倒数 第二个丙氨酸的游离羧基与相邻甘氨酸五肽的 游离氨基间形成肽键而实现交联。
抑制机制：丙氨酰丙氨酸结构类似物
转肽酶
肽聚糖的生物合成与抗生素的作用机制
一些抗生素能抑制细菌细胞壁的合成，但是它们的作用 位点和作用机制是不同的。
（1）同功酶调节——
定义：催化相同的生化反应，酶分子结构有差别的一组酶。 意义：在一个分支代谢途径中，如果在分支点以前的一个较早
的反应是由几个同功酶催化时，则分支代谢的几个最终产 物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用。某一产物过量 仅抑制相应酶活，对其他产物没影响。 举例：大肠杆菌的天冬氨酸族氨基酸合成的调节
微生物特有的结构大分子： 细菌：肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、各种 荚膜成分等 真菌：葡聚糖、甘露聚糖、纤维素、几 丁质等
肽聚糖：
绝大多数原核微生物细胞壁所含有的独特成分； 它在细菌的生命活动中有重要功能（鉴别），
尤其是许多重要抗生素如青霉素、头孢霉素、万古 霉素、环丝氨酸（恶唑霉素）和杆菌肽等呈现其选 择毒力（ ）的物质基础；是在抗生素治疗上有特 别意义的物质。
（一）酶活性的调节
酶分子水平上的调节 通过改变现成的酶分子活性来调节新陈代谢的 速率的方式，属于精细的调节。
1、酶活性的激活：
调节方式包括两个方面： 1、酶活性的激活：在代谢途径中后面的反应
可被较前面的反应产物所促进的现象； 常见于分解代谢途径。 如：粗糙脉孢霉的异柠檬酸脱氢酶的活性受柠
檬酸促进
微生物的正常生长？
想 到 些 什 么 ？
第二节 分解代谢和合成代谢间的联系
分解代谢的功能在于保证正常合成代谢的 进行，而合成代谢又反过来为了生物个体 的生长繁殖和种族的繁荣发展。
中间代谢产物的重要性
如果在生物体中只进行能量代谢，则有机能 源的最终结局只是产生、H2O和2，这时便没有 任何中间代谢物可供累积，因此，合成代谢也 不可能正常进行。
通过这种机制一旦重要产能途径中的某些关键中间代谢物必须 被大量用作生物合成原料被抽走，能保证能量代谢的正常进行
二、代谢物回补顺序（自复习）
P128图5-28
不同的微生物，不同的代谢物回补程序。与 和有关的有10条。 都是围绕回补途径的（磷酸烯醇式丙酮酸）和中 的草酰乙酸这两种关键性的中间代谢物来进行的。
反馈抑制的类型
直线式代谢途径中的反馈抑制：
苏氨酸脱氨酶
苏氨酸
α-酮丁酸
反馈抑制
异亮氨酸
其它实例：谷氨酸棒杆菌的精氨酸合成
分支代谢途径中的反馈抑制：
在分支代谢途径中，反馈抑制的情况较为复杂， 为了避免在一个分支上的产物过多时不致同时 影响另一分支上产物的供应，微生物发展出多 种调节方式。 主要有：同功酶的调节； 顺序反馈；协同反 馈；积累反馈调节等。
（4）积累反馈抑制
定义：每一分支途径末端产物按一定百分比单独抑制共同途径 中前面的酶，所以当几种末端产物共同存在时它们的抑制作用 是积累的，各末端产物之间既无协同效应，亦无拮抗作用。
积累反馈抑制——谷氨酰胺合成酶的调节
16% 14% 氨甲酰磷酸
13% 41% ……
（5）顺序反馈抑制
一种终产物的积累,导致前一中间产物的积累，通过后者反 馈抑制合成途径关键酶的活性，使合成终止。 举例：枯草芽孢杆菌芳香族氨基酸合成的调节
ATP ADP
葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸
Gln Glu 果糖-6-磷酸
乙酰CoA CoA
葡糖胺-6-磷酸
N-乙酰葡糖胺-6-磷酸
UTP PPi
N-乙酰葡糖胺-1-磷酸
N-乙酰葡糖胺-UDP
第一阶段
磷酸烯醇式丙酮酸 Pi
N-乙酰胞壁酸-UDP
NADPH NADP
2.由乙酰胞壁酸合成“”核苷酸
作糖载体
抑制反应 2.
第四节 微生物的代谢调节与发酵生产
本节提要： 一、微生物代谢过程中的自我调节
酶活性的调节 酶合成的调节 二、代谢调节在发酵工业的应用
一、微生物代谢过程中的自我调节
☆微生物有着一整套可塑性强和极精确的代谢调节系统，上千种酶正确无误、 有条不紊，代谢调节能力超过高等生物。
☆微生物代谢调节系统的特点：
回 补 顺 序
谷氨酸脱氢酶
3
-酮戊二酸氧化酶
谷氨酸
通过乙醛酸循环
循环的回补途径； 总反应：2丙酮酸 琥珀酸 + 22 关键酶：异柠檬酸裂合酶
苹果酸合成酶 P129图5-29 具有乙酸循环的微生物普遍是好氧菌， 如醋杆菌属、固氮菌属、产气肠杆菌属、 真菌中的酵母属、青霉属等
能够利用乙酸的微生物具有乙酰合成酶，它使乙酸 转变为乙酰；
琥珀酸4C
循环终产物
用于生物合成
第三节 微生物独特合成代谢举例
主要内容： 一、自养微生物的2固定（自学） 二、生物固氮（自学） 三、肽聚糖生物合成 四、微生物次生代谢的合成（自学）
生物固氮
概念：指固氮微生物直接把空气中的N2还原为3的过 程。
固氮微生物的种类： 自生固氮菌：如圆褐固氮菌。 共生固氮菌：根瘤菌 联合固氮菌：
葡萄、糖和经此循途环径是重有丙要酮的酸兼、乙用酰代的谢氧化途，径琥。珀酰、草酰
分解为2个丙酮 乙酸和α-酮戊二酸的产生，是合成氨基 酸 ，逆转合成1 酸和卟啉化合物的重要中间代谢物。 个葡萄糖，称葡 糖异生作用。
三个问题必须指出
①在两（兼）用代谢途径中，合成途径并非分 解途径的完全逆转（酶不同：P126）。 ②在分解与合成代谢途径中，在相应的代谢步 骤中，往往还包含了完全不同的中间代谢物。
5 甘氨酰 5
G - M - P - P -类脂
① -M
④ 万古霉素
P -类脂 Pi ⑤
P - P -类脂 插入至膜外肽 聚糖合成处
杆菌肽
（三）细胞膜外的合成
已合成的双糖肽插在细胞膜外的细胞壁生长点中， 并交联形成肽聚糖。
这一阶段分两步：
第一步：是多糖链的伸长： 双糖肽先是插入细胞壁生长点上作为引 物的肽聚糖骨架（至少含6~8个肽聚糖单 体分子）中，通过转糖基作用（)使多糖 链延伸一个双糖单位；
根瘤——氮肥固定的“工厂”：
大 豆 根 瘤
豌豆根瘤
生物固氮作用6要素
1的供应 N21:18~24 2.还原力及其载体 N2:[H]=1:8 铁氧还蛋白 黄素氧 还蛋白 3.固氮酶 固二氮酶( ) 固二氮酶还原酶（) 4.底物 N2 5.镁离子 6.严格的厌氧环境
三、微生物结构大分子—肽聚糖的合成
累；
及时取得需要的中间代谢产物，只合成需要的，严格防止终产物积
以最经济的方式、化最低能量获得所需要的营养，防止浪费。
☆微生物自我调节代谢的方式
酶调节 固有酶（组成酶）：在基质中能固定产生的酶，如
葡萄糖氧化酶、途径有关酶 适应酶（诱导酶）：当基质中有其分解底物或有关
诱导物时才合成的酶。当特殊物质不存在酶就不产生 调节细胞膜的通透性 通过酶的定位限制酶与底物的接近 调节代谢物流向:调节酶的合成和现有酶的催化活力
如果要进行正常的合成代谢，又须抽走大量 为分解代谢正常进行所必需的中间代谢物，结 果也势必影响具有循环机制的分解代谢的正常 运转。
分解代谢与合成代谢的关系
+分解代谢产物
分解代谢与合成代谢的功能及相互联系
连接分解代谢和合成代谢的重要中间产物及生物合成作用
一、两（兼）用代谢途径
定义：凡在分解代谢和合成代谢中具有 双重功能的途径，就称两（兼）用代谢 途径。
通过调节酶的合成量进而调节代谢速率的调节 机制，是基因水平上（原核生物中转录水平）的代谢 调节， 特点：属于粗放的调节，间接而缓慢、节约能量和原 料。
然后在异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶的作用下进 入乙醛酸循环。
乙醛酸循环的主要反应：
异柠檬酸
琥
珀酸 +乙醛酸
苹果酸
乙醛酸 + 乙酸
琥珀酸 + 乙酸→ → → 异柠檬酸
净反应：2乙酸
苹
果酸
乙醛酸循环
草酰乙酸4C
乙酰
乙酸
苹果酸4C
乙酰 延胡索酸 乙酸
乙醛酸
柠檬酸6C 异柠檬酸6C
关键酶：异柠檬酸裂合酶 苹果酸合酶
（二）在细胞膜中的合成
在细胞膜上由乙酰胞壁酸五肽与乙 酰葡萄糖胺合成肽聚糖单体—双糖肽亚 单位，并在上接上甘氨酸五肽桥()5 ,形 成双糖亚单位，插入细胞膜外的细胞壁 生长点处。