第五章 微生物的新陈代谢
微生物从外界环境中摄取营养物质,在体内经过一系列的化学反应,转变为自身细胞物质,以维持其正常生长和繁殖,这一过程即新陈代谢,简称代谢,包括合成代谢和分解代谢。 分解代谢酶系
复杂分子 简单分子 + ATP +
[H]
(有机物) 合成代谢酶系
微生物代谢特点有两点1、代谢旺盛(强度高转化能力强)2、代谢类型多。
第一节 微生物的能量代谢
一、化能异养微生物的生物氧化和产能
生物氧化的形式:某物质与氧结合、脱氢、失去电子。 生物氧化的过程:脱氢(或电子)、递氢(或电子)、受氢(或电子)。
生物氧化的功能:产能(ATP)、产还原力[H]、产小分子之间代谢物。
生物氧化的类型|呼吸、无氧呼吸、发酵。
(一)底物脱氢的四条途径
以葡萄糖作为生物氧化的典型底物,在生物氧化的脱氢阶段中,可通过四条途径完成其脱氢反应,并伴随还原力[H]和能量的产生。
1、EMP途径(糖酵解途径、己糖二磷酸途径) (1)EMP途径的主要反应 (1.3-二磷酸甘油酸)
EMP途径的总反应:
C6H12O6 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2CH3COCOOH+ 2NADH
+2H+ + 2ATP + 2H20
(2)EMP终产物的去向:
1)有氧条件:2NADH+H+经呼吸链的氧化磷酸化反应产生6ATP;
2)无氧条件:
①丙酮酸还原成乳酸;
②酵母菌(酿酒酵母)的酒精发酵:丙酮酸脱羧为乙醛,乙醛还原为乙醇。
(3)EMP途径在微生物生命活动中的重要意义 ①供应ATP形式的能量和还原力(NADH2); ②是连接其他几个重要代谢的桥梁(TCA、HMP、ED途径)
③为生物合成提供多种中间代谢物; ④通过逆向反应可进行多糖合成。 (4)生产实践意义
与乙醇、乳酸、甘油、丙酮、丁醇等的发酵产生关系密切。
2、HMP途径(戊糖磷酸途径、磷酸葡萄糖酸途径、WD途径)
葡萄糖不经EMP途径和TCA循环而得到彻底氧化,并产生大量NADPH+H+形式的还原力及多种重要中间代谢产物。
(1)HMP途径的主要反应