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1、三大营养物质代谢途径及其联系三大营养物质代谢途径及其联系 有机有机物物日光日光还原态还原态无机物无机物通用能通用能源源ATP化能异养菌化能异养菌光能营养菌光能营养菌化能自养菌化能自养菌 氢的传递体氢的传递体 FMN和和FAD 路障TCA循环循环2ATP 2NADH+H+2丙酮酸丙酮酸4ATP 2ATP耗能阶段产能阶段C6为葡萄糖，C3为3-磷酸-甘油醛C6C3EMP途径的生理功能：途径的生理功能：12NADPH+H+6C5结构重排结构重排C6为己糖，C5为5-磷酸-核酮糖6C66CO2HMP途径与途径与EMP途径的分布关系途径的分布关系3.ED途径途径又称又称2-酮酮-3-脱氧脱氧-6-磷酸葡
2、糖酸（磷酸葡糖酸（KDPG）途径）途径 2ATPNADH+H+NADPH+H+2丙酮酸ATPC6H12O6KDPGATP葡萄糖三条降解途径在不同微生物中的分布葡萄糖三条降解途径在不同微生物中的分布菌名菌名EMP（%）HMP（%）ED（%）酿酒酵母酿酒酵母8812产朊假丝酵母产朊假丝酵母66811934灰色链霉菌灰色链霉菌973产黄青霉产黄青霉7723大肠杆菌大肠杆菌7228铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌2971嗜糖假单胞菌嗜糖假单胞菌100枯草杆菌枯草杆菌7426氧化葡萄糖杆菌氧化葡萄糖杆菌100真养产碱菌真养产碱菌100运动发酵单胞菌运动发酵单胞菌100藤黄八叠球菌藤黄八叠球菌7030 TCA循环
3、在微生物代谢中的枢纽地位循环在微生物代谢中的枢纽地位 又称厌氧呼吸，是一类呼吸链末端的氢又称厌氧呼吸，是一类呼吸链末端的氢受体为外源无机化合物（少数为有机氧受体为外源无机化合物（少数为有机氧化物）的生物氧化。化物）的生物氧化。类型：类型：根据呼吸链末端的最终氢受体的根据呼吸链末端的最终氢受体的不同，可把无氧呼吸分成不同，可把无氧呼吸分成无机盐呼吸无机盐呼吸和和有机物呼吸有机物呼吸两大类。两大类。硝酸盐还原酶硝酸盐还原酶 亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶 一氧化氮还原酶一氧化氮还原酶 一氧化二氮还原酶一氧化二氮还原酶 葡萄糖葡萄糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮2(1,3-二二-磷酸甘油
4、酸）磷酸甘油酸）2乳酸乳酸 2丙酮酸丙酮酸同型乳酸发酵同型乳酸发酵2NAD+2NADH24ADP+Pi4ATP2ATP 2ADP代表菌：乳酸杆菌属和链球菌属代表菌：乳酸杆菌属和链球菌属 葡萄糖葡萄糖 6-P-葡萄糖葡萄糖6-P-葡萄糖酸葡萄糖酸 5-P-核酮糖核酮糖 5-P-木酮糖木酮糖3-P-甘油醛甘油醛 丙酮酸丙酮酸乙酰磷酸乙酰磷酸乙酰乙酰CoA 乙醛乙醛ATPADPNAD+NADH+H+CO2乳酸乳酸乙醇乙醇异构化作用异构化作用NAD+NADH+H+磷酸戊糖解酮酶磷酸戊糖解酮酶CoAPi2ADP+Pi2ATP-2H-2H-2HNAD+NADH+H+异型乳酸发酵异型乳酸发酵经典途径经典途径
5、异型乳酸发酵的异型乳酸发酵的双歧杆菌途径：双歧杆菌途径：2葡萄糖葡萄糖 2葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸6-磷酸磷酸-果糖果糖 6-磷酸磷酸-果糖果糖4-磷酸磷酸-赤藓糖赤藓糖 乙酰磷酸乙酰磷酸2木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸2甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸 2乙酰磷酸乙酰磷酸2乳酸乳酸2乙酸乙酸乙酸乙酸磷酸己糖解酮酶磷酸己糖解酮酶磷酸戊糖解酮酶磷酸戊糖解酮酶逆逆HMP途径途径同同EMP乙酸激酶乙酸激酶ADPATP脱氢酶脱氢酶2ADP+Pi2ATP4ATP4ADP+Pi2ATP2ADP+Pi异型乳酸发酵的双歧杆菌途径的特点：异型乳酸发酵的双歧杆菌途径的特点：同型乳酸发酵与异型乳酸发酵的比较同型乳酸发酵与异
6、型乳酸发酵的比较Lactobacillus brevis2ATP1乳酸乳酸1乙酸乙酸1CO2HMP异型异型Bifidobacteriumbifidum2.5ATP1乳酸乳酸1.5乙酸乙酸Leuconostoc mesenteroides1ATP1乳酸乳酸1乙醇乙醇1CO2Lactobacillus debruckii2ATP2乳酸乳酸EMP同型同型菌种代表菌种代表产产能能/葡萄葡萄糖糖产物产物途径途径类型类型通过通过ED途径的发酵途径的发酵葡萄糖葡萄糖2-酮酮-3-脱氧脱氧-6-磷酸磷酸-葡萄糖酸葡萄糖酸3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙醇乙醇 乙醛乙醛2乙醇乙醇2CO22H
7、2H+ATP2ATP脱羧脱羧NADH2还原还原 不同氧化方式产能不同氧化方式产能CO2简单有机物简单有机物自养微生物自养微生物能量能量复杂有机物复杂有机物无机物氧化（化能自养）无机物氧化（化能自养）光合磷酸化（光合磷酸化（光能自养）光能自养）第二节第二节 自养微生物的生物氧化自养微生物的生物氧化 氨单加氧酶氨单加氧酶 b b、硝化细菌硝化细菌 亚硝酸氧化酶亚硝酸氧化酶(产生产生1分子分子ATP)（细胞膜）（细胞膜）（细胞膜）（细胞膜）亚硝化细菌合成亚硝化细菌合成ATP氨单加氧酶氨单加氧酶硝化细菌合成硝化细菌合成ATP亚硝酸氧化酶亚硝酸氧化酶 3*10-12SCO2固定固定 光系统光系统II 中
8、间代谢产物中间代谢产物分解代谢起源分解代谢起源在生物合成中的作用在生物合成中的作用葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸核糖核糖-5-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖-4-磷酸磷酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸a-酮戊二酸酮戊二酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰辅酶乙酰辅酶A葡萄糖葡萄糖 半乳糖半乳糖 多糖多糖EMP途径途径HMP途径途径HMP途径途径EMP途径途径EMP途径途径 ED途径途径EMP途径途径三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环丙酮酸脱羧丙酮酸脱羧 脂肪氧化脂肪氧化核苷糖类核苷糖类戊糖戊糖 多糖贮藏物多糖贮藏物核苷酸核苷酸 脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核
9、苷酸芳香氨基酸芳香氨基酸芳香氨基酸芳香氨基酸 葡萄糖异生葡萄糖异生 CO2固定固定胞壁酸合成胞壁酸合成 糖的运输糖的运输丙氨酸丙氨酸 缬氨酸缬氨酸 亮氨酸亮氨酸 CO2固定固定丝氨酸丝氨酸 甘氨酸甘氨酸 半胱氨酸半胱氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸 精氨酸精氨酸 赖氨酸赖氨酸天冬氨酸天冬氨酸 赖氨酸赖氨酸 蛋氨酸蛋氨酸 苏氨酸苏氨酸 异亮氨酸异亮氨酸脂肪酸脂肪酸 类异戊二烯类异戊二烯 甾醇甾醇一、两用代谢途径一、两用代谢途径 乙乙醛醛酸酸循循环环一、自养微生物的一、自养微生物的CO2固定固定4C起始起始结构重排结构重排羧化羧化羧化羧化二、生物固氮二、生物固氮 固氮酶固氮酶ATP的供应的供应还原力
10、及其传递载体还原力及其传递载体还原底物还原底物 N2镁离子镁离子严格的厌氧微环境严格的厌氧微环境 N2分子经固氮酶的催化而还原成NH3后，就可与相应的酮酸结合，形成各种氨基酸。葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-6-磷酸磷酸ATPADPGlnGlu葡糖胺葡糖胺-6-磷酸磷酸 N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺-6-磷酸磷酸乙酰乙酰CoA CoAN-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸-UDP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 PiNADPH NADPN-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺-1-磷酸磷酸 N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺-UDPUTP PPiG-M-P-P-类脂 M-P-P-类脂UDPUDP-G UMPUDP-M P-类脂Pi P-P-类脂杆菌肽万古霉素5 甘氨酰-tRNA 5 tRNA插入至膜外肽 聚糖合成处G-M-P-P-类脂细菌萜醇细菌萜醇 1 1、糖代谢延伸途径、糖代谢延伸途径 由糖类转化、聚合产生的多糖类、糖苷类和由糖类转化、聚合产生的多糖类、糖苷类和核酸类化合物，进一步转化而形成核苷类、糖苷核酸类化合物，进一步转化而形成核苷类、糖苷类和糖衍生物类抗生素；类和糖衍生物类抗生素；2 2、莽草酸延伸途径、莽草酸延伸途径 由莽草酸分支途径产生氯霉素等；由莽草酸分支途径产生氯霉素等；肌苷酸发酵肌苷酸发酵
第五章 微生物的新陈代谢
