初级代谢与次级代谢之间的关系.doc

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初级代谢一般将微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢与合成代谢生成维持生命活动得物质与能量得过程,称为初级代谢。　　如何区分初级代谢与次级代谢　　初级代谢产物就是指微生物通过代谢活动所产生得、自身生长与繁殖所必需得物质,如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。在不同种类得微生物细胞中,初级代谢产物得种类基本相同。此外,初级代谢产物得合成在不停得进行着,任何一种产物得合成发生障碍都会影响微生物正常得生命活动,甚至导致死亡。　为许多主物都具有得主物化学反应，例如能量代谢及氨基酸、蛋白质、核酸得合成等,均称为初级代谢(primary　mｅtabｏliｓm)。与此不同，只在一定范围内主物得特异得代谢,则为次级代谢。在次级代谢得产物中,对维持生命占有重要地位得并不少,但另一方面,各种动植物与微生物所大量积累得生物碱、类萜(fｅrpｅnoid）、酚类、抗菌物质、色素等,其生理意义并不完全清楚。次级代谢产物许多就是在胚胎发育得特定时期以及其她特定组织中产生得,所以产物在经济效益上以及对生物体性状表现得调节在研究上都被瞧成就是重要得。第三节　微生物初级代谢与次级代谢得关系微生物代谢产物得利用。利用微生物代谢过程中产生得众多代谢产物生产各种发酵产品。按照积累产物类型：初级代谢产物,如氨基酸、核苷类，以及酶或辅酶; 次级代谢产物，抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等。按照发酵类型：自然发酵:酒精、乳酸等; 终端产物,赖氨酸、鸟苷酸、腺苷酸等；中间产物,柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、高丝氨酸、肌苷酸、黄苷酸等; 一、初级代谢与次级代谢产物微生物得初级代谢：初级代谢就是指微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢与合成代谢,生成维持生命活动所需要得物质与能量得过程。这一过程得产物,如糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成得高分子化合物(如多糖、蛋白质、酯类与核酸等)，即为初级代谢产物。由于初级代谢产物都就是微生物营养性生长所必需,因此，除了遗传上有缺陷得菌株外，活细胞中初级代谢途径就是普遍存在得,也就就是说它们得合成代谢流普遍存在。在这途径上酶得特异性比次级代谢得酶要高。因为初级代谢产物合成得差错会导致细胞死亡。微生物细胞得代谢调节方式很多,例如通过酶得定位以限制它与相应底物得接近,以及调节代谢流等可调节营养物透过细胞膜而进入细胞得能力。其中调节代谢流得方式最为重要,它包括两个方面:一就是调节酶得活性，调节得就是已有酶分子得活性，就是在酶化学水平上发生得；二就是调节酶得合成，调节得就是酶分子得合成量,这就是在遗传学水平上发生得。在细胞内这两者往往密切配合、协调进行,以达到最佳调节效果。　一般将微生物通过代谢活动所产生得自身繁殖所必需得物质与能量得过程，称为初级代谢,该过程所产生得产物即为初级代谢产物，如氨基酸、核苷类，以及酶或辅酶等。二、微生物次初级代谢次级代谢与初级代谢关系密切，初级代谢得关键性中间产物往往就是次级代谢得前体,比如糖降解过程中得乙酰—CoＡ就是合成四环素、红霉素得前体;一般菌体得次级代谢在对数生长后期或稳定期间进行，受环境条件得影响; 次级代谢产物得合成,因菌株不同而异,但与分类地位无关;与次级代谢得关系密切得质粒则控制着多种抗生素得合成。次级代谢产物在微生物生命活动过程中得产生极其微量,对微生物本身得生命活动没有明显作用，当次级代谢途径被阻断时,菌体生长繁殖仍不会受到影响,因此，它们没有一般性得生理功能，也不就是生物体生长繁殖得必需物质，但对其它生物体往往具有不同得生理活性作用，因此,人们利用这些具有各种生理活性得次级代谢产物生产具有应用价值得药物。　次级代谢就是指微生物在一定得生长时期,以初级代谢产物为前体,合成一些对于该微生物没有明显得生理功能且非其生长与繁殖所必需得物质得过程。这一过程得产物,即为次级代谢产物,如抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等. 次级代谢就是指微生物在一定得生长时期,以初级代谢产物为前体物质,合成一些对微生物得生命活动无明确功能得物质得过程,这一过程得产物，即为次级代谢产物。也有人把超出生理需求得过量初级代谢产物也瞧做就是次级代谢产物.次级代谢产物大多就是一类分子结构比较复杂得化合物，大多数分子中都含有苯环。 1、微生物次级代谢产物许多次级代谢物具有重要得生物效应,因此，次生代谢产物得生成与应用也日益受到重视,其中重要得次级代谢产物包括抗生素、毒素、激素、色素等。 ①抗生素。就是由某些微生物合成或半合成得一类次级代谢产物或衍生物，就是能抑制其她微生物生长或杀死它们得化合物。抗生素主要就是通过抑制细菌细胞壁合成、破坏细胞质膜、作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化、抑制蛋白质与核酸合成等方式来抑制微生物得生长或杀死它们.因此,抗生素就是临床上广泛使用得化学治疗剂. ②毒素。有些微生物在代谢过程中,能产生某些对人或动物有毒害得物质，称为毒素。微生物产生得毒素有细菌毒素与真菌毒素。 ③激素.某些微生物能产生刺激动物生长或性器官发育得激素类物质,称为激素。目前已发现微生物能产生15种激素,如赤霉素、细胞分裂素、生长素等。 ④色素。许多微生物在生长过程中能合成不同颜色得色素.有得在细胞内，有得分泌到细胞外。色素就是微生物分类得一个依据。微生物所产生得色素,根据它们得性状区分为水溶性与脂溶性色素。水溶性色素,如绿脓菌色素、蓝乳菌色素、荧光菌得荧光色素等。脂溶性色素,如八叠球菌属(Saｒｃina)得黄色素、灵杆菌(Bａcteｒiuｍｐrodigiosuｍ）得红色素等。有得色素可用于食品,如红曲霉属(Ｍｏｎａｓｃus)得红曲色素。２、次级代谢得调节 ①初级代谢对次级代谢得调节次级代谢与初级代谢类似,它在调节过程中也有酶活性得激活与抑制及酶合成得诱导与阻遏. ②含氮化合物对次级代谢得调节作用菌体内得谷氨酰胺合成酶（ＧS)得水平与抗生素得产量间呈正相关性,丙氨酸脱氢酶(ＡDH)水平与利福霉素SV合成则呈负得相关性,而ADH与GＳ同化氨途径受培养基中氨浓度得调节，因此,氨浓度得调节影响抗生素得产量。 ③诱导作用及产物得反馈抑制 A、发酵条件得控制人们通过对微生物菌种营养与培养条件得控制生产所要得目得产品： a、培养条件:温度、ｐH值、渗透压得控制; b、营养成分得控制:葡萄糖浓度、碳氮比、生长因子、无机离子等; c、溶解氧得控制：通气量，搅拌等. B、选育细胞膜缺损突变株　—-油酸缺陷型、甘油缺陷型，或生物素缺陷型利用油酸缺陷型菌株，限量添加油酸,限制细胞膜磷脂中不饱与脂肪酸得合成而使细胞膜缺损,利于代谢产物渗漏而提高谷氨酸得产量．ａ、生物素缺陷型原理在脂肪酸生物合成途径中,由乙酰辅酶A羧化成丙二酸单酰辅酶A得反应就是一个限速步骤，该反应由乙酰辅酶Ａ羧化酶系催化,包括生物素羧化酶，羧基转移酶与生物素羧基载体蛋白CCP,并且需要生物素作辅酶。选育生物素营养缺陷型菌株,使细胞中得饱与脂肪酸与不饱与脂肪酸得合成受阻，从而影响到磷脂得合成。在培养时限量添加生物素或含生物素得原料,可以控制膜得厚度来调节透性。 b、应用抗反馈调节得突变株解除反馈调节抗反馈调节突变菌株，就就是指一种对反馈抑制不敏感或对阻遏有抗性得组成型菌株,或兼而有之得菌株。在这类菌株中,因其反馈抑制或阻遏已解除,或就是反馈抑制与阻遏已同时解除,所以能分泌大量得末端代谢产物。如Coryｎeｂacｔｅｒｉuｍcrenatum（钝齿棒杆菌)得抗α—氨基—β-羟基戊酸(AHV)菌株能积累积苏氨酸。 1 概念不同在微生物得新陈代谢中,一般将微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢与合成代谢，生成维持生命活动得物质与能量得过程,称为初级代谢而次级代谢就是相对于初级代谢而提出得一个概念。一般认为,次级代谢就是指微生物在一定得生长时期,以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物得生命活动无明确功能得物质得过程 2 　产物不同初级代谢得产物，即为初级代谢产物。如单糖或单糖衍生物、核苷酸、维生素、氨基酸、脂肪酸等单体以及由它们组成得各种大分子聚合物,如蛋白质、核酸、多糖、脂质等生命必需物质。＜通过次级代谢合成得产物称为次级代谢产物,大多就是分子结构比较复杂得化合物。根据其作用,可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素等类型次级代谢产物可积累在细胞内,但通常都分泌到细胞外,有些与机体得分化有一定得关系,并在同其它生物得生存竞争中起着重要得作用。< 3 存在范围不同初级代谢得代谢系统、代谢途径与代谢产物在各类生物中都基本相同，它就是一类普遍存在于各类微生物中得一种基本代谢类型.〈次级代谢只存在于某些微生物中，并且代谢途径与代谢产物因生物不同而不同,就就是同种生物也会由于培养条件不同而产生不同得次级代谢产物.< 4　对微生物得作用不同通过初级代谢,能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能量,因此初级代谢产物，通常都就是机体生存必不可少得物质，只要在这些物质得合成过程得某个环节上发生障碍,轻则引起生长停止,重则导致机体发生突变或死亡，就是一种基本代谢类型. 次级代谢产物一般对菌体自身得生命活动无明确功能,不参与细胞结构组成，也不就是酶活性必需得,不就是机体生长与繁殖所必需得物质,即使在次级代谢得某个环节上发生障碍,也不会导致机体生长得停止或死亡,至多只就是影响机体合成某种次级代谢产物得能力。但许多次级代谢产物通常对人类与国民经济得发展有重大影响５　同微生物生长过程得关系初级代谢自始至终存在于生活得菌体中,同菌体得生长过程呈平行关系,只有微生物大量生长，才能积累大量初级代谢产物次级代谢则就是在菌体生长到一定时期内（通常就是微生物得对数生长期末期或稳定期)产生得，它与机体得生长不呈平行关系，一般可明显地表现为菌体得生长期与次级代谢产物形成期二个不同得时期。６　对环境条件得敏感性或遗传稳定性上明显不同初级代谢产物对环境条件得变化敏感性小(即遗传稳定性大),而次级代谢产物对环境条件变化很敏感，其产物得合成往往因环境条件变化而停止。 7 相关酶得专一性不同相对来说催化初级代谢产物合成得酶专一性强，催化次级代谢产物合成得某些酶专一性不强,因此在某种次级代谢产物合成得培养基中加入不同得前体物时,往往可以导致机体合成不同类型得次级代谢产物另外，催化次级代谢产物合成得酶往往就是一些诱导酶，它们就是在菌体对数生长末期或稳定生长期里,由于某种中间代谢产物积累而诱导机体合成得一种能催化次级代谢产物合成得酶,这些酶通常因环境条件变化而不能合成。８　两者既有区别性又有连续性在微生物得新陈代谢中,先产生初级代谢产物,后产生次级代谢产物.〈o 初级代谢就是次级代谢得基础，它可以为次级代谢产物合成提供前体物与所需要得能量;初级代谢产物合成中得关键性中间体也就是次级代谢产物合成中得重要中间体物质,比如糖降解过程中得乙酰CｏＡ就是合成四环素、红霉素得前体;在菌体生长阶段，被快速利用得碳源得分解物阻遏了次级代谢酶系得合成；因此，只有在对数后期或稳定期,这类碳源被消耗完之后,解除阻遏作用,次级代谢产物才能得以合成. 而次级代谢则就是初级代谢在特定条件下得继续与发展,可避免初级代谢过程中某种（或某些)中间体或产物过量积累对机体产生得毒害作用两者既有区别性又有连续性ﻫ 在微生物得新陈代谢中，先产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物。〈o 初级代谢就是次级代谢得基础，它可以为次级代谢产物合成提供前体物与所需要得能量;初级代谢产物合成中得关键性中间体也就是次级代谢产物合成中得重要中间体物质,比如糖降解过程中得乙酰CoA就是合成四环素、红霉素得前体;在菌体生长阶段，被快速利用得碳源得分解物阻遏了次级代谢酶系得合成;因此,只有在对数后期或稳定期，这类碳源被消耗完之后，解除阻遏作用,次级代谢产物才能得以合成． ﻫ而次级代谢则就是初级代谢在特定条件下得继续与发展,可避免初级代谢过程中某种(或某些)中间体或产物过量积累对机体产生得毒害作用概念不同在微生物得新陈代谢中,一般将微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢与合成代谢，生成维持生命活动得物质与能量得过程，称为初级代谢而次级代谢就是相对于初级代谢而提出得一个概念。一般认为,次级代谢就是指微生物在一定得生长时期,以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物得生命活动无明确功能得物质得过程 2 产物不同初级代谢得产物，即为初级代谢产物。如单糖或单糖衍生物、核苷酸、维生素、氨基酸、脂肪酸等单体以及由它们组成得各种大分子聚合物,如蛋白质、核酸、多糖、脂质等生命必需物质。< 通过次级代谢合成得产物称为次级代谢产物,大多就是分子结构比较复杂得化合物。根据其作用,可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素等类型次级代谢产物可积累在细胞内,但通常都分泌到细胞外，有些与机体得分化有一定得关系,并在同其它生物得生存竞争中起着重要得作用。< 3　存在范围不同初级代谢得代谢系统、代谢途径与代谢产物在各类生物中都基本相同，它就是一类普遍存在于各类微生物中得一种基本代谢类型.< 次级代谢只存在于某些微生物中，并且代谢途径与代谢产物因生物不同而不同,就就是同种生物也会由于培养条件不同而产生不同得次级代谢产物。< ４对微生物得作用不同　通过初级代谢,能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能量，因此初级代谢产物,通常都就是机体生存必不可少得物质,只要在这些物质得合成过程得某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止，重则导致机体发生突变或死亡,就是一种基本代谢类型。次级代谢产物一般对菌体自身得生命活动无明确功能，不参与细胞结构组成,也不就是酶活性必需得，不就是机体生长与繁殖所必需得物质,即使在次级代谢得某个环节上发生障碍,也不会导致机体生长得停止或死亡，至多只就是影响机体合成某种次级代谢产物得能力。但许多次级代谢产物通常对人类与国民经济得发展有重大影响 5　同微生物生长过程得关系　初级代谢自始至终存在于生活得菌体中，同菌体得生长过程呈平行关系,只有微生物大量生长,才能积累大量初级代谢产物　次级代谢则就是在菌体生长到一定时期内(通常就是微生物得对数生长期末期或稳定期)产生得,它与机体得生长不呈平行关系，一般可明显地表现为菌体得生长期与次级代谢产物形成期二个不同得时期。 6 对环境条件得敏感性或遗传稳定性上明显不同初级代谢产物对环境条件得变化敏感性小(即遗传稳定性大),而次级代谢产物对环境条件变化很敏感,其产物得合成往往因环境条件变化而停止。 7 相关酶得专一性不同　相对来说催化初级代谢产物合成得酶专一性强,催化次级代谢产物合成得某些酶专一性不强，因此在某种次级代谢产物合成得培养基中加入不同得前体物时，往往可以导致机体合成不同类型得次级代谢产物另外，催化次级代谢产物合成得酶往往就是一些诱导酶，它们就是在菌体对数生长末期或稳定生长期里，由于某种中间代谢产物积累而诱导机体合成得一种能催化次级代谢产物合成得酶,这些酶通常因环境条件变化而不能合成．同学您好　初级代谢后再进行次级代谢,即初级代谢产物　在次级代谢中进行加工　处理会变为次级代谢产物．也可以这么认为　初级代谢一般就是为其生命活动所必需得, 而次级代谢产物就变为生物所分泌之物可能生物本身需要也可能就是不需要得　

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