微生物生理专题知识讲座.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,微生物生理专题知识讲座,微生物生理专题知识讲座,第1页,5.1.,次级代谢概念与类型,1.,次级代谢概念：,次级代谢是一个对合成者没有明确生理功效合成代谢。,次级代谢类型,:,依据终产物对其它生物作用：抗生素，激素，生物碱，毒素，色素，,维生素。,依据次级代谢路径,(tab.5-1),此定义在生物工程中外延，把初级代谢产物非生理量积累过程，也定义为次级代谢。,微生物生理专题知识讲座,第2页,表,51,常见次级代谢产物初级代谢起源,次级代谢与初级代谢关系,常 见 次 级 代 谢 产 物 及 其 产 生 菌,青 霉,/,曲 霉,其 他 真 菌,原 核 细 胞,糖,代,谢,葡萄糖,曲 酸,配糖体（丝核菌,Rhizoctonia,）,氨基核醇类抗 生 素,蕈毒碱（鹅膏菌属,Amanita,）,预苯酸,邻苯三酚,/,绿黄酮,茄菲酸（牛肝菌属,Boletus,）,氯 霉 素,新生霉素,龙胆酸（多孔菌属,Polyporus,）,没食子酸（须霉属,Phycomyces,）,核苷酸,3,/,-,脱氧腺苷,3,/,-,氨基,-3,/,-,脱氧腺苷（长蠕孢霉,Helminmthosporium,）,核 苷 类,抗 生 素,萜烯甾体化合物代谢,烟曲霉素,赤霉素（赤霉属,Gibberella,）,羧链孢酸（羧链孢属,Fusidinm,）,脂肪酸代谢,苔色酸,/5-,甲间苯二酚,聚乙炔（担子菌）,四 环 类,抗 生 素,棒曲霉素,/,土霉素,地 衣 酸,桔霉素,/,黄曲霉毒素,格链孢酸（交链孢属,Alternaria,）,大环内酯类抗 生 素,灰黄霉素,/,烟曲霉醌,青霉酸（拟青霉属,Paecilomyces,）,三羧酸循环,红青霉毒素,/,衣康酸,松蕈酸（多孔菌属,Polyporus,）,氨基酸代谢,支粘菌素,/,曲霉酸,青霉素,/,-,硝基丙酸,口磨酸（口磨属,Tricholoma,）,肽类抗生素,麦角碱（麦角属,Claviceps,）,头孢霉素（,Cephalosporium,）,微生物生理专题知识讲座,第3页,抗生素（化学结构）类别,1.,内酰胺类抗生素,2.,氨基环醇类抗生素,3.,大环内酯类抗生素,4.,四环类抗生素,5.,糖肽类抗生素,6.,多烯大环内酯类抗生素,7.,聚醚类抗生素,8.,核苷类抗生素作用机制,9.,安莎环类抗生素,10.,抗肿瘤抗生素,微生物生理专题知识讲座,第4页,5.2.,次级代谢路径,1.,次级代谢模式：,营养物质,小分子 产物,次级代谢举例：,青霉素合成，,链霉素合成，,红霉素合成。,聚合,结构修饰,装配,初级代谢,微生物生理专题知识讲座,第5页,表,52,几个青霉素抗菌力,青 霉 素,侧 链 基 团,在 试 管 中 抗 菌,能 力（u/mg）,化 学 名,俗 名,Staph.aureus,B.subtillis,苯甲基青霉素,青霉素,G,B-CH2-,1667,1667,对羟苯甲基,青 霉 素,青霉素,X,HO-B-CH2-,900,1500,戊烯基青霉素,青霉素,F,CH3CH2CH=CHCH2-,1500,970,n,戊基青霉素,青霉素,FH2,CH3CH2CH2CH2CH2-,1670,660,n,庚基青霉素,青霉素,K,CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2-,2300,700,表中,B,表示苯环,微生物生理专题知识讲座,第6页,图,51 ,内酰胺类抗生素,青霉烷,氧青霉烷,碳青霉烯,青霉烯,氧头孢烯,头孢烯,碳头孢烯,单环,内酰胺,微生物生理专题知识讲座,第7页,图,5-2,青霉素和头孢霉素,C,生物合成路径,微生物生理专题知识讲座,第8页,名 称,R,1,R,2,R,3,R,4,链霉素,CHO,CH,3,CH,3,H,双氢链霉素,CH,2,OH,CH,3,CH,3,H,甘露糖链霉素,CHO,CH,3,CH,3,D-,甘露吡喃糖,羟链霉素,CHO,CH,2,OH,CH,3,H,N-,去甲链霉素,CHO,CH,3,H,H,甘露糖羟链霉素,CHO,CH,2,OH,CH,3,D-,甘露吡喃糖,图,53,链霉素化学结构,微生物生理专题知识讲座,第9页,图,5-4,甲基葡萄糖胺合成路径,NH,2,OH,OH,HO,NH,2,OH,CH,2,OH,O,OH,OH,HO,D-,葡萄糖,P,O,OH,OH,HO,CH,2,O,OH,D-,葡萄糖,-6-,磷酸,O,OH,OH,CH,2,O,P,HO,D-,葡萄酸胺,-6-,磷酸,-,酮戊二酸,异构化,去磷酸,甲基化,O,N-,甲基,-L-,葡萄糖胺,O,OH,OH,CH,2,O,HO,NH,2,L-,葡萄糖胺,HO,O,OH,OH,CH,2,OH,NH,L-,葡萄糖胺,-6-,磷酸,谷氨酸,H,CH,3,CH,2,O,P,微生物生理专题知识讲座,第10页,上图为红霉素生物合成基因簇图谱，,eryE,表示,MLS(macrolide lincosamide streptogramin B),抗性基因；,下列图为红霉素生物合成路径中每个基因所对应位置，虚线表明非主要合成路线。,图,55,红霉素生物合成基因图谱和生物合成路径,微生物生理专题知识讲座,第11页,60kb,ORF 1 2 3 (4)5 6 7 8 9 10 11 (12)13 14 15 16 17 18 19,(20),21,erm,E,ery,F,ery,G,ery,CII,ery,AIII,ery,AII,ery,AI,ery,BI,ery,BII,ery,CI,IS,1136,ery,AIII,ery,AII,ery,AI,ery,F,ery,B,ery,C,ery,K,ery,K,ery,G,ery,K,ery,G,红霉素,A,红霉素,C,红霉素,B,红霉素,D,6-,脱氧红霉素内酯,B,红霉素内酯,B,微生物生理专题知识讲座,第12页,Fig.5-6 The domain,organizition of 6-deoxyerythronide,B synthases and the biosynthesis they catalyse,DEBS1,DEBS2,DEBS3,微生物生理专题知识讲座,第13页,微生物生理专题知识讲座,第14页,Fig.5-7,丙酸发酵,由丙酮酸生成丙酸路径,Pyr,CO2,HSCoA,oaa,SCoA,fum,SCoA,succ,pia,mal,SCoA,mdp,succ,pia,微生物生理专题知识讲座,第15页,Fig.5-8,放线紫红素生物合成基因图谱和生物合成路径,0,20kb,10kb,actVI actVA actII actIII actI actVIIIactIV,actVB,1 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 1 2 3 ORF,actI,III,actI,III,actVII,actIV,actVI,actVA,actVB,actVA,微生物生理专题知识讲座,第16页,5.3.,次级代谢微生物特点,1.,次级代谢以初级代谢为前提，而且受初级代谢调整。,2.,次级代谢普通在菌体生长后期发生。,3.,次级代谢中酶专一性低。,4.,次级代谢菌株特异性。,5.,次级代谢与染色体外遗传相关。,微生物生理专题知识讲座,第17页,初级代谢对次级代谢调整举例,-酮戊二酸+乙酰CoA,图,6-33,赖氨酸对青霉素生物合成调整,高柠檬酸,-酮己二酸,-氨基己二酸,-腺嘌呤-氨基己二酸,-氨基己二酸半醛,赖氨酸,-（-氨基己二酸）-半胱氨酸,异青霉素,N,青霉素,微生物生理专题知识讲座,第18页,