微生物次級代謝與次級代謝產(chǎn)物

第五節(jié)微生物次級代謝與次級代謝產(chǎn)物一類與生物生存有關(guān)的、涉及到產(chǎn)能代謝和耗能代謝的代謝類型，普遍存在于一切生物中。初級代謝：微生物從外界吸收各種營養(yǎng)物質(zhì)，通過分解代謝和合成代謝，生成維持生命活動所必需的物質(zhì)和能量的過程，稱為初級代謝。第五節(jié)微生物次級代謝與次級代謝產(chǎn)物一、次級代謝與次級代謝產(chǎn)物

通過次級代謝合成的產(chǎn)物通常稱為次級代謝產(chǎn)物，大多是分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的化合物。根據(jù)其作用，可將其分為抗生素、激素、生物堿、毒素及維生素等類型。

某些生物為了避免在初級代謝過程某種中間產(chǎn)物積累所造成的不利作用而產(chǎn)生的一類有利于生存的代謝類型?？梢哉J(rèn)為是某些生物在一定條件下通過突變獲得的一種適應(yīng)生存的方式。一、次級代謝與次級代謝產(chǎn)物初級代謝與初級代謝的關(guān)系：

初級代謝系統(tǒng)、代謝途徑和初級代謝產(chǎn)物在各類生物中基本相同。它是一類普遍存在于各類生物中的一種基本代謝類型。1、存在范圍及產(chǎn)物類型不同

次級代謝只存在于某些生物（如植物和某些微生物）中，并且代謝途徑和代謝產(chǎn)物因生物不同而不同，就是同種生物也會由于培養(yǎng)條件不同而產(chǎn)生不同的次級代謝產(chǎn)物。青霉合成青霉素芽孢桿菌合成桿菌肽黑曲霉合成檸檬酸2.不同的微生物可產(chǎn)生不同的次級代謝產(chǎn)物一、次級代謝與次級代謝產(chǎn)物3.相同的微生物在不同條件下產(chǎn)生不同的初級代謝產(chǎn)物用于青霉菌的二種培養(yǎng)基：Raulin培養(yǎng)基：葡萄糖5%、酒石酸0.27%、酒石酸銨0.27%、磷酸氫二銨0.04%、硫酸鎂0.027%硫酸銨0.017%、硫酸鋅0.005%、硫酸亞鐵0.005%Czapek——Dox培養(yǎng)基：葡萄糖5%、硝酸納0.2%、磷酸氫二鉀0.1%、氯化鉀0.05%、硫酸鎂0.05%、硫酸亞鐵0.001%灰黃青霉在Czapek——Dox培養(yǎng)基上培養(yǎng)時可以合成灰黃霉素，在Raulin培養(yǎng)基上培養(yǎng)時則合成褐菌素（fulvicacid）。Penicilliumurticae在含有0.5×10-8M的鋅離子的Czapek——Dox培養(yǎng)基里培養(yǎng)時合成的主要次級代謝產(chǎn)物是6-氨基水楊酸，但在含0.5×10-6M的鋅離子的Czapek——Dox培養(yǎng)基里培養(yǎng)時不合成6-氨基水楊酸，但可以合成大量的龍膽醇、甲基醌醇和棒曲霉素。產(chǎn)黃青霉在在Raulin中培養(yǎng)時可以合成青霉酸。但在Czapek——Dox中培養(yǎng)則不產(chǎn)青霉酸。一、次級代謝與次級代謝產(chǎn)物次級代謝產(chǎn)物的骨架碳原子的數(shù)量和排列上的微小變化，氧、氮、氯、硫等元素的加入，或在產(chǎn)物氧化水平上的微小變化都可以導(dǎo)致產(chǎn)生各種各樣的次級代謝產(chǎn)物。一、次級代謝與次級代謝產(chǎn)物每種類型的次級代謝產(chǎn)物往往是一群化學(xué)結(jié)構(gòu)非常相似的不同成分的混合物。新霉素有4種桿菌肽有10多種多粘菌素有10多種放線菌素有20多種一、次級代謝與次級代謝產(chǎn)物初級代謝與初級代謝的比較1、存在范圍及產(chǎn)物類型不同2、對產(chǎn)生者自身的重要性不同初級代謝產(chǎn)物，如單糖或單糖衍生物、核苷酸、脂肪酸等單體以及由它們組成的各種大分子聚合物，蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂類等通常都是機體生存必不可少的物質(zhì)，只要在這些物質(zhì)的合成過程的某個環(huán)節(jié)上發(fā)生障礙，輕則引起生長停止、重則導(dǎo)致機體發(fā)生突變或死亡。次級代謝產(chǎn)物對于產(chǎn)生者本身來說，不是機體生存所必需的物質(zhì)，即使在次級代謝的某個環(huán)節(jié)上發(fā)生障礙。不會導(dǎo)致機體生長的停止或死亡，至多只是影響機體合成某種次級代謝產(chǎn)物的能力。次級代謝產(chǎn)物一般對產(chǎn)生者自身的生命活動無明確功能，不是機體生長與繁殖所必需的物質(zhì)，也有人把超出生理需求的過量初級代謝產(chǎn)物也看作是次級代謝產(chǎn)物。次級代謝產(chǎn)物通常都分泌到胞外，有些與機體的分化有一定的關(guān)系，并在同其它生物的生存競爭中起著重要的作用。

許多次級代謝產(chǎn)物通常對人類和國民經(jīng)濟的發(fā)展有重大影響。一、次級代謝與次級代謝產(chǎn)物初級代謝與初級代謝的關(guān)系：1、存在范圍及產(chǎn)物類型不同2、對產(chǎn)生者自身的重要性不同3、同微生物生長過程的關(guān)系明顯不同初級代謝自始至終存在于一切生活的機體中，同機體的生長過程呈平行關(guān)系；次級代謝則是在機體生長的一定時期內(nèi)（通常是微生物的對數(shù)生長期末期或穩(wěn)定期）產(chǎn)生的，它與機體的生長不呈平行關(guān)系，一般可明顯地表現(xiàn)為機體的生長期和次級代謝產(chǎn)物形成期二個不同的時期。一、次級代謝與次級代謝產(chǎn)物初級代謝與初級代謝的關(guān)系：1、存在范圍及產(chǎn)物類型不同2、對產(chǎn)生者自身的重要性不同3、同微生物生長過程的關(guān)系明顯不同4、對環(huán)境條件變化的敏感性或遺傳穩(wěn)定性上明顯不同初級代謝產(chǎn)物對環(huán)境條件的變化敏感性?。催z傳穩(wěn)定性大），而次級代謝產(chǎn)物對環(huán)境條件變化很敏感，其產(chǎn)物的合成往往因環(huán)境條件變化而停止。一、次級代謝與次級代謝產(chǎn)物初級代謝與初級代謝的關(guān)系：1、存在范圍及產(chǎn)物類型不同2、對產(chǎn)生者自身的重要性不同3、同微生物生長過程的關(guān)系明顯不同4、對環(huán)境條件變化的敏感性或遺傳穩(wěn)定性上明顯不同5、相關(guān)酶的專一性不同相對來說催化初級代謝產(chǎn)物合成的酶專一性強，催化次級代謝產(chǎn)物合成的某些酶專一性不強，因此在某種次級代謝產(chǎn)物合成的培養(yǎng)基中加入不同的前體物時，往往可以導(dǎo)致機體合成不同類型的次級代謝產(chǎn)物，另外，催化次級代謝產(chǎn)物合成的酶往往是一些誘導(dǎo)酶，它們是在產(chǎn)生菌對數(shù)生長末期或穩(wěn)定生長期里，由于某種中間代謝產(chǎn)物積累而誘導(dǎo)機體合成的一種能催化次級代謝產(chǎn)物合成的酶，這些酶通常因環(huán)境條件變化而不能合成。一、次級代謝與次級代謝產(chǎn)物初級代謝與初級代謝的關(guān)系：1、存在范圍及產(chǎn)物類型不同2、對產(chǎn)生者自身的重要性不同3、同微生物生長過程的關(guān)系明顯不同4、對環(huán)境條件變化的敏感性或遺傳穩(wěn)定性上明顯不同5、相關(guān)酶的專一性不同6、某些機體內(nèi)存在的二種既有聯(lián)系又有區(qū)別的代謝類型初