微生物代谢工程研究进展.ppt

* BT的杀虫原理 害虫 肠内碱性环境 芽孢 晶体蛋白 BT 毒素 释放 中肠麻痹 肠壁破损 血液 引起败血症 芽孢在腔内迅速繁殖 死亡 进入 * 有食欲减退，对接触刺激反应失灵，厌食，呕吐，腹泻，行动退缓，身体萎缩或卷曲，死亡幼虫身体瘫软，呈黑色。害虫把Bt细菌吃到肚子里，再经过一个发病过程，才能死掉，大约48小时方能达到杀灭害虫的目的。 害虫中毒症状 * 真菌杀虫剂 真菌杀虫剂在微生物杀虫剂中所占种类最多，已发现的杀虫真菌约100多个属，800多个种。 白僵菌（Beauveria bassiana）是一种广谱性的昆虫病原真菌，对700多种有害昆虫都能寄生，致病性和适应性强。 我国用来防治玉米螟和松毛虫 欧洲用来防治西方五月鳃金龟 巴西用来防治小蔗螟 取得显著地成效 * （一）顺序反馈抑制 （sequential feedback inhibition ） 分支代谢途径中的两个末端产物，不能直接抑制代谢途径中的第一个酶，而是分别抑制分支点后的反应步骤，造成分支点上中间产物的积累，这种高浓度的中间产物再反馈抑制第一个酶的活性。 * * （二）同工酶的反馈抑制 （isoenzyme feedback inhibition ） 同功酶是指能催化同一生化反应，但它们的结构稍有不同，可分别被相应的末端产物抑制的一类酶。 其特点是：途径中第一个反应被两个不同的酶所催化，一个酶被H抑制，另一个酶被G抑制。只有当H和G同时过量才能完全阻止A转变为B。 * * （三）协同反馈抑制（concerted feedback inhibition）  在分支代谢系统中，几种末端产物同时都过量，才对途径中的第一个酶具有抑制作用，如果末端产物单独过量则对途径中的第一个酶无抑制作用。 * 例如，荚膜红假单胞菌中天门冬氨酸族氨基酸生物合成途径中，天门冬氨酸激酶(AK)是受末端产物赖氨酸和苏氨酸的协同反馈抑制。 * （四）累积反馈抑制（cumulative feedback inhibition） 在分支代谢途径中各种末端产物单独过量时，它们各自能对途径中的第一个反应的酶仅产生较小的抑制作用。一种末端产物单独过量并不影响其它末端产物的形成，只有当几种末端产物同时过量时，才对途径中的第一个酶产生较大的抑制。 * （五）增效反馈抑制 （cooperative feedback inhibition） 增效反馈抑制既不同于协同反馈抑制又不同于累积反馈抑制。 在一个分支代谢途径中，几种末端产物单独过量时，仅产生对共同途径的第一个酶部分的抑制。如果每种末端产物都过量时，其抑制作用则超过各种末端产物单独过量时抑制的总和。 * * （五）能荷调节 能荷——指细胞中ATP、ADP、AMP系统中可为代谢反应供能的高能磷酸键的量度。 能荷调节——指细胞通过改变ATP、ADP、AMP三者比例来调节其代谢活动，也称腺苷酸调节。能荷不仅调节形成ATP的分解代谢酶类（如磷酸果糖激酶、异柠檬酸脱氢酶、柠檬酸合成酶等）的活性，也调节利用ATP的生物合成酶类（如柠檬酸裂解酶、磷酸核糖焦磷酸合成酶等）的活性。 * 次级代谢 次级代谢是在一定的生长时期（一般是稳定生长期），微生物以初级代谢产物为前体合成的对微生物本身的生命活动没有明确功能的物质的过程。 三、初级代谢调节 酶合成的诱导调节 反馈调节 次级代谢的调节类型 * 1、酶合成的诱导调节 把一些对次级代谢产物产生有诱导作用的物质加入发酵培养基中可增加产量。 * 2、反馈调节 次级代谢产物的自身反馈抑制和反馈阻遏 分解代谢产物调节 初级代谢产物的调节 磷酸盐调节 * 次级代谢产物的自身反馈抑制和反馈阻遏 如青霉素、链霉素、卡那霉素等的生物合成途径中都发现末端产物的反馈调节作用。 * 分解代谢产物调节 碳分解代谢阻遏或抑制 能迅速被利用的碳源（葡萄糖）或其分解代谢产物，对其他代谢中的酶（包括分解酶和合成酶）的阻遏和抑制。 葡萄糖是菌体生长良好的碳源和能源，但对青霉素、头孢菌素、卡那霉素、新霉素、丝裂霉素等都有明显降低产量的作用。 * 3、防止碳分解代谢阻遏或抑制的发生 ◇ 青霉素发酵中限量流加葡萄糖或糖蜜以减少碳分解阻遏的发生。 ◇ 使用寡糖、多糖等缓慢利用的碳源。 ◇ 加入影响糖代谢的硫氰酸苄酯可使金霉菌对葡萄糖的利用速度减慢，增加金霉素的产量。 * 氮分解代谢产物的抑制作用 以铵盐作为链霉素产生菌的唯一碳源，可抑制链霉素的合成。 避免使用高浓度的铵盐作氮源以防止氮代谢阻遏的发生，是抗生素工业成熟的经验。 * 初级代谢产物的调节 次级代谢产物与初级代谢产物有一条共同的合成途径； 初级代谢产物直接参与次级代谢产物的合成。 * *