微工第7章 抗生素的发酵机制1.pptVIP

这些次级代谢途径中涉及的酶有的是初级代谢的酶，也有次级代谢特有的酶；初级代谢和次级代谢都受菌体的代谢调节，与抗生素合成有关的初级代谢途径受控制时，次级代谢产物（抗生素）的合成必然受影响。*第七章抗生素的发酵机制*3、遗传代谢：初级代谢产物：核内遗传物质控制次级代谢产物：一般核内（染色体）和核外（质粒）遗传物质控制，少数只由核内遗传物质控制质粒产物：代谢产物的形成取决于由质粒产生的酶所控制的代谢途径。*第七章抗生素的发酵机制**第七章抗生素的发酵机制*初级代谢产物（次级代谢产物）质粒染色体mRNAmRNA核糖核蛋白体系统酶、蛋白质、次级代谢产物（质粒产物）酶、蛋白质底物（异常营养物）中间体（质粒产物）底物（营养物）初级代谢产物（质粒产物）次生与初生关系图实际生产和应用于医疗的抗生素约有120多种其中以β-内酰胺类抗生素、四环素类和氨基糖苷类、大环内酯类为主要抗生素。1.蛋白质衍生物；1）简单的氨基酸衍生物：如环丝氨酸等2）寡肽抗生素：如青霉素、头孢菌素等3）多肽类抗生素：如杆菌肽等4）多肽大环内酯类抗生素：如放线菌素等5）含嘌呤和嘧啶碱基的抗生素：如嘌呤霉素等*第七章抗生素的发酵机制*二、抗生素的生物合成类型2.糖衍生物1）糖苷类抗生素：如链霉素等2）与大环内酯连接的糖苷类抗生素：如红霉素等3）其他糖苷抗生素：如新生霉素等3.以乙酸为单位的衍生物1）乙酸衍生物的抗生素：如四环类抗生素等2）丙酸衍生物的抗生素：如红霉素等3）多烯和多炔类抗生素：如制霉素等*第七章抗生素的发酵机制*6-APA三、几种抗生素的生物合成1、青霉素G、头孢菌素的生物合成*第七章抗生素的发酵机制*半胱氨酸缬氨酸苯乙酸*第七章抗生素的发酵机制**生物合成途径①同属于β-内酰胺类抗生素②共同的中间体α-氨基己二酰半胱氨酰缬氨酸双氢噻嗪环噻唑环*生物合成途径*A、青霉素的生物合成与碳源分解代谢产物的关系乳糖被缓慢水解成单糖的速度正好符合青霉素生产期合成青霉素的需要，而不会产生很高浓度的分解产物来抑制青霉素的合成。碳源的缓慢利用是大量合成青霉素的关键。代谢调节*B、青霉素的合成与赖氨酸的反馈调节α-氨基己二酸是青霉素和赖氨酸合成的共同中间体。高柠檬酸合成酶?Lys对高柠檬酸合成酶存在抑制作用*C、蛋氨酸对头孢霉素C形成的促进作用①Met对头孢霉素C合成的促进作用，不一定是作为硫源的原因。蛋氨酸:149.21胱硫醚:222.26半胱氨酸：121.16*②含硫酸盐的培养基-------丝状菌丝体含Met的培养基--------菌丝体膨大不规则，存在节孢子节孢子将Val合并进头孢霉素C和青霉素N的能力大于其菌丝体，合成抗生素的能力较其他形态菌丝体合成能力要强。抗生素的合成量与节孢子的数量呈正比例关系*③正亮氨酸和Met的作用机制相同，它们作为一种调节物对头孢霉素C的合成起促进作用头孢霉素C相对产量培养基中Met含量正亮氨酸正亮氨酸也能诱导菌丝体分节为节孢子2、链霉素的生物合成：链霉素是有链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-氨基葡萄糖组成的三糖。1）链霉胍的生物合成：D-葡萄糖→→环己六醇-1-磷酸酯→→肌-环己六醇→→链霉胍*第七章抗生素的发酵机制*2）链霉糖的生物合成由葡萄糖合成，dTDP-葡萄糖经分子内重排反应，最后转化为二氢链霉糖+鼠李糖。3）N-甲基-L-氨基葡萄糖的生物合成由D-葡萄糖经一系列反应，最后合成N-甲基-L-氨基葡萄糖。最后由上面三部分合成链霉素。*第七章抗生素的发酵机制*3、红霉素的生物合成：大环内酯类抗生素是以12～18元环骨架的大环内酯为母体，通过羟基，以苷键和1～3个分子的糖或二甲氨基糖相联结的一类结构相似的抗生物质。红霉素A结构式*第七章抗生素的发酵机制*红霉素的生物合成反应过程丙酰-SCoA+6二甲基丙二酰-SCoA缩合→多聚β-酮中间体→红霉素内酯B→红霉素D→红霉素B→红霉素C→红霉素A*第七章抗生素的发酵机制*第二节抗生素生物合成的调节机制次级代谢物的合成是在酶的控制下完成的，因而实际上也是微生物基因表达的结果