微生物次級代謝與次級代謝物

1、第四節(jié) 微生物次級代謝與次級代謝物,,初級代謝：一類與生物生存有關的、涉及到產能代謝和耗能代謝的代謝類型，普遍存在于一切生物中。 微生物從外界吸收各種營養(yǎng)物質，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和能量的過程。次級代謝：某些微生物生長到穩(wěn)定期前后，以結構簡單、代謝途徑明確、產量較大的初生代謝物作前體合成的各種結構復雜的化學物的過程。,,某些生物為了避免在初級代謝過程某種中間產物積累所造成的不利作用而產生的一類有利于生

2、存的代謝類型?？梢哉J為是某些生物在一定條件下通過突變獲得的一種適應生存的方式。通過復雜的次級代謝合成的產物通常稱為次級代謝產物。 次生代謝物往往具有分子結構復雜、代謝途徑獨特、在生長后期合成、產量較低、生理功能不很明確（尤其是抗生素）以及其合成一般受質粒控制等特點。 根據其作用，可將其分為抗生素、激素、生物堿、毒素及維生素等類型。,初級代謝系統、代謝途徑和初級代謝產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

3、種基本代謝類型。,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)條件不同而產生不同的次級代謝產物。,1.存在范圍及產物類型不同,象病毒這類非細胞生物雖然不具備完整的初級代謝系統，但它們仍具有部分的初級代謝系統和具有利用宿主代謝系統完成本身的初級代謝過程的能力。,次級代謝產物雖然也是從少數幾種初級代謝過程中產生的中間體或代謝產物衍生而來，但它的骨架碳原子的數量和排列上的微

4、小變化，如氧、氮、氯、硫等元素的加入，或在產物氧化水平上的微小變化都可以導致產生各種各樣的次級代謝產物，并且每種類型的次級代謝產物往往是一群化學結構非常相似的不同成分的混合物。例如，目前已知的新霉素有4種，桿菌肽、多粘菌素分別有10多種，而放線菌素有20多種等。,,2.對產生者自身的重要性不同,初級代謝產物，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、核酸、多糖、脂類等通常都是機體生存必不可少的物質

5、，只要在這些物質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、重則導致機體發(fā)生突變或死亡。 次級代謝產物對于產生者本身來說，不是機體生存所必需的物質，即使在次級代謝的某個環(huán)節(jié)上發(fā)生障礙。不會導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物的能力。,次級代謝產物一般對產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，也有人把超出生理需求的過量初級代謝產物也看作是次級代謝產物。 次級代謝產物通

6、常都分泌到胞外，有些與機體的分化有一定的關系，并在同其它生物的生存競爭中起著重要的作用。許多次級代謝產物通常對人類和國民經濟的發(fā)展有重大影響。,,3.同微生物生長過程的關系明顯不同,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系； 次級代謝則是在機體生長的一定時期內（通常是微生物的對數生長期末期或穩(wěn)定期）產生的，它與機體的生長不呈平行關系，一般可明顯地表現為機體的生長期和次級代謝產物形成期二個不同的時期。,,

7、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,初級代謝產物對環(huán)境條件的變化敏感性小（即遺傳穩(wěn)定性大），而次級代謝產物對環(huán)境條件變化很敏感，其產物的合成往往因環(huán)境條件變化而停止。,相對來說催化初級代謝產物合成的酶專一性強，催化次級代謝產物合成的某些酶專一性不強，因此在某種次級代產物合成的培養(yǎng)基中加入不同的前體物時，往往可以導致機體合成不同類型的次級代謝產物。,另外，催化次級代謝產物合成的酶往往是一些誘導酶，它們是在產生菌對數生長末期或

8、穩(wěn)定生長期里，由于某種中間代謝產物積累而誘導機體合成的一種能催化次級代謝產物合成的酶，這些酶通常因環(huán)境條件變化而不能合成。,初級代謝是次級代謝的基礎，它可以為次級代謝產物合成提供前體物和所需要的能量； 初級代謝產物合成中的關鍵性中間體也是次級代謝產物合成中的重要中間體物質。 而次級代謝則是初級代謝在特定條件下的繼續(xù)與發(fā)展，避免初級代謝過程中某種（或某些）中間體或產物過量積累對機體產生的毒害作用。,5.二者既有聯系又有區(qū)別