發(fā)布時間:2012-06-18 11:23:41
微生物代謝調(diào)節(jié)的主要途徑：在正常條件下，微生物細胞只合成所需要的中間代謝產(chǎn)物，而嚴格防止諸如氨基酸、核苷酸等物質(zhì)的積累，這種對環(huán)境的高度適應(yīng)能力主要依賴于對代謝過程的調(diào)節(jié)控制以及使用發(fā)酵消泡劑。其主要途徑，依作用方式來分有以下幾個方面。
(1)酶合成的誘導(dǎo)
微生物細胞中有一類酶在正常的生長狀態(tài)，以恒定的速率被合成，這類酶稱為組成酶。而另一類酶只有在它們的特異性底物存在時才能形成，稱為誘導(dǎo)酶。能誘導(dǎo)酶生成的底物（或底物類似物）稱為誘導(dǎo)物，如乳糖是半乳糖苷酶的底物，異苯基硫代半乳糖苷是它的底物類似物。誘導(dǎo)酶的生成在微生物中相當普遍，各種胞外水解酶類的生成大多存在這類調(diào)控機制，因此，需要提高誘導(dǎo)酶的產(chǎn)量或與誘導(dǎo)酶有關(guān)的代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量，必須添加誘導(dǎo)物。在誘導(dǎo)物的添加過程中，通常會出現(xiàn)泡沫的現(xiàn)象，因此，需要添加發(fā)酵消泡劑，來消泡與抑制泡沫的產(chǎn)生。
酶合成的誘導(dǎo)有正控誘導(dǎo)和負控誘導(dǎo)。當細胞中某一成分的存在可使某一細胞功能得以實現(xiàn)，而某成分的消失就會導(dǎo)致功能不能實行的調(diào)節(jié)方式稱為正控誘導(dǎo)。反之屬于負控誘導(dǎo)。不管是正控誘導(dǎo)還是負控誘導(dǎo)，操作過程中始終會有泡沫的產(chǎn)生，需要用到發(fā)酵消泡劑進行消泡。半乳糖苷酶合成的調(diào)節(jié)屬于負控制范疇，即乳糖進入細胞后便與阻遏蛋白相結(jié)合，使其從操縱基因上釋放下來（即該成分消失），結(jié)構(gòu)基因成為活動狀態(tài)，轉(zhuǎn)錄作用得以進行。
次級代謝中如一些抗生素的合成也存在誘導(dǎo)效應(yīng)，有些誘導(dǎo)物是菌體代謝過程中形成的（肉源性的），有些需外加。此處要將誘導(dǎo)物與前體區(qū)分開，前體的需要量大，是抗生素分子的組成部分。前體一般屬于由三羧酸循環(huán)等途徑形成的醋酸、三碳和四碳糖、戊糖、氨基酸、嘌呤、嘧啶、莽草酸等經(jīng)修飾或直接利用的初級代謝產(chǎn)物。盡管誘導(dǎo)劑、發(fā)酵消泡劑和前體的作用不同，但是為了提高次級代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量，這三種物質(zhì)的添加都是必要的。
(2)酶合成的阻遏
分解物阻遏現(xiàn)象在微生物代謝調(diào)節(jié)中相當普遍，如大腸桿菌生長在含有乳糖和葡萄糖共存的培養(yǎng)基中時，總是待葡萄糖近于被利用完之后，才開始利用乳糖，這不是由于葡萄糖抑制乳糖的吸收，而是葡萄糖存在阻遏了分解乳糖酶類的合成。這種現(xiàn)象不僅在糖類分解的酶類中存在，也參與脂肪酸、氨甚酸降解的酶；發(fā)酵消泡劑進行消泡與抑制泡沫的產(chǎn)生；三羧酸循環(huán)中的酶；次級代謝途徑中的多種酶，甚至鞭毛和芽飽的形成。在酶合成的過程中，不管是阻礙，還是促進作用，往往會有泡沫產(chǎn)生，這是就必須用發(fā)酵消泡劑進行消泡與抑制泡沫的產(chǎn)生。由于它表現(xiàn)為末端產(chǎn)物或其衍生物對該途徑上的一個或多個酶的合成的阻遏作用，因此，也稱為反饋阻遏，不過這種調(diào)節(jié)常需要一個時間過程。
本文參考《發(fā)酵微生物學(xué)》一書。
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