生物竞赛-微生物学-微生物代谢课件.pptx

《生物竞赛-微生物学-微生物代谢课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物竞赛-微生物学-微生物代谢课件.pptx（65页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第五章第五章微生物代谢微生物代谢代谢：发生在活细胞中各种代谢：发生在活细胞中各种分解代谢分解代谢和和合成代合成代谢谢的总和。的总和。分解代谢：细胞将大分子物质降解成小分子物分解代谢：细胞将大分子物质降解成小分子物质、能量、还原力。质、能量、还原力。合成代谢：细胞消耗能量，利用简单小分子物合成代谢：细胞消耗能量，利用简单小分子物质和还原力合成复杂大分子物质的过程。质和还原力合成复杂大分子物质的过程。代谢代谢是生物基本特征之一，两过程是偶联的。是生物基本特征之一，两过程是偶联的。正常代谢过程，保证微生物生长与繁殖。正常代谢过程，保证微生物生长与繁殖。次生代谢产物与人类生活生产密切相关。次生代谢产物

2、与人类生活生产密切相关。复杂分子复杂分子（有机物）（有机物）分解代谢分解代谢 合成代谢合成代谢 简单小分子简单小分子 ATP H 第一节第一节微生物的能量代谢微生物的能量代谢微生物可利用的最初能源有三种：微生物可利用的最初能源有三种：有机物有机物、日光日光、还原态无机物还原态无机物。研究研究能量代谢能量代谢机制就是追踪这三类能源如何一步步转机制就是追踪这三类能源如何一步步转化并释放出化并释放出ATPATP。最初能源最初能源 有机物有机物 日日 光光 还原态无机物还原态无机物 化能异养菌化能异养菌 光能营养菌光能营养菌 化能自养菌化能自养菌 通用能源通用能源 ATP ATP 微生物所需能量，通过

3、微生物所需能量，通过 生物氧化生物氧化 获得能量。获得能量。生物氧化生物氧化：细胞内代谢物以氧化作用产生能量细胞内代谢物以氧化作用产生能量的化学反应。的化学反应。氧化过程中能产生能量，分段释放，以氧化过程中能产生能量，分段释放，以高能磷高能磷酸键酸键形式储藏在形式储藏在ATPATP分子内，供需要时用。分子内，供需要时用。生物氧化功能：生物氧化功能：产能产能(ATP)(ATP)；产生还原力产生还原力；小分子中间代谢物小分子中间代谢物。物质有较强还原性，驱动生化反物质有较强还原性，驱动生化反应过程，称为还原力。应过程，称为还原力。典型还原力是典型还原力是NADHNADH、NADPHNADPH。生物

4、氧化方式生物氧化方式：和氧直接化合：和氧直接化合：C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2 6CO 6CO2 2+6H+6H2 2O O失去电子：失去电子：Fe Fe2+2+FeFe3+3+e+e-化合物脱氢或氢传递化合物脱氢或氢传递:CH CH3 3-CH-CH2 2-OH CH-OH CH3 3-CHO-CHONADH2 NAD 乙醇乙醇乙醛乙醛生物氧化过程：生物氧化过程：三个环节三个环节 底物脱氢（脱电子）作用底物脱氢（脱电子）作用（底物：电子供体或供氢体）（底物：电子供体或供氢体）氢（电子）传递氢（电子）传递（需中间传递体，如（需中间传递体，如NADNAD、FADFAD

5、等）等）氢受体接受氢（电子）氢受体接受氢（电子）（最终电子受体或最终氢受（最终电子受体或最终氢受体）体）底物脱氢途径：底物脱氢途径：有四条途径。有四条途径。EMPEMP（糖酵解）途径、（糖酵解）途径、HMPHMP（磷酸戊糖）途径、（磷酸戊糖）途径、ED ED（2-2-酮酮-3-3-脱氧脱氧-6-6-磷酸葡糖酸裂解）途径、磷酸葡糖酸裂解）途径、TCATCA（三羧酸循环）。（三羧酸循环）。EMP EMP（糖酵解）途径关（糖酵解）途径关键步骤：键步骤：（1 1）葡萄糖磷酸化）葡萄糖磷酸化 1.61.6二磷酸果糖二磷酸果糖(耗能耗能)（2 2）1.61.6二磷酸果糖二磷酸果糖 2 2分子分子3-3-磷

6、酸甘油醛磷酸甘油醛（3 3）3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 丙酮酸丙酮酸由以上途径可知，由以上途径可知，无氧条件下，无氧条件下，EMPEMP途径产能效率很低，每个葡萄途径产能效率很低，每个葡萄糖分解产生糖分解产生2 2个个ATPATP；产生多种中间代谢物，可为合成反应提供原材产生多种中间代谢物，可为合成反应提供原材料，起着连接许多有关代谢途径的作用；料，起着连接许多有关代谢途径的作用；EMPEMP途径与乙醇、乳酸、甘油、丙酮、丁醇、丁途径与乙醇、乳酸、甘油、丙酮、丁醇、丁二醇等发酵产物生产有密切关系。二醇等发酵产物生产有密切关系。（二）（二）HMPHMP途径途径(磷酸磷酸戊糖途径戊糖途径)：葡萄

7、糖不经葡萄糖不经EMPEMP和和TCATCA途径得到彻底氧化，途径得到彻底氧化，产生大量能量。产生大量能量。HMPHMP途径降解葡萄糖的三个阶段途径降解葡萄糖的三个阶段：1.1.葡萄糖葡萄糖 经过氧化反应产生经过氧化反应产生 核酮糖核酮糖-5-5-磷酸磷酸 和和 CO CO2 2。2.2.核酮糖核酮糖-5-5-磷酸磷酸 发生同分异构化或表异构化，产生发生同分异构化或表异构化，产生 核核糖糖-5-5-磷酸磷酸、木酮糖木酮糖-5-5-磷酸磷酸。3.3.无氧参与，各种无氧参与，各种 戊糖磷酸戊糖磷酸 发生碳架重排，产生发生碳架重排，产生 己糖己糖磷酸磷酸 和和 丙糖磷酸丙糖磷酸。HMPHMP途径总反

8、应：途径总反应：6 6葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸+12NADP+12NADP+6H+6H2 2O O 5 5葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸+12NADPH+12H+12NADPH+12H+12CO+12CO2 2+Pi+PiHMPHMP途径的重要意义途径的重要意义：（1 1）为核苷酸、核酸的生物合成提供戊糖）为核苷酸、核酸的生物合成提供戊糖-磷酸磷酸（核酮糖（核酮糖-5-5-磷酸是合成核酸、某些辅酶、组氨磷酸是合成核酸、某些辅酶、组氨酸的原料）；酸的原料）；（2 2）产生产生NADPHNADPH2 2还原剂，用于合成脂肪酸、固还原剂，用于合成脂肪酸、固醇等细胞物质，还可通过呼吸链产生能量；

9、醇等细胞物质，还可通过呼吸链产生能量；（3 3）微生物对戊糖需要超过）微生物对戊糖需要超过HMPHMP途径正常供应量途径正常供应量时，可通过时，可通过EMPEMP途径与本途径在途径与本途径在1 1，6-6-二磷酸果二磷酸果糖和糖和3-3-磷酸甘油醛处连接来调剂。磷酸甘油醛处连接来调剂。（4 4）反应中赤藓糖可用于合成芳香氨基酸，如苯）反应中赤藓糖可用于合成芳香氨基酸，如苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和组氨酸；丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和组氨酸；（5 5）在反应中存在着）在反应中存在着C C3 3 C C7 7各种糖，使微生物碳各种糖，使微生物碳源利用范围更广；源利用范围更广；（6 6）本途径产生发酵产物

10、很多，如核苷酸、氨基）本途径产生发酵产物很多，如核苷酸、氨基酸、辅酶、乳酸等。酸、辅酶、乳酸等。（三）（三）ED ED（2-2-酮脱氧酮脱氧-6-6磷酸葡萄糖酸裂解）磷酸葡萄糖酸裂解）途途径径EDED途径是在研究途径是在研究嗜糖假单胞菌嗜糖假单胞菌时发现的，是少时发现的，是少数缺乏完整数缺乏完整EMPEMP途径微生物所具有的一种替代途途径微生物所具有的一种替代途径；径；在革兰氏阴性菌中分布较广，特别是假单胞菌在革兰氏阴性菌中分布较广，特别是假单胞菌和固氮菌较多，其它生物中还未发现。和固氮菌较多，其它生物中还未发现。总反应可概括为总反应可概括为：特点特点：葡萄糖只经葡萄糖只经4 4步反应即可获得

11、步反应即可获得EMPEMP途径须经途径须经1010步步才能获得的丙酮酸。才能获得的丙酮酸。产能效率低产能效率低，1 1分子葡萄糖仅产分子葡萄糖仅产1 1分子分子ATPATP，是，是EMPEMP途径的一半；途径的一半；EDED途径可与途径可与EMPEMP、HMPHMP途径以及途径以及TCATCA循环相连接循环相连接，相互协调，满足微生物对能量、还原力、不同相互协调，满足微生物对能量、还原力、不同中间代谢物的需要；中间代谢物的需要；好氧好氧时与时与TCATCA循环相连，循环相连，厌氧厌氧时进行乙醇发酵。时进行乙醇发酵。ED ED途径特征反应是关键中间代谢物途径特征反应是关键中间代谢物2-2-酮酮-

12、3-3-脱氧脱氧-6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸（KDPGKDPG）裂解为）裂解为丙酮酸和丙酮酸和3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛。ED ED途径特征酶是葡糖酸（途径特征酶是葡糖酸（KDPGKDPG）醛缩酶）醛缩酶.（四）磷酸酮解酶途径（四）磷酸酮解酶途径存在于存在于明串珠菌属明串珠菌属和和乳杆菌属乳杆菌属的一些细菌中。的一些细菌中。进行磷酸酮解酶途径的微生物缺少醛缩酶，不进行磷酸酮解酶途径的微生物缺少醛缩酶，不能将磷酸己糖裂解为能将磷酸己糖裂解为2 2个三碳糖。个三碳糖。磷酸酮解酶磷酸酮解酶途径有两种途径有两种：磷酸戊糖酮解酶磷酸戊糖酮解酶途径（途径（PKPK）磷酸己糖酮解酶磷酸己糖酮解酶途径

13、（途径（HKHK）1 1）PKPK途径（磷酸戊糖酮解酶途径）途径（磷酸戊糖酮解酶途径）磷酸戊糖酮解酶途径（磷酸戊糖酮解酶途径（肠膜明串珠菌、番茄乳杆菌、甘露醇乳杆菌、肠膜明串珠菌、番茄乳杆菌、甘露醇乳杆菌、短杆乳杆菌短杆乳杆菌 ）G 5-磷酸-木酮糖 乙酰磷酸+3-磷酸-甘油醛特征性酶特征性酶 木酮糖酮解酶木酮糖酮解酶乙醇丙酮酸乳酸 1 G 乳酸+乙醇+1 ATP+NADPH+H+磷酸戊糖酮解酶磷酸戊糖酮解酶途径的特点途径的特点:分解分解1 1分子葡萄糖只产生分子葡萄糖只产生1 1分子分子ATPATP，相当于，相当于EMPEMP途径的一半途径的一半;产生等量的乳酸、乙醇、产生等量的乳酸、乙醇、

14、COCO2 2。G 6-磷酸-果糖2 2）HK HK途径（磷酸己糖酮解酶途径）途径（磷酸己糖酮解酶途径）（双歧杆菌双歧杆菌）4-磷酸-赤藓糖+乙酰磷酸特征性酶特征性酶 磷酸己糖酮解酶磷酸己糖酮解酶 3-磷酸甘油醛+乙酰磷酸5-磷酸-木酮糖，5-磷酸-核糖乙酸戊糖酮解酶戊糖酮解酶6-磷酸-果糖乳酸 乙酸1 G 乳酸+1.5乙酸+2.5 ATP 磷酸己糖酮解酶磷酸己糖酮解酶 途径的特点：途径的特点：有两个磷酸酮解酶参加反应；有两个磷酸酮解酶参加反应；在没有氧化作用和脱氢作用的参与下，在没有氧化作用和脱氢作用的参与下，2 2分分子葡萄糖分解为子葡萄糖分解为3 3分子乙酸和分子乙酸和2 2分子分子3-

15、3-磷酸磷酸-甘甘油醛，油醛，3-3-磷酸磷酸-甘油醛在脱氢酶的参与下转甘油醛在脱氢酶的参与下转变为乳酸；乙酰磷酸生成乙酸的反应则与变为乳酸；乙酰磷酸生成乙酸的反应则与ADPADP生成生成ATPATP的反应相偶联；的反应相偶联；每分子葡萄糖产生每分子葡萄糖产生2.52.5分子分子ATPATP；许多微生物（双歧杆菌）的异型乳酸发酵即许多微生物（双歧杆菌）的异型乳酸发酵即采取此方式。采取此方式。丙酮酸在进入丙酮酸在进入三羧酸循环之前三羧酸循环之前先先要脱羧生成乙酰要脱羧生成乙酰CoACoA，乙酰乙酰CoACoA和草酰乙和草酰乙酸缩合成柠檬酸再酸缩合成柠檬酸再进入三羧酸循环。进入三羧酸循环。循环结果

16、是乙循环结果是乙酰酰CoACoA被彻底氧化成被彻底氧化成COCO2 2和和H H2 2O O，每氧化每氧化1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA产生产生1212分子分子ATPATP，草酰乙酸草酰乙酸参与反应而本身并参与反应而本身并不消耗。不消耗。TCATCA循环重要特点：循环重要特点：1 1、循环一次的结果是乙酰循环一次的结果是乙酰CoACoA的乙酰基被氧化为的乙酰基被氧化为2 2分子分子 COCO2 2,重新生成重新生成1 1分子草酰乙酸；分子草酰乙酸；2 2、整个循环有四步氧化还原反应，其中三步反应将整个循环有四步氧化还原反应，其中三步反应将NADNAD+还原为还原为NADH+HNADH+H+

17、，另一步为另一步为FADFAD还原；还原；3 3、为糖、脂、蛋白质三大物质转化中心枢纽。为糖、脂、蛋白质三大物质转化中心枢纽。4 4、循环中的中间产物是一些物质生物合成的前体；循环中的中间产物是一些物质生物合成的前体；5 5、生物体提供能量的主要形式；生物体提供能量的主要形式；6 6、为人类利用生物发酵生产所需产品提供主要的代谢为人类利用生物发酵生产所需产品提供主要的代谢途径。如，柠檬酸发酵；葡萄糖发酵等。途径。如，柠檬酸发酵；葡萄糖发酵等。二、递氢、受氢和二、递氢、受氢和ATPATP产生产生上述脱氢途径生成的上述脱氢途径生成的NADHNADH、NADPHNADPH、FADFAD等等还原还原型

18、辅酶型辅酶通过通过呼吸链呼吸链等方式进行等方式进行递氢递氢，最终与，最终与受受氢体氢体（氧、无机或有机氧化物）结合，生成（氧、无机或有机氧化物）结合，生成ATPATP。根据根据递氢递氢，特别是，特别是受氢过程受氢过程中中氢受体性质氢受体性质不同，不同，把微生物能量代谢分为把微生物能量代谢分为 呼吸作用呼吸作用、发酵作用发酵作用两大类。两大类。发酵作用发酵作用：没有任何：没有任何外援最终电子受体外援最终电子受体的生物的生物氧化模式；氧化模式；呼吸作用呼吸作用：有：有外援最终电子受体外援最终电子受体的生物氧化模的生物氧化模式；式；呼吸作用又分两类：呼吸作用又分两类：有氧呼吸有氧呼吸最终电子受体是分

19、子氧最终电子受体是分子氧O O2 2;无氧呼吸无氧呼吸最终电子受体是无机氧化物，最终电子受体是无机氧化物，如如NONO3 3-、SOSO4 42-2-等。等。1 1、发酵作用：、发酵作用：概念：概念：无氧条件下，底物脱氢后所产生的还原力不经过呼无氧条件下，底物脱氢后所产生的还原力不经过呼吸链传递，直接交给某一吸链传递，直接交给某一内源氧化性中间代谢产物内源氧化性中间代谢产物的一类低效产能反应。的一类低效产能反应。在在发酵工业上发酵工业上，发酵指利用厌氧或好氧微生物来生，发酵指利用厌氧或好氧微生物来生产有用代谢产物的一类生产方式。产有用代谢产物的一类生产方式。发酵途径：发酵途径：葡萄糖在厌氧条件

20、下分解葡萄糖产能途径主要有葡萄糖在厌氧条件下分解葡萄糖产能途径主要有EMPEMP、HMPHMP、EDED和和PKPK途径。途径。发酵类型：发酵类型：上述途径均有上述途径均有还原型氢供体还原型氢供体 NADH+HNADH+H+、NADPH+HNADPH+H+产产生，产生量不多，不及时使它们氧化再生，糖分解产生，产生量不多，不及时使它们氧化再生，糖分解产能将会中断。能将会中断。微生物以葡萄糖分解过程中形成的各种微生物以葡萄糖分解过程中形成的各种中间产物中间产物为氢为氢（电子）受体来接受（电子）受体来接受NADH+HNADH+H+和和NADPH+HNADPH+H+的氢（电子）的氢（电子），产生各种各

21、样发酵产物。，产生各种各样发酵产物。根据发酵产物的种类有乙醇发酵、乳酸发酵、丙酸发根据发酵产物的种类有乙醇发酵、乳酸发酵、丙酸发酵、丁酸发酵、混合酸发酵、丁二醇发酵、乙酸发酵酵、丁酸发酵、混合酸发酵、丁二醇发酵、乙酸发酵等。等。（1 1）丙酮酸发酵）丙酮酸发酵：丙酮酸丙酮酸是是EMPEMP途径途径中关键产物，从此出发，不同微生中关键产物，从此出发，不同微生物可进行不同发酵：物可进行不同发酵：酵母型酒精发酵酵母型酒精发酵 同型乳酸发酵同型乳酸发酵 丙酸发酵丙酸发酵 混合酸发酵混合酸发酵 2 2,3,3丁二醇发酵丁二醇发酵 丁酸发酵丁酸发酵（2 2）乳酸发酵：）乳酸发酵：乳酸细菌乳酸细菌利用葡萄糖

22、产生利用葡萄糖产生乳酸乳酸，称为，称为乳酸发酵乳酸发酵。由于菌种、代谢途径不同，生成产物有所不同，将乳由于菌种、代谢途径不同，生成产物有所不同，将乳酸发酵分为酸发酵分为同型乳酸发酵同型乳酸发酵、异型乳酸发酵异型乳酸发酵和和双歧杆菌双歧杆菌发酵发酵。同型乳酸发酵：（经同型乳酸发酵：（经EMPEMP途径）途径）异型乳酸发酵异型乳酸发酵：（经（经HMPHMP途径）途径）双歧杆菌发酵双歧杆菌发酵:（经（经HKHK途径途径磷酸己糖解酮酶途径磷酸己糖解酮酶途径）葡萄糖葡萄糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮2(1,3-二二-磷酸甘油酸）磷酸甘油酸）2乳酸乳酸 2丙酮酸丙酮酸同型乳酸发酵同型乳

23、酸发酵 2NAD+2NADH4ATP4ADP2ATP 2ADPLactococcus lactisLactobacillus plantarum异型乳酸发酵：异型乳酸发酵：葡萄糖葡萄糖6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸萄糖酸5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛乳酸乳酸乙酰磷酸乙酰磷酸NAD+NADHNAD+NADHATP ADP乙醇乙醇 乙醛乙醛 乙酰乙酰CoA2ADP 2ATP-2H-CO2（3 3）混合酸发酵：）混合酸发酵：概念概念：埃希氏菌、沙门氏菌、志贺氏菌属一些菌通埃希氏菌、沙门氏菌、志贺氏菌属一些菌通过过EMPEMP途径将葡萄糖转变成琥珀酸、乳酸、甲酸、途径

24、将葡萄糖转变成琥珀酸、乳酸、甲酸、乙醇、乙酸、乙醇、乙酸、H H2 2、COCO2 2等多种代谢产物，等多种代谢产物，由于代谢产物中含有多种有机酸，称为由于代谢产物中含有多种有机酸，称为混合混合酸发酵酸发酵。葡萄糖葡萄糖琥珀酸琥珀酸 草酰乙酸草酰乙酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 乙醛乙醛 乙酰乙酰 CoA 甲酸甲酸 乙醇乙醇 乙酰磷酸乙酰磷酸 CO2 H2 乙酸乙酸丙酮酸甲酸裂解酶丙酮酸甲酸裂解酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶甲酸甲酸-氢裂解酶氢裂解酶磷酸转乙酰酶磷酸转乙酰酶乙酸激酶乙酸激酶PEP羧化酶羧化酶乙醛脱氢酶乙醛脱氢酶+2HpH6.2发酵途径：发酵途径：概念：概念

25、：肠杆菌、沙雷氏菌、欧文氏菌属中的一些细肠杆菌、沙雷氏菌、欧文氏菌属中的一些细菌具有菌具有-乙酰乳酸合成酶乙酰乳酸合成酶系而进行丁二醇发系而进行丁二醇发酵。酵。（4 4）2,3-2,3-丁二醇发酵丁二醇发酵 葡萄糖葡萄糖 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸乙醛乙醛 乙酰乙酰CoA 甲酸甲酸乙醇乙醇 乙酰乳酸乙酰乳酸 二乙酰二乙酰 3-羟基丁酮羟基丁酮 2,3-丁二醇丁二醇CO2 H2-乙酰乳酸合成酶乙酰乳酸合成酶-乙酰乳酸脱羧酶乙酰乳酸脱羧酶2,3-丁二醇脱氢酶丁二醇脱氢酶EMPEMP发酵途径：发酵途径：第二节第二节微生物的分解代谢微生物的分解代谢微生物对小分子物质能直接吸收，对分子量较微生物对小分子物质

26、能直接吸收，对分子量较大的有机物需要事先分解。大的有机物需要事先分解。分解分解 分为分为3 3个阶段个阶段：第一阶段第一阶段：将蛋白质、多糖、脂类等大分子：将蛋白质、多糖、脂类等大分子物质降解成氨基酸、单糖、脂肪酸等小分子物物质降解成氨基酸、单糖、脂肪酸等小分子物质；质；第二阶段第二阶段：将第一阶段产物降解成更简单的乙：将第一阶段产物降解成更简单的乙酰辅酶酰辅酶A A、丙酮酸、进入三羧酸循环的中间产、丙酮酸、进入三羧酸循环的中间产物，物，此阶段产生此阶段产生ATPATP、NADHNADH、FADHFADH2 2；|第三阶段第三阶段：通过三羧酸循环将第二阶段产物：通过三羧酸循环将第二阶段产物完全

27、降解成完全降解成COCO2 2，产生，产生ATPATP、NADHNADH、FADHFADH2 2。|第二、三阶段产生的第二、三阶段产生的NADHNADH、FADHFADH2 2，通过电子，通过电子传递链被氧化，产生大量的传递链被氧化，产生大量的ATPATP。蛋白质、多糖、脂类蛋白质、多糖、脂类 降解降解氨基酸、单糖、脂肪酸氨基酸、单糖、脂肪酸 降解降解乙酰辅酶乙酰辅酶A A、丙酮酸、丙酮酸中间产物中间产物三羧酸循环三羧酸循环 能（能（ATPATP）、）、COCO2 2、能（能（ATPATP）还原力（还原力（NADHNADH、FADHFADH2 2）还原力（还原力（NADHNADH、FADHFA

28、DH2 2）一、纤维素分解一、纤维素分解纤维素是纤维素是植物细胞壁植物细胞壁组成分。组成分。纤维素纤维素由葡萄糖通过由葡萄糖通过-1-1，4 4糖苷键糖苷键连接而成。连接而成。青霉、木霉、曲霉、纤维粘菌属、纤维单胞青霉、木霉、曲霉、纤维粘菌属、纤维单胞菌属、放线菌等能分泌菌属、放线菌等能分泌纤维素酶纤维素酶。纤维素酶包括：纤维素酶包括：C C1 1酶酶、C Cx x酶酶（C Cx1x1、C Cx2x2 酶）、酶）、-葡葡萄糖苷酶萄糖苷酶（纤维素二糖酶）等（纤维素二糖酶）等3 3类。类。分解过程：分解过程：纤维素纤维素 水合非结晶纤维素水合非结晶纤维素 纤维二糖纤维二糖+葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄

29、糖 -葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶C C1 1酶酶C Cx1x1、C Cx2x2 酶酶二、淀粉分解二、淀粉分解淀粉淀粉由葡萄糖通过由葡萄糖通过糖苷键糖苷键连接而成。连接而成。直链淀粉直链淀粉：-1-1，4 4糖苷键糖苷键连接。占连接。占20%20%；支链淀粉支链淀粉：在直链淀粉上通过：在直链淀粉上通过-1-1，6 6糖苷键连接糖苷键连接形成形成侧链。占侧链。占80%80%；绝大多数微生物能分泌绝大多数微生物能分泌淀粉酶淀粉酶，分为，分为4 4种。种。（1 1）-淀粉酶淀粉酶（液化酶液化酶）：使淀粉溶液黏度下）：使淀粉溶液黏度下降，表现为降，表现为液化液化。曲霉、枯草杆菌是工业上常用的曲霉、枯草杆菌是工

30、业上常用的-淀粉酶淀粉酶生产生产菌株。菌株。（2 2）-淀粉酶淀粉酶：将直链淀粉分解成：将直链淀粉分解成麦芽糖麦芽糖。根霉、米曲霉等可产生大量的根霉、米曲霉等可产生大量的-淀粉酶淀粉酶。（3 3）葡萄糖生成酶葡萄糖生成酶：水解：水解直链淀粉直链淀粉成葡萄糖，成葡萄糖，水解水解支链淀粉支链淀粉成葡萄糖、寡糖。成葡萄糖、寡糖。根霉、曲霉可产生根霉、曲霉可产生葡萄糖生成酶葡萄糖生成酶。（4 4）异淀粉酶异淀粉酶：分解淀粉成：分解淀粉成糊精糊精。黑曲霉、米曲霉可产生黑曲霉、米曲霉可产生异淀粉酶异淀粉酶。工业上将淀粉酶用于棉织物淀粉脱浆、生产葡工业上将淀粉酶用于棉织物淀粉脱浆、生产葡萄糖、酿酒。萄糖、酿

31、酒。三、果胶质分解三、果胶质分解 果胶质由果胶质由D-D-半乳糖醛酸半乳糖醛酸通过通过-1-1，4 4糖苷键糖苷键连连接而成。接而成。曲霉属、青霉属、毛霉属等能分泌果胶酶曲霉属、青霉属、毛霉属等能分泌果胶酶。原果胶原果胶可溶性果胶可溶性果胶果胶酸果胶酸半乳糖醛酸半乳糖醛酸 糖代谢糖代谢原果胶酶原果胶酶果胶甲基酯酶果胶甲基酯酶聚半乳糖醛酸酶聚半乳糖醛酸酶四、木质素、芳香族化合物分解四、木质素、芳香族化合物分解木质素是由芳香族亚基缩合而成的聚合物。木质素是由芳香族亚基缩合而成的聚合物。木素木霉、干朽菌属、多孔菌属等分解木质素木素木霉、干朽菌属、多孔菌属等分解木质素。解聚、氧化解聚、氧化 木质素木质

32、素 乙酸、琥珀酸乙酸、琥珀酸 五、几丁质分解五、几丁质分解几丁质几丁质是构成真菌细胞壁、昆虫体壁、节肢动物甲壳是构成真菌细胞壁、昆虫体壁、节肢动物甲壳的主要成分。的主要成分。由由N-N-乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖以以-1-1，4 4糖苷键糖苷键连接而成。连接而成。某些细菌、放线菌（链霉菌）能分泌几丁质酶某些细菌、放线菌（链霉菌）能分泌几丁质酶。几丁质几丁质 几丁二醇几丁二醇 N-N-乙酰氨基葡萄糖乙酰氨基葡萄糖 氨氨+葡萄糖葡萄糖几丁质酶几丁质酶几丁质二糖酶几丁质二糖酶六、蛋白质分解六、蛋白质分解蛋白质是由氨基酸组成的分子巨大、结构复杂蛋白质是由氨基酸组成的分子巨大、结构复杂的有机物，不能直

33、接进入细胞。的有机物，不能直接进入细胞。微生物分泌蛋白酶将蛋白质分解。微生物分泌蛋白酶将蛋白质分解。蛋白酶蛋白酶 肽酶肽酶 蛋白质蛋白质 短肽短肽 氨基酸氨基酸 （细胞外细胞外）（细胞内细胞内）七、氨基酸分解七、氨基酸分解氨基酸氨基酸通常被微生物通常被微生物直接直接用于合成细胞物质。用于合成细胞物质。在厌氧和缺少在厌氧和缺少C C源的条件下，被细菌用作源的条件下，被细菌用作能源能源和和C C源源。微生物分解利用氨基酸主要是通过微生物分解利用氨基酸主要是通过脱氨作用脱氨作用和和脱羧作用脱羧作用。（一）脱氨作用（一）脱氨作用脱氨作用：脱氨作用：有机氮化物有机氮化物经微生物作用产生经微生物作用产生氨

34、氨的的过程。过程。氧化脱氨基（大肠杆菌）氧化脱氨基（大肠杆菌）脱氨方式脱氨方式 还原脱氨基（梭状芽孢杆菌）还原脱氨基（梭状芽孢杆菌）水解脱氨基（酵母菌）水解脱氨基（酵母菌）氧化氧化-还原脱氨基（梭菌）还原脱氨基（梭菌）1.1.氧化脱氨基氧化脱氨基：氨基酸氨基酸 氨氨+-酮酸酮酸 2.2.还原脱氨基还原脱氨基：氨基酸氨基酸 有机酸有机酸+氨氨 氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶有氧有氧氢化酶氢化酶无氧无氧3.3.水解脱氨基水解脱氨基 氨基酸氨基酸 羟酸羟酸+氨氨 4.4.氧化还原脱氨基氧化还原脱氨基一种氨基酸作为一种氨基酸作为供氢体供氢体氧化脱氨氧化脱氨另一种氨基酸作为另一种氨基酸作为受氢体受氢体还原脱氨还原脱氨生成有机酸、生成有机酸、-酮酸、氨、能量酮酸、氨、能量。水解酶水解酶无氧无氧（二）脱羧（二）脱羧作用作用多见于腐败细菌和真菌。（肉类的腐败）多见于腐败细菌和真菌。（肉类的腐败）氨基酸氨基酸 有机胺有机胺+CO+CO2 2氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶八、烃类、有机农药分解八、烃类、有机农药分解烃烃:在有氧条件下在有氧条件下氧化氧化成成醇、醛、脂肪酸醇、醛、脂肪酸;有机农药有机农药:脱卤、脱烃、氧化、还原、环裂解、脱卤、脱烃、氧化、还原、环裂解、缩合缩合等作用分解，等作用分解，但半衰期较长但半衰期较长。