种微生物生长繁殖的营养物质,该种微生物则会旺盛地大量生长。加富培养基主要用于菌种的保存或菌种的分离筛选。 (2)选择培养基:根据某种或某一类微生物特殊的营养要求配制而成的培养基,如纤维素选择培养基;还有在培养基中加入对某种微生物有抑制作用而对所需培养菌种无影响的物质。
(3)鉴别培养基:根据微生物的代谢特点通过指示剂的显色反应用以鉴定不同微生物的培养基。 二十八、微生物的糖代谢途径 (一)EMP途径
1、EMP途径也称己糖双磷酸降解途径或糖酵解途径。这个途径的特点是当葡萄糖转化成1,6-二磷酸果糖后,在果糖二磷酸醛缩酶的作用下,裂解为两个3C化合物,再由此转化为2分子丙酮酸。EM P途径的过程由以下10个连续反应组成:
己糖激酶
(1)葡萄糖+ATP 6-磷酸葡萄糖+ADP
磷酸己糖异构酶
(2)6-磷酸果糖 6-磷酸果糖 磷酸果糖激酶
(3)6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖 第一阶段
醛缩酶 (无电子转移)
(4)1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛+磷酸二羟基丙酮 磷酸甘油异构酶
(5)磷酸二羟基丙酮 3-磷酸甘油醛
3-磷酸脱氢酶
(6)3-磷酸甘油醛+NADH +H3PO4 1,3-二磷酸甘油酸
(EMP 途径中第一个氧化还原反应)
磷酸甘油酸激酶
(7)1,3-二磷酸甘油酸+ADP 3-磷酸甘油酸
(EMP途径第一个产生ATP)
变位酶 第二阶段
(8)3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸
烯醇化酶
(9)2-磷酸甘油酸 烯醇式磷酸丙酮酸(脱去一分子水)
丙酮酸激酶
(10)烯醇式磷酸丙酮酸+ADP 丙酮酸+ATP
? 总反应式为:
C6H12O6+2NAD+2(ADP+Pi)→2CH3COCOOH(丙酮酸)+2ATP+2NADH2
2、EMP途径的关键酶是己糖激酶,6-磷酸果糖激酶和丙酮酸。每分子葡萄糖通过EMP途径净产生2分子ATP。 3、EMP途径是生物体内6-磷酸葡萄糖转变为丙酮酸最普遍的反应过程,但EMP途径往往是和HMP途径同时存在于同一种微生物中,以EMP途径作为唯一降解途径的微生物极少,只有在含有牛肉汁酵母膏复杂培养基上生长的同型乳酸细菌可以利用EMP作为唯一降解途径。EMP途径的生理作用主要是为微生物代谢提供能量(即ATP)、还原剂(即NADH2)及代谢的中间产物如丙酮
酸等。
4、在EMP中生成的NADH2只有被重新氧化为NAD后,才能保证继续不断地推动全部反应进行。在不同的微生物和不同的条件下,NADH2的重新氧化方式也不同。 (1)厌氧微生物和无氧条件下的兼性厌氧微生物:NADH2+的受氢体可以是丙酮酸或乙醛。
(2)好氧性微生物和有氧条件下的兼性厌氧微生物:经丙酮酸进一步通过三羧酸循环被彻底氧化,生成CO2,脱下的氢和电子生成H2O和大量ATP。 5、三羧酸循环,简称TCA环,总反应式为: CH3COSCoA+2O2+12(ADP+Pi) →2CO2+H20+12ATP+CoA (1)TCA循环的关键酶是柠檬酸合成酶,它催化草酰乙酸与乙酰CoA合成柠檬酸的反应。TCA循环除了产生大量能量,作为微生物生命活动的主要能量来源外,还有许多生理功能。特别是循环中的某些中间产物是一些重要的细胞物质,如各种氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂类等生物合成前体。另外,TCA循环不仅是糖有氧降解的主要途径,也是脂、蛋白质降解的必经途径。因此,TCA环实际上是微生物细胞内各类物质合成和分解代谢的中心枢纽。 6、葡萄糖经EMP途径和TCA彻底氧化成二氧化碳和水的总反应式为:
C6H12O6+6O2+38(ADP+Pi) →6CO2+6H2O+38ATP
(二)HMP途径
1、HMP途径也称己糖单磷降解途径或磷酸戊糖循环。这个途径的特点是当葡萄糖经一次磷酸化脱氢生成6-磷酸葡萄糖酸后,在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶作用下,再次脱氢降解为1分子CO2和1分子磷酸戊糖。3分子的磷酸己糖经脱氢脱羧生成的3分子磷酸戊糖,在转酮酶和转醛酶的作用下,又生成2分子磷酸己糖和1分子磷酸丙糖,磷酸丙糖再经EMP途径的后半步反应转为丙酮酸。反应步骤可分为以下10步反应: 己糖激酶
(1)葡萄糖+ATP 6-磷酸葡萄糖+ADP 磷酸葡萄糖脱氢酶
(2)6-磷酸葡萄糖+NADP 6-磷酸葡萄糖内酯+NADPH2 内酯酶
(3)6-磷酸葡萄糖内酯+H2O 6-磷酸葡萄糖酸 磷酸葡萄糖酸脱氢酶
(4)6-磷酸葡萄糖酸+NADP 5-磷酸核酮糖+NADPH2+CO2 磷酸核糖异构酶 磷酸木酮糖异构酶
(5)5-磷酸核糖 5-磷酸核酮糖 5-磷酸木酮糖 转酮酶
(6)5-磷酸核糖+5-磷酸木酮糖 7-磷酸景天庚酮糖+3-磷酸甘油醛 转醛酶
(7)7-磷酸景天庚酮糖+3-磷酸甘油醛 6-磷酸果糖+4-磷酸赤藓糖 转醛酶
(8)4-磷酸赤藓糖+5-磷酸木酮糖 6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛
(9)3-磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛 1,6二磷酸果糖 磷酸酯酶
(10)1,6二磷酸果糖 6-磷酸果糖+H3PO4
总反应式为:
6-磷酸葡萄糖+7H2O+12NADP→6C O2+12NADPH2+ H3PO4 2、不完全HMP反应到第9步为止,所生成的3-磷酸甘油醛
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