细菌新陈代谢.ppt

关于细菌新陈代谢
第一张，共三十八张，创建于2022年，星期日
第四章 细菌的新陈代谢
新陈代谢（代谢，metabolism）：是细胞内发生的一切化学反应的总称。
根据不同的分类依据，代谢分为：
能量代谢
物质代谢；MP途径是戊糖代谢的主要途径，具有该途径的微生物的碳源谱更广泛
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第一节 细菌的能量代谢
3. ED途径
又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。ED途径可不依赖于EMP和HMP途径而单独存在，是少数缺乏完整EMP途径的细菌的一种替代途径。
特点：
特征反应是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）醛缩酶催化的KDPG裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛；
ED途径中的两分子丙酮酸：一分子由2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸直接裂解产生，另一分子由磷酸甘油醛经EMP途径转化而来；
1摩尔葡萄糖经ED途径仅产生1摩尔ATP。
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第一节 细菌的能量代谢
4. TCA（三羧酸循环）
又称柠檬酸循环，Krebs循环，有氧条件下将糖酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA, 乙酰CoA经一系列氧化、脱羧，最终生成CO2和H2O并产生能量的过程。
特点：
1）氧虽不直接参与反应，但必须在有氧条件下进行（NAD和FAD再生时需氧）；
2）每分子丙酮酸可产4分子 NADH、1 分子FADH2、1 分子GTP，共相当于15分子 ATP，产能效率极高。
柠檬酸
异柠檬酸
α-酮戊二酸
琥珀酰CoA
琥珀酸
苹果酸
延胡索酸
草酰乙酸
丙酮酸
乙酰CoA
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第一节 细菌的能量代谢
TCA（三羧酸循环）的生理功能：
为糖、脂类、蛋白质三大物质转化的中心枢纽；
循环中的中间产物是一些重要物质生物合成的前体；
生物体提供能量的主要代谢途径。
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5. 电子传递链（氧化呼吸链——氧化水平磷酸化）
电子从供体NADH和FADH转移到电子受体O2
第一节 细菌的能量代谢
电子传递链载体：
NADH脱氢酶、黄素蛋白、辅酶Q（CoQ）、铁-硫蛋白及细胞色素类蛋白；
在细胞膜上以4个载体复合物的形式从低氧化还原势的化合物到高氧化还原势的分子氧或其他无机、有机氧化物逐级排列。
NADH脱氢酶
复合体
琥珀酸脱氢酶
复合体
细胞色素还原酶复合体
细胞色素氧化酶复合体
ATP合成酶复合体
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第一节 细菌的能量代谢
无氧呼吸：产生2分子ATP
有氧呼吸：共产生38分子ATP ？
糖酵解：底物水平磷酸化——2 ATP
产生2 NADH经氧化磷酸化——6 ATP
TCA循环：底物水平磷酸化——2 ATP
产生8 NADH经氧化磷酸化——24 ATP
产生2 FADH2经氧化磷酸化——4 ATP
corrigendum
NADH和FADH2的P/，因此有氧呼吸1分子葡萄糖产生的ATP约为30个
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第一节 细菌的能量代谢
乙醛酸循环
乙醛酸循环：由异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶催化的反应，绕过了TCA循环从异柠檬酸到苹果酸之间的5步反应。
乙醛酸循环的生理功能：
以乙酰CoA为起始物合成三羧酸循环中的二羧酸与三羧酸，作为三羧酸循环上化合物的补充；
脂肪转变为糖是通过乙醛酸循环途径进行的。2分子乙酰辅酶A合成1分子苹果酸，氧化变成草酰乙酸后，脱羧生成丙酮酸经糖异生途径可合成糖。
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第一节 细菌的能量代谢
其它糖类代谢
半乳糖
1-磷酸半乳糖
UDP-半乳糖
UDP-葡萄糖
1-磷酸葡萄糖
糖原或淀粉
6-磷酸葡萄糖
糖酵解
蔗糖
葡萄糖
果糖
6-磷酸果糖
半乳糖
1-磷酸半乳糖
UDP-半乳糖
UDP-葡萄糖
1-磷酸葡萄糖
糖原或淀粉
6-磷酸葡萄糖
果糖
6-磷酸果糖
多糖经多糖水解酶（淀粉酶等）水解为单糖或二糖后被细菌吸收利用
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脂肪烃类的分解
二、脂肪酸的分解
1. 脂肪酸的活化：脂肪酸转变为脂酰CoA
第一节 细菌的能量代谢
2. β-氧化途径：生成乙酰CoA并产