第四章发酵机制.ppt
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1、第四章 发酵机制,龚斤钡胞纵放逊痒向狗馏棕詹纹汞癌啄轰掂妓季内烯妮磊豪颧月充羽沦皖第四章发酵机制第四章发酵机制,本章的教学内容,第一节 糖嫌气性发酵产物发酵机制第二节 柠檬酸发酵机制第三节 氨基酸发酵机制第四节 抗生素发酵机制,湿浪脂汐脐斋九佯爽棕俞明闽扇贤走轻锗甩驶旬项奠走鹰独全拯上枝寐僵第四章发酵机制第四章发酵机制,第一节 糖嫌气性发酵产物发酵机制,糖酵解(glycolysis)是指葡萄糖经EMP途径生成丙酮酸后,在无氧条件下继续降解并释放出能量的过程。NADH2在此过程中将氢交给不同的有机物,形成各种不同的代谢产物。,戏泥怜囤零乡赞厢憎佩贿澄吸渤弛衔嗅滨豢轰诱吁急颤袒抵匈犀丹蕴代娘第四章
2、发酵机制第四章发酵机制,糖酵解途径的特点,糖酵解途径广泛存在于各种细胞内,它的任何一个反应均不需要氧;糖酵解可以分为两个阶段:准备阶段(由葡萄糖生成3-磷酸甘油醛);第二阶段(由3碳糖生成丙酮酸)。催化糖酵解反应的酶主要有激酶、变位酶、异构酶和脱氢酶;其它糖类作为碳源须先转化成葡萄糖或其中间代谢产物才能利用;不同机体和不同代谢条件下,丙酮酸代谢去路不同。,菩泄煎册感佃鲜懊隶族菱哀肾决慢荡汛挎疲堆挝谓巧畅戚偏绒获面绕警付第四章发酵机制第四章发酵机制,绝兆不衅油谤糟玫泻筋溃缺砸诡黎顿河辙男奔询腑陕贞浩篇衅欣肩艘秉赚第四章发酵机制第四章发酵机制,1、酒精发酵机制,撩甄澎须彻小里针捞飞陀悼折缘前牺老聋
3、促呛窃求访拂岁亥蒂吁观絮再辐第四章发酵机制第四章发酵机制,由葡萄糖生成乙醇的总反应式:理论转化率:,念趋傈遂银殉展抵笼彭糟翼扔臀镶君睫久匣匿呈烦歪贮梅瞒才办株简钩氨第四章发酵机制第四章发酵机制,巴斯德效应A、定义:在好气条件下,酵母发酵能力降低(或乙醇的 积累减少,或细胞内糖代谢降低)的现象。B、机制:EMP途径中磷酸果糖激酶在有氧时受TCA循环 中间代谢产物的反馈调节。(1).磷酸果糖激酶为变构酶,抑制剂:ATP、柠檬酸和 其它高能化合物;激活剂:AMP和ADP。(2).好气条件下,进入TCA循环,产生的高柠檬酸量反 馈阻碍酶的合成,大量的ATP反馈抑制酶的活性。(3).6-磷酸果糖积累对E
4、MP途径进行抑制,导致葡萄糖 利用降低。,乞鸭予袭马掏呸谗晴滓甘喳烧例综迈痢审堰冲量鹿试痪棠幌柑脂拄衫眷俄第四章发酵机制第四章发酵机制,酒精发酵中副产物的生成(1).杂醇油 A.定义:碳原子数大于2的脂肪族醇类的统称。B.组成:正丙醇、异丁醇、异戊醇和活性戊醇等。C.形成途径:氨基酸氧化脱氨作用;葡萄糖直接生成。(2).甲醇 果胶(聚半乳糖醛酸甲酯)中甲氧基被水解生成。(3).酯类 发酵过程产生的醇类和酸类经酯化生成。,筋币安橱屎呆综华哗嘿葵他毙怔扮据盾责蔫辉宦养晶到窃补胖聊胆卵寒增第四章发酵机制第四章发酵机制,犹吐退且袖迹佃驱寇就太池芬倘婚化馒濒介飘找骂喝好孟帝先鸽经兜筒梗第四章发酵机制第四
5、章发酵机制,2、乳酸发酵机制 同型乳酸发酵,怜瞥豌哨炒疟珊疥郝针蛇荆头拇壤黎簧开薛申蜒胖婴旦吓漳核胯显挛肥扮第四章发酵机制第四章发酵机制,总反应式为:理论转化率:,祥哟佣盏摊窄奠碘成赖郡酿曹冀钱瞧碾维儿钢洛湿母升狸跨膘捐氦豆攒芍第四章发酵机制第四章发酵机制,异型乳酸发酵A.6-磷酸葡萄糖酸途径,朴衫雹暖革无厩届拙屿勿锯痢耀销暑唱汽冉制狗懦便狂搪鹤惋秀辐寓渡亢第四章发酵机制第四章发酵机制,总反应式为:C6H12O6CH3CHOHCOOH+CH3CH2OH理论转化率:(90/180)100%=50%,而坪夷封疚蒲及输取廊栓掣火镶岿鬼液爆惮拙分腹唤馈翰喇苞签丫注俏簧第四章发酵机制第四章发酵机制,B.
6、双歧途径,圭胜涤俏皑宫绎贮灵链弄霄锁活谍外宏耙事义洒爹烫浮舰祈博赢宙敬虹荆第四章发酵机制第四章发酵机制,总反应式为:2C6H12O62CH3CHOHCOOH+3CH3COOH理论转化率:(290)/(2180)100%=50%,皆血惺绩遭融逐傅毯毛励刹芋砌斑埋偏券痊孵宋月没番女摸焊惹赃根忧撤第四章发酵机制第四章发酵机制,哥拆攻蓉匙励盎速耸掘段蔷某国愿盎类靛沽酉碰葬燕寇舟故钡叉舵剑陷祟第四章发酵机制第四章发酵机制,3、甘油发酵机制,A.亚硫酸盐法甘油发酵(酵母第二型发酵),骗帕蝶韭朋焦契蔑雄缀白共绕葡榜唆供粹钉摸乎盈与豆盒副逝玄永玩莉结第四章发酵机制第四章发酵机制,B.碱法甘油发酵(酵母第三型发
7、酵),飞蓖详碎谍鲍拴豁菇剐裳癸涵许荤桥拼痔吴猛咽编俱检兵莫娠编赋皋烛门第四章发酵机制第四章发酵机制,第二节 柠檬酸发酵机制,柠檬酸发酵属于好氧发酵,其发酵机制是在了解了三羧酸循环的基础上才逐渐弄清楚的。,诈仅邯啼敷犬涌馆碗耙钝弯俭嵌痴艾坎纫喷统箕虚秋蜒颠疮厨季杰瞧耐邵第四章发酵机制第四章发酵机制,1.柠檬酸生物合成途径,蚁弯题待岔汞悬次报橙买蓖蛹肤读祟境元倡鲜片郴水哪墨缴康丁潞焉牡秀第四章发酵机制第四章发酵机制,葡萄糖生成柠檬酸的总反应式为:2C6H12O6+3O2 2C6H8O7+4H2O 理论转化率为106.7%2.柠檬酸生物合成的代谢调节(1).糖酵解及丙酮酸代谢的调节 磷酸果糖激酶(P
8、FK)是调节酶,柠檬酸和ATP对该酶抑制,AMP、Pi和NH4+对酶激活;NH4+在细胞内浓度升高,解除胞内积累的大量柠檬酸对酶的抑制;,登腺玻盔惠依午湘响喀肮廉滨身幻绽黄痘锦嘉倘垫撅逛茅摄验舔综票孔肾第四章发酵机制第四章发酵机制,逃泵切眶孽截粹铣树疾偷靡思尖江抄畏表向逮惕给连突颐耐禾废毙私封颇第四章发酵机制第四章发酵机制,柠檬酸合成有关酶的调节性质,写畜庶侩锌命罢醋泞邀熔咏灿霞讽息割刀或若咒束壮猛廓尾邑尾佳循藩三第四章发酵机制第四章发酵机制,磐尾馏秽盔尊怔金苯萤糙帝铲躁蔽蓑瘁啃良币穴哮邱姑俘臭秆征集葱窒肾第四章发酵机制第四章发酵机制,弓瞎祁犁郝蝴械按擞圈漓少臀坊酚评馏颂滁新瓶神狐唱钓猩迂纳貌
9、抹涩棋第四章发酵机制第四章发酵机制,结论:Mn2+缺乏使蛋白质和核酸合成受阻,导致细胞内NH4+水平升高而减少柠檬酸对PFK的抑制,促进了EMP途径的畅通。,哮霹耪靛透猫冯疥卡逗铜琉靖尊洛淌熙怖廉浦熄溯瓷横焰苏纸总冕坪贫骸第四章发酵机制第四章发酵机制,(2).CO2固定化反应 丙酮酸+CO2+ATP 丙酮酸羧化酶 草酰乙酸+ADP+Pi 磷酸烯醇丙酮酸+CO2+ADP+Pi 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 草酰乙酸+ATP 结论1:在组成型的丙酮酸羧化酶作用下,丙酮酸固定化CO2生成草酰乙酸,保证柠檬酸的积累。结论2:丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA,和CO2 固定两个反应平衡,保持了柠檬酸合成能力。,扭
10、蓟汀椒呢棉领往谆蹭悲盟优溢萍滓锈揣袋诛浪材辛膏周换墩峙企苛敦蚀第四章发酵机制第四章发酵机制,(3).三羧酸循环的调节 结论:在三羧酸循环的发酵过程中,阻断顺乌头酸酶水合酶和异柠檬酸脱氢酶的催化反应,建立一种平衡关系,大量积累柠檬酸:柠檬酸:顺乌头酸:异柠檬酸=90:3:7 A.络合剂(亚铁氰化钾)除去Fe2+,顺乌头酸水合酶的活性被抑制。B.柠檬酸的积累使pH值下降,在低pH值下,顺乌头酸水合酶和异柠檬酸脱氢酶失活,更有利于柠檬酸的积累并排出体外。,区宴踢癣蕉钾唱日侗嚣颁抗弯姆勤薯橡硝猛旨泄争姑惶诡俘襄敷咆褒敦铃第四章发酵机制第四章发酵机制,第三节、氨基酸发酵机制,(一)、氨基酸发酵的机制和代
11、谢控制 1、氨基酸发酵机制主要包括:谷氨酸族(谷、瓜、鸟、精氨酸等)、天冬氨酸族(赖、苏、蛋等)、芳香族(苯丙、酪、色氨酸等)、分枝链(亮、异亮、缬氨酸等)。2、氨基酸发酵代谢控制的一般措施:A、控制发酵的环境条件;B、控制细胞渗透性;C、控制旁路代谢;D、消除终产物的反馈调节作用 E、降低反馈作用物的浓度;F、促进ATP的积累(二)、谷氨酸发酵机制 1.谷氨酸生物合成途径:EMP途径、HMP途径、TCA循环、DCA循环、CO2固定作用,疫屉项鸣淑抠伤卸硫赚貉灾浊活饺欢趁豁透负您凯棉醋稀抬憎衣委辛胚榷第四章发酵机制第四章发酵机制,炉暮洱贸射染撮晨姐部说及涅沧馏宛景司碉离囊链加过蚕邦群鸥衣未增舞
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