第四章抗生素的生物合成途径 次级代谢的概念和 (一)概念 微生物在一定的生长时期(一般是稳定生长 期),以初级代谢产物为前体,合成一些对微 生物的生命活动没有明确功能的物质的过程就 是次级代谢,这一过程的产物即为次级代谢物 根据生理功能分为抗生素、色素、激素、生物 碱、毒素、酶抑制剂等
第四章 抗生素的生物合成途径 • 一、次级代谢的概念和特点 • （一）概念 • 微生物在一定的生长时期（一般是稳定生长 期），以初级代谢产物为前体，合成一些对微 生物的生命活动没有明确功能的物质的过程就 是次级代谢，这一过程的产物即为次级代谢物。 根据生理功能分为抗生素、色素、激素、生物 碱、毒素、酶抑制剂等
1.次级代谢以初级代谢产物为前体,并受初级代谢 的调节 链霉素 新花素 核酸毒 核背曲酸 新生笔素 艮它霉素 氯都素 例如糖降解产 卡那素 已糖酸一戊糖磷酸一丁糖磷酸 绿脓菌素 巴龙邵素 四环素 生的乙酰COA观 丙糖础酸 莽草酸 是合成四环素 核抛素 分支酸一酪氨 丝氨酸一骗酸甘油酸 红霉素及β 色氨酸苯丙氨酸新生富素 胡萝卜素的前 PEP 放线菌素支霉粘素林货都亲 霉素、/半胱氨酸 吲富素 体;缬氨酸、 头孢霉素}-振氨酸 丙酮酸 麦角酸 氨基己二酸 乙酰cDA 丙二散 半胱氨酸,是 耳酰乙酸 脂酸 合成青霉素、 四环素 顺乌头酸甲羟戊酸 Refo 红都淼 头孢霉素的前 a戊 麦角田醇 力福幂素 谷氨酸一二酸衣脉酸赤邵素 放线菌酮 体;色氨酸是 类胡萝卜素 曲张链蓝新 成麦角碱的 间型忿素 爾醇 类异戊二 前体等
• 二、次级代谢的特点 • 1. 次级代谢以初级代谢产物为前体，并受初级代谢 的调节 例如糖降解产 生的乙酰CoA 是合成四环素 、红霉素及β- 胡萝卜素的前 体；缬氨酸、 半胱氨酸，是 合成青霉素、 头孢霉素的前 体；色氨酸是 合成麦角碱的 前体等
2.次级代谢产物一般在菌体生长后期合成 此类微生物的生理过程可以区分为两个阶段 即菌体生长阶段和代谢产物合成阶段。例如, 链霉素、青霉素、金霉素、红霉素、杄菌肽等 都是在合成阶段形成。例如,青霉素合成中的 酰基转移酶、链霉素合成中的脒基转移酶等次 级代谢中的关键酶都在合成阶段被合成。一般 认为是由于碳分解产物产生阻遏作用的结果 阻遏解除后,合成阶段才能开始
• 2. 次级代谢产物一般在菌体生长后期合成 • 此类微生物的生理过程可以区分为两个阶段， 即菌体生长阶段和代谢产物合成阶段。例如， 链霉素、青霉素、金霉素、红霉素、杆菌肽等， 都是在合成阶段形成。例如，青霉素合成中的 酰基转移酶、链霉素合成中的脒基转移酶等次 级代谢中的关键酶都在合成阶段被合成。一般 认为是由于碳分解产物产生阻遏作用的结果， 阻遏解除后，合成阶段才能开始
3.次级代谢酶的专一性低 一条途径中缺失某一个酶后,该酶反应前面的 物质并不积累,反应顺序后面的酶仍能起作用, 产生出一个分支代谢产物。例如金霉素链霉菌 S. aureofaciens)失去氯化能力或培养基中 没有氯化物存在时,不能合成金霉素。但用于 合成金霉素的中间产物,仍可进行氨基化、甲 基化反应,进而合成四环素
• 3. 次级代谢酶的专一性低 • 一条途径中缺失某一个酶后，该酶反应前面的 物质并不积累，反应顺序后面的酶仍能起作用， 产生出一个分支代谢产物。例如金霉素链霉菌 （S. aureofaciens）失去氯化能力或培养基中 没有氯化物存在时，不能合成金霉素。但用于 合成金霉素的中间产物，仍可进行氨基化、甲 基化反应，进而合成四环素
4.次级代谢产物合成酶是初级代谢物诱导产生的 初级代谢物可诱导合成酶的产生从而增加最终产物 的产量。在放线菌发酵过程起诱导作用的是由内源 代谢物如A因子。A因子既可诱导灰色链霉菌和比 基尼链霉菌( Streptomyces bikiniensis)的形态分 化,又诱导其化学分化.并且促进气生菌丝、分生 孢子、链霉素合成酶以及链霉素的形成。在灰色链 霉菌中,A因子能在转录水平上诱导至少10种蛋白 质,其中之一是链霉素_6磷酸转移酶,这种酶 具有两种功能:其一是参与链霉素的生物合成;其 是与抗性有关
• 4．次级代谢产物合成酶是初级代谢物诱导产生的 • 初级代谢物可诱导合成酶的产生从而增加最终产物 的产量。在放线菌发酵过程起诱导作用的是由内源 代谢物如A因子 。A因子既可诱导灰色链霉菌和比 基尼链霉菌（Streptomycs bikiniensis）的形态分 化，又诱导其化学分化．并且促进气生菌丝、分生 孢子、链霉素合成酶以及链霉素的形成。在灰色链 霉菌中，A因子能在转录水平上诱导至少10种蛋白 质，其中之一是链霉素—6—磷酸转移酶，这种酶 具有两种功能：其一是参与链霉素的生物合成；其 二是与抗性有关