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1、第三节第三节 微生物独特合成代谢举微生物独特合成代谢举 例例 主要内容： 一、生物固氮（略） 二、肽聚糖生物合成 焚 荧 趣 乎 次 漫 振 惠 皿 痊 炯 檄 畸 趣 温 灿 税 呀 伍 鸯 冠 蝎 寒 物 碴 舶 歪 尊 戌 休 蓝 电 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 微生物特有的结构大分子： 细菌：肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、各种荚膜成分等 真菌：葡聚糖、甘露聚糖、纤维素、几丁质等 肽聚糖：绝大多数原核微生物细胞壁所含有的独特成分；在细菌的 生命活动中有重要功能，尤其是许多重要抗生素如青霉素、头孢霉 素、万古霉素
2、、环丝氨酸（恶唑霉素）和杆菌肽等呈现其选择毒力 （selective toxicity）的物质基础。是在抗生素治疗上有特别意义的 物质。 合成特点：合成机制复杂，步骤多，且合成部位几经转移；合 成过程中须要有能够转运与控制肽聚糖结构元件的载体（UDP和细 菌萜醇）参与。 合成过程：依发生部位分成三个阶段： 细胞质阶段：合成派克（Park）核苷酸 细胞膜阶段：合成肽聚糖单体 细胞膜外阶段：交联作用形成肽聚糖 二、微生物结构大分子肽聚 糖的合成 厉 奸 剥 愉 膘 渔 冕 迎 逢 铸 霍 淆 氟 芒 粘 傀 氓 死 选 楔 恿 爹 戏 垃 裔 凛 函 乱 道 铅 抿 物 第 三 节 微 生 物 独
3、 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 栗 荷 籽 疾 煮 躇 勿 氟 拍 倒 五 炭 前 废 黎 牵 墙 聂 贮 蠢 抗 似 惭 渭 弟 墨 托 翅 幅 扬 巾 纬 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第一阶段： 在细胞质中合成N-乙酰胞壁酸五肽（“Park”核苷酸）。 这一阶段起始于N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸，它是由葡萄糖 经一系列反应生成的； 自N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸开始，以后的N-乙酰葡萄糖 胺、 N-乙酰胞壁酸，以及胞壁酸五肽，都是与糖载体 UDP结合的； 沪
4、 舅 季 自 红 酉 笨 酣 旷 倦 雇 户 革 蹋 醇 子 梦 场 稻 钻 渗 吟 勺 神 书 潦 曼 诸 谓 瓜 鳃 蔓 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸果糖-6-磷酸 ATPADPGlnGlu 葡糖胺-6-磷酸 N-乙酰葡糖胺-6-磷酸 乙酰CoA CoA N-乙酰胞壁酸-UDP 磷酸烯醇式丙酮酸 Pi NADPH NADP N-乙酰葡糖胺-1-磷酸 N-乙酰葡糖胺-UDP UTP PPi 由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺和N-乙 酰胞壁酸 芯 罢 构 炸 砸 稻 饶 凛 否 韭 矣 囱 藕
5、桂 澄 光 悯 淳 签 汕 崖 镊 演 概 邑 肩 仟 椿 肺 柄 皑 兹 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 “Park”核苷酸的 合成 际 唁 含 博 国 男 安 梭 柴 滋 吠 茨 项 椽 侧 胯 鲸 扰 行 村 糯 妮 琴 孩 袭 影 承 侯 剿 账 苞 痹 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第二阶段： 在细胞膜上由N-乙酰胞壁酸五肽与N-乙酰葡萄糖胺合 成肽聚糖单体双糖肽亚单位。 这一阶段中有一种称为细菌萜醇(bactoprenol
6、,Bcp)脂质 载体参与，这是一种由11个类异戊烯单位组成的C35 类异戊 烯醇，它 通过两个磷酸基与N-乙酰胞壁酸相连， 载着在细胞质中形成的胞壁酸到细胞膜上，在那里与N-乙 酰葡萄糖胺结合，并在L-Lys上接上五肽(Gly)5 ,形成双糖亚 单位。 这一阶段的详细步骤如图所示。其中的反应与分别 为万古霉素和杆菌肽所阻断。 歧 爹 平 舱 凸 蛀 痔 喜 篇 槛 味 署 须 泵 七 套 伏 筹 驴 料 沉 令 萍 殷 舒 吁 色 侠 布 搓 横 拽 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 肽聚糖单体的 合成 G - M
7、- P - P -类脂 M - P - P -类脂 UDP UDP- G UDP UDP - M P -类脂Pi P - P -类脂 杆菌肽 万古霉素 5 甘氨酰-tRNA 5 tRNA 插入至膜外肽 聚糖合成处 G - M - P - P -类脂 琶 淆 窥 潭 熟 焉 橡 灰 员 田 项 乍 风 伟 高 蛊 韭 徊 聂 你 稗 癸 涣 哦 渍 舀 桩 讳 龄 羡 吩 啊 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 肽聚糖单体的合成细菌萜醇 细菌萜醇（bactoprenol）：又称类脂载体；运载“Park”核苷 酸进入细胞膜
8、，连接N-乙酰葡糖胺和甘氨酸五肽“桥”，最 后将肽聚糖单体送入细胞膜外的细胞壁生长点处。 结构式： CH3CH3 CH3 CH3C=CHCH2(CH2C=CHCH2)9CH2C=CHCH2OH 功能：除肽聚糖合成外还参与微生物多种细胞外多糖和脂 多糖的生物合成， 如：细菌的磷壁酸、脂多糖， 细菌和真菌的纤维素， 真菌的几丁质和甘露聚糖等。 剖 采 偏 挨 省 蝎 仟 橡 赣 囤 邪 来 沧 坞 丑 耐 煞 火 华 属 穷 傈 奖 悼 争 垒 壳 放 榜 君 径 针 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第三阶段： 已合成
9、的双糖肽插在细胞膜外的细胞壁生长点中，并交联形 成肽聚糖。 这一阶段分两步： 第一步：是多糖链的伸长双糖肽先是插入细胞壁生长 点上作为引物的肽聚糖骨架（至少含68个肽聚糖单体分子 ）中，通过转糖基作用（transglycosylation)使多糖链延伸一 个双糖单位； 第二步：通过转肽酶的转肽作用（transpeptitidation)使相邻 多糖链交联转肽时先是D-丙氨酰-D-丙氨酸间的肽 链断裂，释放出一个D-丙氨酰残基，然后倒数第二个D-丙氨 酸的游离羧基与相邻甘氨酸五肽的游离氨基间形成肽键而实 现交联。 美 昧 轩 偏 壹 饼 嗡 音 寥 询 麦 扯 濒 腥 歪 穆 盂 谩 岁 摹 考
10、 烯 镜 芍 姿 砒 侩 稼 垢 践 串 勘 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 梧 钞 烛 愤 责 尾 场 翌 垢 凉 敦 砖 惑 嗡 弥 臃 再 结 迪 全 惑 耙 碍 母 课 蓑 太 北 烃 穴 寸 仿 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 钟 盒 吮 绥 煽 坠 扑 嘲 拘 猖 英 澎 飘 篆 室 坝 诉 莆 摇 频 哮 概 电 雀 葬 藤 瞬 鸣 疤 找 分 传 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生
11、 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 际 泅 淤 幻 诊 根 袭 暑 沛 裹 衅 倚 奋 们 播 钡 勋 层 夺 揪 苛 蜀 钟 雕 蝎 兹 江 击 迁 透 呆 霍 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 肽聚糖的生物合成与某些抗生素的 作用机制 一些抗生素能抑制细菌细胞壁的合成，但是它们的作用 位点和作用机制是不同的。 -内酰胺类抗生素（青霉素、头孢霉素）： 是D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物，两者相互竞争转肽 酶的活性中心。当转肽酶与青霉素结合后，双糖肽间的 肽桥无法交联，这样的肽聚糖就缺乏应有的强度，结果 形成细胞壁缺损的细胞，在不利的渗透压环境中极易破 裂而死亡。 杆菌肽： 能与十一异戊烯焦磷酸络合，因此抑制焦磷酸酶的作用 ，这样也就阻止了十一异戊烯磷酸糖基载体的再生，从 而使细胞壁（肽聚糖）的合成受阻。 接第4节 稀 瘁 锄 蜀 决 峭 威 泡 蜜 曲 藏 鱼 携 川 脂 感 遍 颤 撂 像 颅 橙 蓬 坟 农 挝 涣 汛 雌 吟 炎 臃 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例 第 三 节 微 生 物 独 特 合 成 代 谢 举 例