HMP途径HMP途径主要生理功能是：供应合成原料：为核酸、核苷酸、NAD(P)+、FAD(FMN)和CoA等的生物合成提供戊糖-磷酸；途径中的赤藓糖-4-磷酸是合成芳香族、杂环族氨基酸的原料；产还原力：产生大量的NADPH形式的还原力，不仅可供脂肪酸、固醇等生物合成之需，还可供通过呼吸链产生大量能量之需作为固定的CO2中介：是光能自养微生物和化能自养微生物固定CO2的重要中介扩大碳源利用范围：微生物利用C3～C7多种碳源提供了必要的代谢途径连接EMP途径：通过与EMP途径的连接，微生物合成提供更多的戊糖从微生物发酵生产的角度来看，通过HMP途径可提供许多重要的发酵产物，例如核苷酸、氨基酸、辅酶和乳酸（异型乳酸发酵）等二、微生物产能代谢第30页，共76页，星期日，2025年，2月5日ED途径二、微生物产能代谢KDPG：2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸第31页，共76页，星期日，2025年，2月5日ED途径C6H12O6＋ADP＋Pi＋NADP+＋NAD+→2CH3COCOOH＋ATP＋NADPH＋H+＋NADH＋H+ED途径特点是葡萄糖只经过4步反应即可快速获得由EMP途径须经10步才能获得的丙酮酸二、微生物产能代谢第32页，共76页，星期日，2025年，2月5日二、微生物产能代谢第33页，共76页，星期日，2025年，2月5日磷酸戊糖解酮酶（PK）途径磷酸已糖解酮酶HK途径磷酸解酮酶途径二、微生物产能代谢第34页，共76页，星期日，2025年，2月5日TCA循环二、微生物产能代谢第35页，共76页，星期日，2025年，2月5日TCA循环二、微生物产能代谢C6H12O6＋ADP＋Pi＋NADP+＋NAD+→2CH3COCOOH＋ATP＋NADPH＋H+＋NADH＋H+第36页，共76页，星期日，2025年，2月5日TCA循环二、微生物产能代谢TCA途径的特点和主要生理功能是：氧虽不直接参与其中反应，但必须在有氧条件下运转（NAD+和FAD再生时需氧）每分子丙酮酸可产4个NADH、1个FADH2和GTP，总共相当于15个ATP，因此产能效率极高TCA位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位，可为微生物的生物合成提供各种碳架原料，还与人类的发酵生产紧密相关第37页，共76页，星期日，2025年，2月5日TCA循环TCA循环是糖，脂肪和蛋白质的共同代谢途径，和互变的联结机构二、微生物产能代谢第38页，共76页，星期日，2025年，2月5日递氢和受氢贮存在生物体内葡萄糖等有机物中的化学能，经上述的途径脱氢后，经过呼吸链（或称电子传递链）等方式传递，最终与氧、无机或有机氧化物等氢受体相结合而释放出其中的能量根据递氢特点尤其是氢受体性质的不同，可把生物氧化区分成3种类型（好氧呼吸、无氧呼吸和发酵）二、微生物产能代谢第39页，共76页，星期日，2025年，2月5日微生物在降解底物过程中，将释放出电子传给NAD(P)+、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程称为呼吸作用以分子氧作为最终电子受体的称为有氧呼吸；以氧化型化合物（NO3-、NO2-、SO42-、S2O32-）作为最终电子受体的称为无氧呼吸二、微生物产能代谢呼吸作用第40页，共76页，星期日，2025年，2月5日有氧呼吸有氧呼吸：是一种最普遍又最重要的生物氧化或产能方式，其特点是底物脱下的氢经完整的呼吸链传递，最终被外源分子氧接受，产生水并释放出ATP形式的能量。这是一种递氢和受氢都必须在有氧条件下完成的生物氧化作用，是一种高效产能方式二、微生物产能代谢第41页，共76页，星期日，2025年，2月5日无氧呼吸无氧呼吸：是一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物（少数为有机氧化物）的生物氧化。其特点是底物按常规途径脱氢后，经部分呼吸链递氢，最终由氧化态的无机物或有机物受氢，并完成氧化磷酸化产能反应。这是一类在无氧条件下进行的、产能效率较低的特殊呼吸二、微生物产能代谢第42页，共76页，星期日，2025年，2月5日发酵作用发酵（狭义）：指在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力[H]未经呼吸链传递而直接交某一内源性中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应二、微生物产能代谢第43页，共76页，星期日，2025年，2月5日呼吸作用与发酵作用的根本区别在于：电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给电子传递系统，逐步释放出能量后，再交给最终电子受体二、微生物产能代谢发酵呼吸第44页，共76页，星期日，2025年，2月5日