代谢工程课件

1、代谢工程的基 本 概 念,2018/6/11,2,1. 微生物细胞能为其自身提供代谢能2. 细胞能量转换机构的组成3. 微生物代谢中的电子流和电子回路4. 生物氧化和辅酶的再生5. 生化反应途径和代谢途径6. 生化反应网络和代谢网络7. 代谢网络的联网问题8. 代谢流和碳架物质流9. 代谢主流,介绍 26 个基本概念：,2018/6/11,3,10.载流途径与载流路径11.代谢主流的变动性和选择性12.理想载流途径13.微生物生物工程的难题14.代谢网络的节点及其刚性 15.工业发酵的五字策略16.代谢网络的节点及其刚性17.代谢网络的刚性18.微生物活细胞和细胞的经济性,2018/6/11,。

2、第三章 微生物的代谢调节和代谢工程,2,微生物代谢的代谢类型和自我调节酶活性、酶合成调节分支生物合成途径的调节能荷调节代谢调控次级代谢调节,本章内容,3,现代发酵工业要研究的主要内容就是通过改变培养条件和遗传特性，使微生物的代谢途径改变或代谢调节失控而获得某一发酵产物的过量产生。其方法大体可分为两类：多种方法育种选育基因突变株控制培养条件，调节代谢,4,代谢调节(regulation of metablism）是指微生物的代谢速度和方向按照微生物的需要而改变的一种作用。 酶活性的调节 酶合成的调节,5,微生物代谢的控制是指运用人为的方。

3、发酵原理和代谢工程的 基 本 概 念,2019/6/1,张星元：发酵原理（讲座）,2,1. 微生物细胞能为其自身提供代谢能 2. 细胞能量转换机构的组成 3. 微生物代谢中的电子流和电子回路 4. 生物氧化和辅酶的再生 5. 生化反应途径和代谢途径 6. 生化反应网络和代谢网络 7. 代谢网络的联网问题 8. 代谢流和碳架物质流 9. 代谢主流,介绍 26 个基本概念：,2019/6/1,张星元：发酵原理（讲座）,3,10.载流途径与载流路径 11.代谢主流的变动性和选择性 12.理想载流途径 13.微生物生物工程的难题 14.代谢网络的节点及其刚性 15.工业发酵的五字策略 16.代谢网。

4、第三章 微生物的代谢调节和代谢工程(二),2,微生物代谢的代谢类型和自我调节酶活性、酶合成调节分支生物合成途径的调节能荷调节代谢调控次级代谢调节,本章内容,3,第四节 分支生物合成途径的调节,4,在有两种或两种以上的末端产物的分支合成代谢途径中，调节方式较复杂，其共同特点是每个分支途径的末端产物控制分支点后的第一个酶，同时每个末端产物又对整个途径的第一个酶有部分的抑制作用。 分支代谢的反馈调节方式有多种。,分支代谢途径,5,1、同工酶的反馈抑制 isoenzyme feedback inhibition,同功酶是指能催化同一生化反应，但它们的结。

5、1,第十讲 微生物代谢工程研究进展,2,微生物代谢工程研究进展,微生物代谢工程概述 微生物代谢调节 微生物代谢工程的应用,本章内容,微生物代谢工程概述 微生物代谢调节,3,第一节 微生物代谢工程概述,细胞的生命活动是通过活细胞和细胞群的代谢网络进行的，而代谢网络是由一系列酶的级联化学反应以特异性的膜转化系统构成。对人类的应用而言，活细胞自身固有的代谢网络的遗传特性并不是最佳的，为了积累大量的某种代谢产物，就必须要打破并重建细胞的代谢平衡。,4,1、代谢工程概念的演变,一、微生物代谢工程的概念,5,代谢工程是利用分子生物。

6、微生物代谢工程基本概念,2018/6/11,2,1. 微生物细胞能为其自身提供代谢能2. 细胞能量转换机构的组成3. 微生物代谢中的电子流和电子回路4. 生物氧化和辅酶的再生5. 生化反应途径和代谢途径6. 生化反应网络和代谢网络7. 代谢网络的联网问题8. 代谢流和碳架物质流9. 代谢主流,26 个基本概念,2018/6/11,3,10. 载流途径与载流路径11. 代谢主流的变动性和选择性12. 理想载流途径13. 微生物生物工程的难题14. 代谢网络的节点及其刚性 15. 工业发酵的五字策略16. 代谢网络的节点及其刚性17. 代谢网络的刚性18. 微生物活细胞和细胞的经济性,2018/6/。

7、微生物的代谢调节和代谢工程,微生物的生长过程中机体内的复杂代谢过程是相互协调和高度有序的，并对外环境的改变能迅速作出适应反应。我们的目的：让微生物建立新的代谢方式，高浓度的积累人们所期望的产品。,代谢调节 代谢工程,代谢调节,1、微生物的代谢类型和自我调节 2、酶活性调节 3、酶合成调节 4、分支生物合成途径调节 5、能荷调节 6、代谢调控（人为） 7、次级代谢与次级代谢调节,微生物的自我调节,微生物体内物质的合成和降解是由其自我调控的。在单一有机化合物碳源的培养基中，大分子合成途径中各个环节配合的很好，效率高。存。

8、微生物的代谢调控与代谢工程第一节 微生物代谢的自我调节第二节 微生物的代谢调控第三节 提高代谢产物产量的方法第四节 代谢工程第一节 微生物代谢的自我调节微生物代谢是受到高度调节的，如下事实可以说明1）微生物生长在含单一有机化合物为能源的合成培养基中，所有大分子单体（如氨基酸）的合成速率同大分子（如蛋白质 ）的 合成速率协调一致 ，不会浪费能量去合成那些他们用不着的东西。2） 任何一种单体的合成，如能从 外源获得 并能进入细胞内， 单体的合成自动停止 ，参与这些单体生成的酶的合成也会停止；3）微生物只有在有某些有。

9、代谢工程导读,2019/8/22,张星元：发酵原理（讲座）,2,研究代谢工程的就是为了能精确地处理好微生物细胞自身的利益与人类对微生物细胞提出的要求之间的对立与统一的关系。,2019/8/22,张星元：发酵原理（讲座）,3,代谢工程的导读,1. 代谢工程的酝酿 2. 代谢流及其控制的的概念 3. 代谢工程的两个组成部分 4. 代谢工程的含义 5. 代谢工程的应用,2019/8/22,张星元：发酵原理（讲座）,4,1.1 半个多世纪生理与育种知识的累积 1.2 基因工程理论和技术的成熟 1.3 代谢流定量分析技术的发展 1.4 生化工程在线检测和建模方法的发展,1. 代谢工程的酝。

10、主要参考书,代谢工程，赵学明等译，化学工业出版社，北京。2003年12月 Biotechnology, 2nd ed. Vol.1; Biological Fundamentals. Rehm H-JB Biotechnology, 3nd ed Vol.3;Bioprocessing. Rehm H-JB 途径工程，张惠展，2003 基因工程原理，吴乃虎，2004 代谢工程，张蓓等，天津大学出版社，2003,01绪论 代谢工程概述,授课教师：李强,本章内容,1.1代谢工程的产生和概念的演变 1.2代谢工程的研究内容 1.3 代谢工程的应用领域和前景,第一节代谢工程的产生和概念的演变,现代生物技术手段主要包括基因工程(Gene Engineering)、细胞工程(Cell Eng。

11、代谢工程,代谢工程（metabolic engineering)是指藉某些特定 生化反应的修饰来定向改变细胞的特性或运用重组 DNA技术来创造新的化合物。经分析方法运用于与 物流的定量化，用分子生物技术来控制物流以实现 所需的遗传改造是代谢工程的要素。代谢工程采用 的概念来自反应工程和用于生化反应途径分析的热 力学。它强调整体的代谢途径而不是个体反应。代 谢工程涉及完整的生物反应网络、途径合成问题。

12、第三章 微生物的代谢调节和代谢工程,第一节 微生物代谢的自我调节第二节 代谢调控第三节 次级代谢产物的主要调控机制 第四节 代谢工程,【教学目的与要求】掌握微生物自身代谢和次级代谢的机理、有关概念及代谢调控，了解代谢工程设计的方向。 【教学重点与难点】微生物自身代谢和次级代谢的机理、有关概念及代谢调控。,微生物的生长繁殖和新陈代谢 代谢类型：主要依赖两种代谢途径：分解代谢 合成代谢,分解代谢:指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力（或称还原当量，一般用H来表。