葡萄糖效应又称葡萄糖阻遏或
分解代谢产生
阻遏作用。葡萄糖或某些容易利用的
碳源,其
分解代谢产物阻遏某些编码诱导酶体系的基因的转录的现象。如
大肠埃希氏菌培养在含葡萄糖和
乳糖的
培养基上,在葡萄糖没有被利用完之前,
乳糖操纵子就一直被阻遏,乳糖不能被利用,这是因为葡萄糖的分解物引起细胞内
cAMP含量降低,未结合cAMP的CAP蛋白不能与
DNA上的CAP
结合位点结合,导致
RNA聚合酶不能与乳糖操纵子的启动子区结合,以至转录不能发生,直到葡萄糖被利用完后,乳糖操纵子才进行转录,形成利用乳糖的酶,这种现象称葡萄糖效应。
克勒勃屈利效应(Crabtree effect,亦译作“克拉布特里效应”),又称葡萄糖效应,1929年因克勒勃屈利在高浓度的
葡萄糖培养基和有氧条件下培养细胞时发现
细胞生长受到抑制且生成乙醇的现象而得名。此效应也称葡萄糖效应,主要是细胞对葡萄糖的摄取的
生物能转换受到了限制。一般的解释是由于葡萄糖的代谢产物,细胞的
环腺苷酸量减少,因而环腺苷酸从酶合成系统的正控制物cAMP
受体蛋白质与cAMP的复体分离而纯化,从而降低了酶的合成率。
克勒勃屈利效应又称葡萄糖阻遏或分解代谢产生阻遏作用。在
啮齿动物、人类δ-ALA合成
酶活性可因饥饿而增加二倍,当供应
碳水化合物后即可降低其活性,这一现象称“葡萄糖”效应。因碳水化合物中最有效的是葡萄糖,其次为
果糖、
甘油。某些
生糖氨基酸具有类似的作用,但
糖酵解及三羧酸循环中的羧酸是无效的。认为“葡萄糖”效应的机制可能是通过对
血红素“调节库”的稳定和维持作用,因饥饿时血红素的转运增加,肝脏血红素
氧化酶活性增加,造成“调节”量降低,反馈性引起酶活性增加。
给予葡萄糖后,情况则相反,另一方面葡萄糖还可能抑制δ-ALA
合成酶从
胞浆向
线粒体的转运。又称葡萄糖阻遏或
分解代谢产生
阻遏作用。葡萄糖或某些容易利用的碳源,其
分解代谢产物阻遏某些诱导酶体系编码的
基因转录的现象。如
大肠埃希氏菌培养在含葡萄糖和乳糖的
培养基上,在葡萄糖没有被利用完之前,
乳糖操纵子就一直被阻遏,乳糖不能被利用,这是因为葡萄糖的分解物引起细胞内cAMP含量降低,
启动子释放cAMP-CAP蛋白,
RNA聚合酶不能与乳糖的启动基因结合,以至转录不能发生,直到葡萄糖被利用完后,
乳糖操纵子才进行转录,形成利用乳糖的酶,这种现象称葡萄糖效应。
1860年因
巴斯德发现在有氧情况下比无氧情况酵母的得率高,且抑制了乙醇的产生的现象而得名,他还认为这是与生物体合理利用能量有关。此效应涉及氧的作用,故也称
发酵过程中的
氧效应。经后人研究后认为这是因为氧会降低糖酵解途径(EMP
pathway,葡萄糖在无氧情况下经丙酮酸生成乙醇)的动行速率,而有利于
核酸和
芳香族氨基酸的生成从而增加细胞的
生长速率。此外,还认为
细胞生长中的呼吸与
糖酵解之间存在着竞争
磷酸和
腺苷二磷酸(ADP)的事实,而在有氧情况下,酵解过程中的
关键酶——
磷酸果糖激酶(PFK)被抑制,从而有利于
呼吸作用的增强。
巴斯德效应和克勒勃屈利效应同为糖代谢中重要调节机制。
Monod研究
E.coli对混合
碳源利用,发现
葡萄糖抑制其它糖利用,出现
二次生长。所有迅速代谢能源都能阻抑较慢代谢的能源所需酶的合成。酶的生成被易分解碳源所阻遏。此称葡萄糖效应。酶大多数是
诱导酶。葡萄糖效应并不是由葡萄糖直接造成,而是葡萄糖某种
分解代谢物引起。
cAMP(
环腺苷酸)是关键
控制因子。其与分解代谢物活化蛋白(CAP)结合,促使
RNA多聚酶与
启动基因结合而开始转录。cAMP浓度低时,影响结合,不能转录。葡萄糖的某种
代谢产物降低了cAMP水平,即使有诱导剂存在,也不能合成分解其它糖的酶,只有葡萄糖消耗完,cAMP水平上升,才能开始转录、合成。
ATP腺苷酸环化酶cAMP
磷酸二酯酶AMP。
抗生素是生物在其
生命活动过程中产生的,在低微浓度下能
选择性抑制他种生物机能的化学
物质。作用:抗菌、抗
肿瘤、杀虫除草、抑制生物体中某些酶类,有些还具有某些药理活性,如
强力霉素——镇咳。
新霉素——降胆固醇抗生素剂量
表示法:使用剂量不足,达不到抑菌能力;使用剂量过高,会产生毒副作用,且引起
病原菌的
耐药性。故常用
效价单位作为衡量抗生素的一尺度。
3、一个制霉
霉素效价单位——1ml肉汤培养基中完全抑制某种酵母……
次级代谢产物(secondaryproductsofmetabolism)都是在微生物生长缓慢或停止生长时期即
稳定期(分化期,Idiophase)所产生的,这些化合物在微生物生长和繁殖中的功能还不明确,许多次级代谢产物具有抗微生物活性,有些是微生物
生长促进剂(如
赤霉酸)或酶抑制剂,有些具有特殊
药理作用。如抗生素、
酶抑制剂、色素等,其中抗生素是非常重要的一类次级代谢产物。次级代谢产物的生成具有菌株
特异性。从
代谢途径来看,次级代谢产物是以
初级代谢产物作为前体衍生出来的,其
生物合成同样受到诱导、降解物的阻遏和
反馈系统的控制。研究
次级代谢产物合成、诱导机制以及反馈体系,可以获得有价值的代谢产物。并不是所有微生物都能进行
次级代谢。通常,
丝状菌(如
放线菌)、真菌以及产
芽孢的细菌都能进行次级代谢,而
肠道细菌则不能。
经后人研究认为:在酵母系统中主要是在高葡萄糖时抑制了
细胞色素a的合成,使积累的
NaOH+H+抑制
丙酮酸脱氢酶系统,从而使
丙酮酸进入不了
三羧酸循环并诱导出丙酮酸脱羧酸而使丙酮酸形成
乙醇;在细菌系统中过高的葡萄糖和细菌
比生长速率会阻遏与生长关系密切的磷酸化位点I使生长减慢和引起乙醇形成,另过高的比生长速率还会抑制存在于细胞系统中的细胞色素d而使碳流部分走
糖酵解途径。
克勒勃屈利效应是
糖代谢中重要
调节机制。