微生物的新陳代謝錯綜復雜,微生物的代謝調節呈現多系統、多層次的特點(diǎn),酶的調節是微生物代謝的重要調節方式之一。微生物細胞內的遺傳物質(zhì)上存儲著(zhù)能催化所有生化反應所需的酶以及調節酶活性的信息。微生物可以按照適應環(huán)境的需要調節酶的表達(即酶蛋白的合成)及調節酶的活性(及酶的激活或抑制)。酶的調節方式可以分為酶合成的調節和酶活性的調節。具體如下:
一、酶合成的調節
通過(guò)調節酶合成的量來(lái)控制微生物代謝速度的調解機制。
1、酶的誘導:環(huán)境物質(zhì)促使微生物細胞中合成酶蛋白的現象。
① 同時(shí)誘導 加入一種誘導劑后,微生物能同時(shí)或幾乎同時(shí)合成幾種酶,它主要存在于較短的代謝途徑中,合成這些酶的基因由同一個(gè)操縱子(一組功能上相關(guān)的基因)所控制。
② 順序誘導 第一種酶的底物會(huì )誘導第一種酶的合成,第一種酶的產(chǎn)物又可以誘導第二種酶的合成,依此類(lèi)推合成一系列的酶。
2、酶合成的阻遏:在某代謝途徑中,當末端產(chǎn)物過(guò)量時(shí),微生物的調節體系就會(huì )阻止代謝途徑中關(guān)鍵酶在內的一系列酶的合成,從而徹底地控制代謝,減少末端產(chǎn)物合成。
① 末端代謝產(chǎn)物阻遏 代謝途徑末端產(chǎn)物的過(guò)量積累而引起酶合成的(反饋)阻遏。
② 分解代謝物阻遏 當細胞內同時(shí)存在兩種可利用底物(碳源和氮源)時(shí),利用快的底物會(huì )阻遏與利用慢的底物有關(guān)的酶合成。這種阻遏并不是由于快速利用底物直接作用的結果,而是由這種底物分解過(guò)程中產(chǎn)生的中間代謝物引起。
二、酶活性的調節
通過(guò)改變酶分子的活性來(lái)調節代謝速度。相比于酶合成調節,此方式更直接、見(jiàn)效快。發(fā)生在蛋白質(zhì)上的調節。