图3.4 培养基中加入精氨酸阻遏精氨酸合成酶系的合成
B 若代谢途径是直线式的，末端产物阻遏情况较为简单，末端产物引起代谢途径中各种酶的合成终止。如大肠杆菌的蛋氨酸是由高丝氨酸经胱硫醚和高半胱氨酸合成的，在仅含葡萄糖和无机盐的培养基中，大肠杆菌细胞含有将高丝氨酸转化为蛋氨酸的三种酶，但当培养基中加入蛋氨酸时，这三种酶消失。
(R)：表示反馈阻遏
图3.5 甲硫氨酸反馈阻遏大肠杆菌的蛋氨酸合成酶的合成
C 对于分支代谢途径来说，情况比较复杂。每种末端产物只专一地阻遏合成它自身那条分支途径的酶，而代谢途径分支点前的“公共酶”则受所有分支途径末端产物的共同阻遏。任何一种末端产物的单独存在，都不影响酶合成，只有当所有末端产物同时存在时，才能发挥阻遏作用的现象称为多价阻遏(Multivalent repression)。多价阻遏的典型例子是芳香族氨基酸、天冬氨酸族和丙酮氨酸族氨基酸生物合成中存在的反馈阻遏
末端代谢产物阻遏在微生物代谢调节中有着重要的作用，它保证了细胞内各种物质维持适当的浓度。当微生物已合成了足量的产物，或外界加入该物质后，就停止有关酶的合成。而缺乏该物质时，又开始合成有关的酶。
D末端代谢产物阻遏的机制也可以用操纵子学说解释。阻遏型操纵子，只有当缺乏辅阻遏物（一种效应物）时，其转录频率才最高。由阻遏型操纵子所编码的酶的合成，只有通过去阻遏作用才能起动。
负控阻遏：阻遏蛋白与效应物结合时，基因不转录。
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或
②分解代谢产物阻遏
A 分解代谢物阻遏：指细胞内同时有两种分解底物（碳源或氮源）存在时，利用快的那种分解底物会阻遏利用慢的底物的有关酶合成的现象。
B 分解代谢物的阻遏作用，并非由于快速利用的碳源或氮源本身直接作用的结果，而是指代谢反应链中，某些中间代谢物或末端代谢物的过量累积而阻遏代谢途径中一些酶的合成。
1.单独加入葡萄糖时，菌体生长几乎没有延迟期；单独加入乳糖时，菌体生长有明显的延迟期；
2.同时加入葡萄糖和乳糖时，菌体呈二次生长
图3.6 培养基中不同糖对大肠杆菌生长速度的影响
酶的诱导、分解代谢物阻遏和末端产物阻遏可以同时发生在同一微生物体内。这样，当某些底物存在时微生物内就会合成诱导酶，几种底物同时存在时，优先利用能被快速或容易代谢的底物；而与代谢较慢的底物有关酶的合成将被阻遏；当末端代谢产物能满足微生物生长需要时，与代谢有
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关酶的合成又被终止。 3、初级代谢途径的调节
3.1糖酵解途径的特点及调节机制
(1)EMP途径与酒精发酵
葡萄糖 乙醇
ATP→ADP↓己糖磷酸激酶,Mg NADH2→NAD↑乙醇脱氢酶
2+
6-磷酸葡萄糖 乙醛 ↓己糖异构酶 丙酮酸脱羧酶 6-磷酸果糖 焦磷酸硫氨素,Mg2+
ATP→ADP↓↑6-磷酸果糖激酶
1.6-二磷酸果糖 丙酮酸 醛缩酶 ↑
磷酸二羟丙酮 丙糖异构酶 3-磷酸甘油醛 烯醇式丙酮酸
3-磷酸甘油脱氢酶 NAD→NADH2 ADP→ATP↑丙酮酸激酶,K
+
1.3-二磷酸甘油酸 α-磷酸烯醇式丙酮酸
2+
磷酸甘油激酶,Mg ADP→ATP 烯醇化酶 3-磷酸甘油酸 磷酸甘油变位酶 α-磷酸甘油
图3-7 EMP途径与酒精发酵
(2)糖酵解途径的特点
1）广泛性（存在于所有类型的细胞之中） 2）无需氧参与
3）糖酵解可分为两个阶段
Ⅰ阶段：从葡萄糖变成3-磷酸甘油醛，即由6C糖变成3C糖，以消耗2个ATP而完成Ⅱ阶段：由3C糖生成丙酮酸，生成4个ATP
4）每一步都由酶催化进行。除烯醇化酶和丙酮酸脱羧酶外，可分为四类：激酶、变位酶、异构酶、脱氢酶
5）其它糖类作为碳源和能源时，先通过少数几步反应转化为葡萄糖或糖酵解途径的中间产物，然后依次按酵解途径降解。
6）丙酮酸的不同去向
①有氧条件：进入三羧酸循环，生成二氧化碳、水和多量的ATP； ②无氧条件：
A、在乳酸菌中，受乳酸脱氢酶的作用，进行同型乳酸发酵
B、在酵母中，丙酮酸受丙酮酸脱羧酶作用生成乙醛，再分别进行第一型发酵（生成酒精）、第二型发酵（生成甘油）和第三型发酵（生成甘油、乙酸、乙醇、CO2）。
C、在梭状芽孢杆菌中进行丙酮丁醇发酵。 (3)糖酵解的调节机制
糖酵解和糖合成的调节点主要在三个激酶，即己糖磷酸激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。它
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们是糖酵解途径中的关键酶，是糖酵解途径的三个不可逆步骤，只参与糖酵解，不参与糖新生，在糖新生中由别的酶起催化作用。这些酶有它们的调控因子，它们的作用是将糖酵解途径组成一个整体，以维持有机体的功能。
1)能荷的调节 糖代谢的调节主要是能荷的调节，就是受细胞内能量水平的控制。在生物体内ATP和ADP是有一定比例的，在细胞内维持一定的能荷才能对糖酵解进行有效调节。 [ (ATP)+1/2（ADP) ]／[(ATP)+(ADP)+(AMP)]
当体系中ATP含量高时，ATP抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性，使酵解减少。当需能反应加强，ATP分解为ADP和AMP，ATP减少，ADP、AMP增加，ATP的抑制作用被解除，同时ADP、AMP激活己糖激酶和磷酸果糖激酶，使6-磷酸葡萄糖、1，6一二磷酸果糖、3-磷酸甘油醛含量增加，它们都是丙酮酸激酶的激活剂，使糖酵解加快。
2)无机磷调节 无机磷解除6-磷酸葡萄糖对己糖激酶的抑制，使更多的葡萄糖酵解。 3)柠檬酸、脂肪酸和乙酰CoA对糖酵解系统也有调控作用。 3.2柠檬酸生物合成的代谢调节
(1)生物合成途径
图3-8 柠檬酸生物合成途径
图中：1—磷酸果糖激酶；2—丙酮酸脱羧酶；3—柠檬酸合成酶；4--乌头酸水合酶；5—异柠檬酸脱氢酶；6—酮戊二酸脱氢酶；7-琥珀酸脱氢酶；8--富马酸酶；9-苹果酸脱氢酶
积累柠檬酸的条件：
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1/ EMP途径畅通
2/ 合成柠檬酸的底物充足 3/ 柠檬酸合成酶的活性高 4/ 乌头酸水合酶活性低 (2)黑曲霉发酵柠檬酸的调节机制
图3-9 黑曲霉柠檬酸积累的代谢调节
→激活；---→抑制
图3-10 黑曲霉的标准呼吸链和侧系呼吸链
+
柠檬酸的积累机制可归纳为：①由于锰离子缺乏抑制了蛋白质合成，导致细胞内NH4浓度升高
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