变构酶在代谢调节中的功能，除了对同一合成途径中的反馈抑制之外，还具有协调不同代谢途径的功能。这是因为，变构酶除了能与它的专一底物和同一途径代谢产物相结合外，还能与其他代谢途径的产物相结合，从而受到该代谢途径产物的活化或抑制。 （二）酶合成的调节 1、酶合成调节的类型 （1）诱导
凡能促进酶生物合成的现象，称为诱导。 若干比正常底物更有效的诱导物见表：
酶的诱导合成又可分为两种： 1）同时诱导
即当诱导物加入后，微生物能同时或几乎同时诱导几种酶的合成，它主要存在于短的代谢途径中。例如，将乳糖加入到E.coli培养基中后，即可同时诱导出β-半乳糖苷透性酶、β-半乳糖苷酶和半乳糖苷转乙酰酶的合成。 2）顺序诱导：
即先合成能分解底物的酶，再依次合成分解各中间代谢物的酶，以达到对较复杂代谢途径的分段调节。
（2）阻遏
凡能阻碍酶生物合成的现象，则称为阻遏。
在微生物的代谢过程中，当代谢途径中某末端产物过量时，除可用前述的反馈抑制的方式来抑制该途径中关键酶的活性以减少末端产物的生成外，还可通过阻遏作用来阻碍代谢途径中包括关键酶在内的一系列酶的生物合成，从而更彻底地控制代谢和减少末端产物的合成。
阻遏的类型主要有末端代谢产物阻遏和分解代谢产物阻遏两种。 1）末端产物阻遏：
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指由某代谢途径末端产物的过量累积而引起的阻遏。 反应途径不同，末端产物阻遏情况也不同。
a. 直线式反应途径：产物作用于代谢途径中的各种酶，使之合成受阻遏。
对直线式反应途径来说，末端产物阻遏的情况较为简单，即产物作用于代谢途径中的各种酶，使之合成受阻遏。例如精氨酸的生物合成途径：
b. 分支代谢途径（多价阻遏作用）：
每种末端产物仅专一地阻遏合成它的那条分支途径的酶。代谢途径分支点以前的“公共酶”仅受所有分支途径末端产物的阻遏，此即称多价阻遏作用。 2）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。
2、酶合成调节的机制——操纵子假说 操纵子（operon）
指的是一组功能上相关的基因，它是由启动基因、操纵基因和结构基因三部分组成。其中的启动基因是一种能被依赖于DNA的RNA多聚酶所识别的碱基顺序，它既是RNA多聚酶的结合部位，也是转录的起始点；操纵基因是位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序．能与阻遏物(一种调节蛋白)相结合，以此来决定结构基因的转录是否能进行，结构基因则是决定某一多肽的DNA模板，可根据其上的碱基顺序转录出对应的mRNA，然后再可通过核糖体而转译出相应的酶。一个操纵子的转录，就合成了一个mRNA分子。 调节基因
用于编码组成型调节蛋白的基因。调节基因一般位于相应操纵子的附近。 效应物
是一类低分子量的信号物质(如糖类及其衍生物、氨基酸和核苷酸等)，包括诱导物和辅阻遏物两种，它们可与调节蛋白相结合以使后者发生变构作用，并进一步来提高或降低与操纵基因的结合能力。 调节蛋白
是一类变构蛋白，它有两个特殊位点，其一可与操纵基因结合，另一位点则可与效应物相结合。当调节蛋白与效应物结合后，就发生变构作用。有的调节蛋白在其变构后可提高与操纵基因的结合能力，有的则会降低其结合能力。
操纵子分两类：一类是诱导型操纵子，只有当存在诱导物(一种效应物)时，其转录频率才最高，并随之转译出大量诱导酶，出现诱导现象，例如乳糖、半乳糖和阿拉伯糖分解代谢的操纵子等.
另一类是阻遏型操纵子，只有当缺乏辅阻遏物(一种效应物)时，其转录频率才最高。由阻遏型操纵于所编码的酶的合成，只有通过去阻遏作用才能起动，例如精氨酸、组氨酸和色氨酸合成代谢的操纵子等。
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（1）乳糖操纵子的诱导机制 1）E.coli乳糖操纵子的结构
E.coli乳糖操纵子(1ac)由1ac启动基因、1ac 操纵基因和三个结构基因lacZ、lacY、lacA所组成。三个结构基因分别编码β-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷透性酶和β-半乳糖苷转乙酞酶。 2）调控机制
（2）色氨酸操纵子的末端产物阻遏机制 在末端产物缺乏的情况下
在末端产物存在的情况下
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二、代谢调控在发酵工业中的应用
如何控制微生物的正常代谢调节机制，使其累积更多为人们所需要的有用代谢产物。 (一)在初级代谢产物生产上应用
反馈调节最重要，要绕过，方法如下：
1、降低末端产物浓度（应用营养缺陷型解除正常反馈调节）
单线途径：应用营养缺陷型积累中间代谢物，采用低浓度终产物供给。
Ea Eb Ec
A B C D E Ec 缺失，积累C，低浓度供给E。 分支途径：积累末端产物。 E1 F G
A B C D E E2 H I
E1缺失，限制I，少量E→G，大部分分泌。 （1）Lys生产：高Ser缺陷型
（2）肌苷酸生产：腺嘌呤缺陷型
2、筛选抗反馈突变株（解除反馈）
抗反馈调节突变菌株，就是指一种对反馈抑制不敏感或对阻遏有抗性的组成型菌株，或兼而有之的
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菌株。在这类菌株中，因其反馈抑制或阻遏已解除，或是反馈抑制和阻遏同时解除，所以能分泌大量的末端代谢产物。
3、控制细胞膜渗透性
通过生理学或遗传学方法，改变膜透性，使胞内代谢物迅速渗漏到胞外，解除反馈抑制。 （二）在次级代谢产物生产上应用
可通过诱变育种和控制环境条件来提高产量，但次级产物合成途径比较复杂，许多还不清楚，因此关于次级产物合成的确实控制部位还大多不明。 （三）在酶生产上应用
酶合成受基因和代谢物双重控制 1、加诱导剂
诱导酶只有在诱导剂存在时形成，在培养基中加入诱导剂。要注意底物诱导剂的浓度。 2、降低阻遏物浓度
参与分解代谢的酶，通常受诱导和阻遏双重控制，包括终产物阻遏和分解代谢物阻遏。为了大量生产酶，要避免使用丰富，复杂培养基，不要含快速利用的糖类。合成酶类通常被终产物阻遏，要对产生阻遏的化合物加以限制。
3、利用突变产生不需诱导物或不受阻遏的突变体
（1）生长在低浓度诱导物中选育不需诱导剂的组成性突变株。 （2）利用抗代谢物，筛选不受终产物阻遏的突变体。
（3）利用被阻遏的酶的底物作唯一的碳源，可筛选不受分解代谢物阻遏的突变体。 4、增加基因模板
将外源特异基因导入微生物体内，增加酶产量。 （1）游离基因转移法 （2）phage转导法
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