微生物的代謝，指微生物在存活期間的代謝活動。微生物在代謝過程中，會產生多種多樣的代謝產物。根據代謝產物與微生物生長繁殖的關係，可以分為初級代謝產物和次級代謝產物兩類。 初級代謝產物是指微生物通過代謝活動所產生的、自身生長和繁殖所必需的物質，次級代謝產物是指微生物生長到一定階段才產生的化學結構十分複雜、對該微生物無明顯生理功能，或並非是微生物生長和繁殖所必需的物質。
基本介紹
- 名稱：微生物的代謝
- 名詞解釋：指微生物在存活期間的代謝活動
- 代謝調節方式：酶合成的調節和酶活性的調節
- 套用：發酵
- 代謝產物：初級代謝產物和次級代謝產物
- 條件：微生物細胞的調節
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代謝產物
初級代謝產物是指微生物通過代謝活動所產生的、自身生長和繁殖所必需的物質，如胺基酸、核苷酸、多糖。脂類、維生素等。在不同種類的微生物細胞中，初級代謝產物的種類基本相同。此外，初級代謝產物的合成在不停地進行著，任何一種產物的合成發生障礙都會影響微生物正常的生命活動，甚至導致死亡。
次級代謝產物是指微生物生長到一定階段才產生的化學結構十分複雜、對該微生物無明顯生理功能，或並非是微生物生長和繁殖所必需的物質，如抗生素。毒素、激素、色素等。不同種類的微生物所產生的次級代謝產物不相同，它們可能積累在細胞內，也可能排到外環境中。其中，抗生素是一類具有特異性抑菌和殺菌作用的有機化合物，種類很多，常用的有鏈黴素、青黴素、紅黴素和四環素等。
總之，這些代謝產物都是在微生物細胞的調節下，有步驟地產生的。
代謝調節
酶合成的調節
【酶合成的調節】：微生物細胞內的酶可以分為組成酶和誘導酶兩類。組成酶是微生物細胞內一直存在的酶，它們的合成只受遺傳物質的控制，而誘導酶則是在環境中存在某種物質的情況下才能夠合成的酶。例如，在用葡萄糖和乳糖作碳源的培養基上培養大腸桿菌，開始時，大腸桿菌只能利用葡萄糖而不能利用乳糖，只有當葡萄糖被消耗完畢以後，大腸桿菌才開始利用乳糖。
酶活性的調節
【酶活性的調節】：微生物還能夠通過改變已有酶的催化活性來調節代謝的速率。酶活性發生變化的主要原因是代謝過程中產生的物質與酶結合，致使酶的結構產生變化。這種調節現象在核苷酸、維生素的合成代謝中十分普遍。
總結
上述兩種調節方式時同時存在，並且密切配合、協調作用的。通過對代謝的調節，微生物細胞內一般不會累積大量的代謝產物。但在工業生產中，人們總希望微生物能夠最大限度地積累對人類有用的代謝產物，這就需要對微生物代謝的調節進行人工控制。
人工控制
人工控制微生物代謝的措施包括改變微生物遺傳特性、控制生產過程中的各種條件（即發酵條件）等。例如，黃色短桿菌能夠利用天冬氨酸合成賴氨酸、蘇氨酸和甲硫氨酸。其中，賴氨酸是一種人和高等動物的必需胺基酸，在食品、醫藥和畜牧業上的需要量很大。在黃色短桿菌的代謝過程中，當賴氨酸和蘇氨酸都累計過量時，就會抑制天冬氨酸激酶的活性，使細胞內難以積累賴氨酸；而賴氨酸單獨過量就不會出現這種現象。例如，在谷氨酸的生產過程中，可以採取一定的手段改變細胞膜的透性，是谷氨酸能迅速排放到細胞外面，從而解除谷氨酸對谷氨酸脫氫酶的抑制作用，提高谷氨酸的產量。
在生產實際中，人們將通過微生物的培養，大量生產各種代謝產物的過程叫做發酵。發酵的種類很多。根據培養基的物理狀態，可分為固體發酵和液體發酵；根據所生成的產物，可分為抗生素髮酵、維生素髮酵和胺基酸發酵等；根據發酵過程對氧的需求情況，可分為厭氧發酵（如酒精發酵、乳酸發酵）和需氧發酵（如抗生素髮酵、胺基酸發酵）。
