微生物营养物质跨膜运输—基团移位

化学与生命科学学院张晓娟

运 送 方 式

单纯扩散 促进扩散 主动运输 基团移位

1 1 营养物质运送分类营养物质运送分类

不需载体 需要载体

不耗能 耗 能

溶质分子发生改变

（磷酸化）

2 2 基团移位的发基团移位的发现现

美国霍普金斯大学的研究人员证明了，在这些细菌细胞质膜上有一种磷酸转移酶系统（磷酸烯醇式丙酮酸 -己糖磷酸转移酶系统 ， phosphotransferase system ， PTS），它是基团移位最典型的例子

pp

p

p

3 3 基团移位机制—以大肠杆菌糖类物质的运输为例基团移位机制—以大肠杆菌糖类物质的运输为例

PTS组成

利用 PTS系统逐级传递磷酸基团，实现糖的磷酸化两个步骤

运输机理

PTS组成PTS组成PTS组成

PTS系统：

PEP、 E I、 E II（ a， b， c）、HPr

PTS组成

3 3 基团移位机制—以大肠杆菌糖类物质的运输为例基团移位机制—以大肠杆菌糖类物质的运输为例

运输机理动画演示

3 3 基团移位机制—以大肠杆菌糖类物质的运输为例基团移位机制—以大肠杆菌糖类物质的运输为例

酶 II（ bc）

高度特异性

酶 II（ bc）

高度特异性载体

（失去某种酶 II ）

相应一种糖

磷酸转移酶系统磷酸转移酶系统 （ PTS ）酶的功能酶的功能

未缺失

缺失

3 3 基团移位机制基团移位机制——以大肠杆菌糖类物质的运输为例以大肠杆菌糖类物质的运输为例

鼠伤寒沙门氏菌突变株（失去酶 I ）

磷酸转移酶系统磷酸转移酶系统 （ PTS）酶的功能酶的功能

磷酸基团传递链断裂，磷酸基团无法正常传递

多种糖

……

果糖

葡萄糖

甘露糖

酶 I

传递作用

3 3 基团移位机制—以大肠杆菌糖类物质的运输为例基团移位机制—以大肠杆菌糖类物质的运输为例

4 4 基团移位的意基团移位的意义义

----快速进入新陈代谢

磷酸化

经济有效的养料运输方式

节能

主要存在于厌氧和兼性厌氧细菌中，少数好氧细菌

菌名 拉丁名 基团移位

节杆菌属一些种 Arthrobacter +巨大芽孢杆菌 Bacillus megaterium +枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis +流产布鲁氏菌 Brucella abortus +丁酸梭菌 Clostridium

butyricum+

巴氏芽孢梭菌 Clostridium pasteurianum

+

一些肠道细菌 +金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureu +

55 存在基团移位的微生物种类存在基团移位的微生物种类

6 6 采用基团移位运输的物质种类采用基团移位运输的物质种类

主要用于糖的运输（乳糖、葡萄糖、甘露醇、麦芽糖、果糖和 N-乙酰葡萄糖胺等）

脂肪酸、核苷、碱基也可以通过这种方式

7 7 总结总结

基团移位指一类既需要载体蛋白的参与，又需要耗能的一种物质运输方式，物质在运输过程中发生了化学变化

主要存在于好氧的细菌中

主要用于糖的运输

对于同一种微生物而言可有多种运输系统，不同类的化合物运输方式也不同，通过多样性的运输机制同时运输各种不同的营养物质互不干扰。

8 8 作业作业

基团移位（ group translocation）

关键词

要求：查阅最新相关研究报道，小组交流讨论

单纯扩散（ Simple diffusion）促进扩散（ facilitated diffusion）主动运输（ active transport）

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