微生物代谢概述：能量、物质与合成途径解析

# 微生物代谢概述
- 能量代谢
  - 化能营养
    - 好氧呼吸
      - 电子供体
        - 有机物
        - 无机物
      - 电子传递链
        - 细胞膜
        - 线粒体
      - 最终电子受体：O₂
      - 产能效率：高（~38 ATP/葡萄糖）
    - 厌氧呼吸
      - 电子受体
        - NO₃⁻
        - SO₄²⁻
        - CO₂
        - Fe³⁺
      - 代表性途径
        - 硝酸盐还原
        - 硫酸盐还原
        - 产甲烷作用
      - 产能效率：中（<好氧呼吸）
    - 发酵
      - 特点：无外源电子受体，底物水平磷酸化
      - 糖酵解途径
        - EMP途径
        - ED途径
        - HMP途径
      - 常见发酵类型
        - 乙醇发酵（酵母菌）
        - 乳酸发酵（乳酸菌）
        - 混合酸发酵（大肠杆菌）
        - 丙酮丁醇发酵（梭菌）
  - 光能营养
    - 光合磷酸化
      - 环式光合磷酸化
      - 非环式光合磷酸化
    - 光合色素
      - 叶绿素
      - 细菌叶绿素
      - 藻胆素
    - 碳同化
      - Calvin循环
      - 反向TCA循环
  
- 物质代谢
  - 碳源代谢
    - 糖类分解
      - 多糖水解
      - 单糖转化
    - 脂类代谢
      - 脂肪酶水解
      - β-氧化途径
    - 蛋白质代谢
      - 蛋白酶水解
      - 脱氨基作用
      - 脱羧基作用
  - 氮源代谢
    - 固氮作用
      - 固氮酶复合体
    - 氨同化
      - GS-GOGAT途径
    - 硝化作用
      - NH₄⁺ → NO₂⁻
      - NO₂⁻ → NO₃⁻
    - 反硝化作用
      - NO₃⁻ → N₂
  - 硫代谢
    - 硫酸盐还原
      - 同化还原
      - 异化还原
    - 硫氧化
      - H₂S → S⁰ → SO₄²⁻

- 合成代谢
  - 大分子前体合成
    - 糖类
    - 氨基酸
    - 核苷酸
  - 大分子组装
    - 多糖合成
    - 肽聚糖合成
    - 脂类合成

- 代谢调控
  - 酶活性调节
    - 反馈抑制
    - 共价修饰
  - 酶合成调节
    - 诱导作用
    - 阻遏作用
  - 全局调控
    - 碳分解代谢物阻遏
    - 氮阻遏作用
    - 群体感应
    - 双组分调控系统

- 特殊代谢途径
  - 次级代谢
    - 抗生素合成
    - 色素合成
    - 毒素合成
  - 化能无机营养
    - 氢细菌
    - 硫细菌
    - 铁细菌

- 应用联系
  - 工业发酵
  - 环境修复
  - 能源开发
  - 医学