
【化】 secondary metabolism
【醫】 inferiority
metabolize
【化】 metabolism
【醫】 metabolism
次級代謝(secondary metabolism)是生物體在特定生長階段或環境壓力下産生的非必需代謝活動,其産物不直接參與細胞基本生命活動,但對物種生存競争和生态適應具有關鍵作用。該概念由德國植物學家Albrecht Kossel于19世紀末首次提出,現已成為微生物學與植物生理學研究的核心領域。
從生物化學角度分析,次級代謝産物主要包括三大類:
與初級代謝(primary metabolism)相比,次級代謝具有三個顯著特征:
權威研究顯示,次級代謝基因簇的激活常與群體感應(quorum sensing)機制相關。這種現象在放線菌的抗生素合成過程中尤為典型,其分子調控機制已由《自然·化學生物學》期刊的多項研究證實。當前生物工程領域正通過代謝通路重構技術,将次級代謝産物的工業産量提升了3-5個數量級。
次級代謝是生物體内的一種特殊代謝類型,主要特點如下:
次級代謝是某些生物(如微生物、植物)在生長穩定期,以初級代謝産物為前體,合成對自身生命活動無明确功能的化合物的過程。這種代謝不直接參與生物體的基本生命活動(如生長繁殖),但可能具有重要的生态和應用價值。
包括抗生素(如青黴素)、生物堿、色素、類萜、酚類化合物等。這些産物通常結構複雜,如阿維菌素含80個碳原子和多種官能團。
兩者通過物質與能量流動關聯:
次級代謝産物在醫藥(抗生素)、農業(殺蟲劑)、食品(色素)和化妝品等領域廣泛應用。例如,超90%的臨床抗生素來源于微生物次級代謝産物。
如需更詳細的代謝機制或具體案例,可參考微生物學教材或相關研究文獻。
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