对抗生素生物合成机理的研究包括：细胞内将一种或几种初级代谢产物转化为最终次级代谢产物的反应顺序以及该反应系统的调节机制。
与抗生素品种的多样性不同，描述微生物合成次级代谢产物的生化反应却可以归纳为数目有限的若干条生物合成途径。论证生物合成途径的步骤一般包括：
① 确定构成最终产物分子的初级代谢产物“建筑构件”来源；
② 确定生物合成途径中的关键中间产物，通过该中间产物，就能够合理地推断反应顺序；
③ 分离和鉴别催化每一反应的酶。
在实际应用时，这三个步骤并不完全按上述次序进行，有时首先发现的是关键中间产物或关键酶。
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