Лекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции




Скачать 127.85 Kb.
НазваниеЛекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции
страница1/3
Дата публикации20.08.2013
Размер127.85 Kb.
ТипЛекция
vbibl.ru > Биология > Лекция
  1   2   3




МЕТАБОЛИЗМ МИКРООРГАНИЗМОВ
Лекция № 4 ТОБ.

Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции.

План лекции


  1. Анаболизм и катаболизм микробной клетки, их взаимосвязь.

  2. Влияние физико-химических факторов среды на метаболические процессы.

  3. Классификация механизмов регуляции метаболизма.

  4. Ферментная регуляция метаболизма.

  5. Генная регуляция метаболизма.


В. 1. Анаболизм и катаболизм микробной клетки, их взаимосвязь.
Метаболизм микробной клетки определяется суммой всех реакций распада поступающих веществ (катаболизм) и синтеза структурных компонентов клетки и метаболитов (анаболизм) катализируемых ферментами клетки. Метаболизм микроорганизмов имеет ряд особенностей:

  • Микроорганизмы используют большое количество разнообразных источников углерода и энергии;

  • Метаболизм микроорганизмов характеризуется высокой эффективностью, что объясняется большим значением отношения поверхности к объему;

  • Главные внутриклеточные функции у микробов контролируются ферментами;

  • Микроорганизмы способны выделять во внешнюю среду как клеточные, так и промежуточные продукты обмена;

  • Микробная клетка нуждается в источниках внешней энергии для

поддержания процессов метаболизма, такими источниками являются богатые энергией органические и неорганические соединения или свет;

  • В зависимости от используемых источников энергии и углерода, конечных продуктов у микроорганизмов выделяют 4 типа метаболизма – бродильный, дыхательный, метаногенный и фототрофный.


Общая схема процессов катаболизма включает три стадии:

1). Расщепление макромолекул под действием гидролитических ферментов на простые субъединиц (аминокислоты, моносахара, жирные кислоты,глицерин);

2). Распад простых субъединиц до ПВК, сопровождающийся образованием насыщенных энергией (макроэргических) соединений;

3). Окисление или восстановление ПВК с образованием продуктов метаболизма, сопровождающееся накоплением большого количества энергии.
Анаболические процессы включают биосинтез микробной клеткой полисахаридов, белков, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, липидов.

Для биосинтеза полимеров клетки необходимо получение субъединиц макромолекул в результате катаболических процессов; накопление макроэргических соединений и активирование субъединиц полимеров за счет энергии макроэргических связей; образование специфических макромолекул путем полимеризации активированных субъединиц.

Для построения макромолекул необходимы субъединицы с числом атомов углерода от 1 до 6. Поставщиками этих соединений служат следующие процессы катаболизма:


  • С1 (СО2): окисление субстратов, гетероферментативное брожение;

  • С2 (ацетил-СоА); гликолиз;

  • С3 : гликолиз, пентозофосфатный цикл;

  • С4: ЦТК, пентозофосфатный цикл;

  • С5: ЦТК, пентозофосфатный цикл;

  • С6: гидролиз полисахаридов и олигосахаридов до моносахаров.


Исходя из этого клеточный метаболизм может быть поделен на 3 стадии:

  1. окислительные реакции, направленные на расщепление субстрата и ведущие к образованию промежуточных продуктов (ацетил-СоА, ПВК, α-кетогоутаровой кислоты), восстановленных кофакторов (НАДН2, ФАДН2) и АТФ;

  2. реакции регенерации (реокисления) кофакторов;

  3. биосинтетические реакции образования макромолекул, протекающие счет энергии АТФ.

Первые 2 части –катаболизм; 3-я – анаболизм.

1 2 3

биосинтез окисление субстрата регенерация кофакторора




синтез О2 НАД дыхание Н2О,N2

продуктов H2S и др



АТФ НАДН2 окисли-тели

[H] (O2,NO2

SO42-и

др.)

Синтез проме- Промежуточные Брожение Восстанов- про-

жуточных продукты ленные дукты

продуктов продукты броже

ния


В.2. Влияние физико-химических факторов среды на метаболические процессы.

Существенное влияние на рост культуры и метаболические процессы оказывают факторы внешней среды, активизирующие или ингибирующие действие клеточных ферментов.

1). Состав и концентрация компонентов питательной среды обеспечивает метаболические реакции необходимыми субстратами. Недостаток вызывает лимитирование ферментов клетки субстратом. Избыток - субстратное насыщение и ингибирование роста в результате повышения осмотического давления.

2). Концентрация продуктов метаболизма – замедляет протекание биохимических реакций.

3). рН среды – важным условием нормальной жизнедеятельности микроорганизмов является поддержание постоянного значения внутриклеточного рН (для ацидофилов 6,0-7,0; алкалофилов 9,0-10,0; нейтралофилов 7,5). Значение рН оказывает существенное влияние на синтез того или иного метаболита. В ряде случаев оптимум для роста культуры и образования продукта неодинаков. С увеличением температуры культивирования диапозон переносимых значений рН сужается.

4). Температура – оказывает влияние на эффективность конверсии субстрата в клеточную массу, скорость роста, состав внутри- и внеклеточных метаболитов. Температурный режим предопределяет выбор микроорганизмом того или иного метаболического пути (Bacillus cereus: 30-320C – гликолиз; 7-10оС – пентозофосфатный путь). Снижение температуры менее оптимальной для роста культуры приводит к замедлению диффузии растворенных веществ через мембрану и понижению энзиматической активности. Температуры, превышающие оптимум роста, как правило,
стимулируют продукцию метаболитов.

5). Осмотическое давление и активность воды. Увеличение концентрации растворенных веществ приводит к повышению осмотического давления. Метаболическая реакция микроорганизма на повышение осмотического давления может быть двух типов:

  • транспорт соли через мембрану в цитоплазму;

  • синтез в клетке органических веществ, повышающих осмотическое давление в цитоплазме.

Осморегуляторные механизмы могут вовлекать 5 групп веществ: неорганические ионы, аминокислоты, дисахариды, полиолы, бетаины.
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции iconТеория Жакоба-Моно. Механизмы регуляции метаболизма микробной клетки на генном уровне
Индуцируемый ферменты синтезируются клеткой в ответ на воздействие определенного фактора внешней среды, в качестве которого выступает...

Лекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции iconБолезнь уиппла
Левадити – множество палочковидных микроорганизмов. G. Whipple высказал две версии о причинах заболевания: первая – нарушение метаболизма...

Лекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции iconЕматический план изучения дисциплины № п/п
Внутренняя среда организма. Принципы регуляции функций Внутрисистемные и межсистемные механизмы компенсации нарушенных функций

Лекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции iconСознание как необходимое условие воспроизводства человеческой культуры
Этот принципиальный философско-методологический подход к анализу форм регуляции и управления поведением распространяется и на человеческое...

Лекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции iconПлан лекции Общие принципы описания кинетики процессов культивирования...
В. Общие принципы описания кинетики процессов культивирования микроорганизмов

Лекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции iconМетодические рекомендации методы бактериологического исследования...
Интенсивность роста микроорганизмов может выражаться в крестах и соответствовать содержанию определенного количества микробных клеток...

Лекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции iconЛебединский В. В., Никольская О. С., Баенская Е. Р., Либлинг М. М....
Повреждение механизмов эмоциональной регуляции (на модели раннего детского аутизма)

Лекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции icon1 общая часть 1 Анализ процесса сбора информации в системах диспетчеризации...
Системы управления, построенные по такому принципу, называют системой управления зданием или системой диспетчеризации. Общая структурная...

Лекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции iconПлан Ассимиляция углеводородов микроорганизмами. Схема включения...
Углеводороды широко используются в качестве углеродных субстратов при культивировании микроорганизмов, в первую очередь, дрожжей....

Лекция №4 тоб. Общая схема метаболизма микроорганизмов и механизмы его регуляции icon«Страхование»
Таким образом, страхование как экономическая категория является инструментом регуляции рыночной экономики и в то же время как вид...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница