Физиология микроорганизмов

хемоорганотрофных бактерий реакции, связанные с получением энергии в форме АТФ,

— это реакции окисления-восстановления, сопряженные с реакциями фосфорилирования.

других гексоз начальные этапы окисления глюкозы являются общими, как при

оксидативном, так и при бродильном метаболизмах. К ним относятся пути превращения глюкозы в пируват (при использовании в качестве источника энергии отличных от глюкозы гексоз, или дисахаридов, они в результате химических превраще­ний вступают в цепь реакций, превращающих глюкозу в пируват).

важнейших промежуточных продуктов обмена веществ, у бактерий происходит 3 путями

или, по имени изучавших его ис­следователей, путем Эмбдена—Мейергофа— Парнаса);
2) через

пентозофосфатный путь (ПФ-путь);
3) через путь Энтнера—Дудорова, или КДФГ-путь (путь 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконовая кислоты).

фермента гексокиназы до метаболически активной формы глюкозо-6-фосфата (Г-6-Ф), которая служит

исходным соединением для любого из трех указанных выше путей.

во фруктозо-1,6-дифосфат, который в дальнейшем через образование З-фосфоглицеринового альдегида окисляется

до пировиноградной кислоты.
Баланс окисления глюкозы по ФДФ-пути слагается из образования 2 молекул пирувата, 2 молекул АТФ и 2 молекул восстановленного НАД.

превращается в рибулезо-5-фосфат (Ри-5-Ф), который находится в равновесии с рибозо-5-фосфатом

и ксилулозо-5-фосфатом. Ри-5-Ф расщепляется до З-фосфоглицеринового альдегида, промежуточного продукта превращения глюкозы в пируват.

фруктозо-6-фосфат, замыкая реакции в цикл, и в 3-фосфоглицериновый альдегид, промежуточный

продукт превращения глюкозы в пируват по ФДФ-пути.
При одном обороте цикла образуется 1 молекула З-фосфоглицеринового альдегида, 3 молекулы С02 и 2 молекулы восстановленного НАДФ.

бактерий. Встречается у бактерий, потерявших фермент

фосфофруктокиназу, например у бактерий рода Pseudomonas.

под действием дегидрогеназы отщепляется вода и образуется 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконовая кислота (КДФГ),

которая расщепляется альдолазой на пируват и 3-фосфоглицериновый альдегид. Последний окисляется до пировиноградной кислоты так же, как и по ФДФ-пути.

восстановленного НАД и 1 молекула восстановленного НАДФ, которая эквивалента 1

молекуле АТФ и 1 молекуле восстановленного НАД.

получения энергии в реакциях окисления-восстановления, сопряженных с реакциями окислительного фосфорилирования,

при котором донорами электронов могут быть органические (у органотрофов) и неорганические (у литотрофов) соединения, а акцептором — только неорганические соединения.

аэробы, факультативные анаэробы и облигатные анаэробы. Для аэробов акцептором является

кислород. Факультативные анаэробы в кислородных условиях используют процесс дыхания, в бескислородных – брожение. Для облигатных анаэробов характерно только брожение, в кислородных условиях наступает гибель микроорганизмов из-за образования перекисей, идет отравление клетки.

и размножаются только в присутствии кислорода. Используют кислород для получения

энергии путем кислородного дыхания. Они подразделяются на:
1) строгие аэробы (менингококки, бордетеллы), которые растут при парциальном давлении атмосферы воздуха;
2) микроаэрофилы (листерии) растут при пониженном парциальном давлении атмосферного возхдуха.

энергии. Тип метаболизма у них бродильный. Они подразделяются на:
1)

строгие анаэробы – микроорганизмы для которых молекулярный кислород токсичен; он либо убивает микроорганизмы, либо ограничивает их рост. Энергию строгие анаэробы получают маслянокислым брожением;
2) аэротолерантные микроорганизмы (молочнокислые бактерии) используют кислород для получения энергии, но могут существовать в его атмосфере. Энергию получают гетероферментативным молочнокислым брожением

размножаться как в присутствии кислорода, так и в отсутствии его.

Они обладают смешанным типом метаболизма. Процесс получения энергии у них может происходить кислородным дыханием в присутствии кислорода, а в его отсутствии переключаться на брожение. Различное физиологическое отношение микроорганизмов к кислороду связано с наличием у них ферментных систем, позволяющих существовать в атмосфере кислорода.

перекись водорода Н2О2 и закисный радикал кислорода О2-. Для нейтрализации

токсичных форм кислорода, микроорганизмы, способные существовать в его атмосфере, имеют защитные механизмы.

является молекулярный кислород. В этом случае пируват полностью окисляется в

цикле трикарбоновых кислот до С2.

процессов, так и атомов водорода, который в форме восстановленного НАД

переносится на молекулярный кислород через серию переносчиков, обладающих сложной структурно оформленной мультиферментной системой — дыхательной цепью.
Дыхательная цепь у бактерий локализована в ЦПМ и во внутриклеточных мембранных структурах.

Конечным этапом переноса электронов (протонов) по дыхательной цепи является восстановление

цитохромов а - а3 (цитохромоксидазы). Цитохромоксидаза является конечной оксидазой, передающей электроны на кислород.
Образующиеся при окислении ФАД или хинонов протоны связываются ионами О2- с образованием воды.

переносчиков в ЦПМ приводит к тому, что передача водорода происходит

с внутренней на внешнюю поверхность мембраны, в результате чего создается градиент атомов водорода, проявляющийся в наличии мембранного потенциала. Энергия мембранного потенциала используется для синтеза локалиизованной в мембране АТФазой АТФ.

происходит непосредственный перенос водорода на кислород с помощью флавопротеидов, конечным

продуктом при этом оказывается перекись водорода — Н2О2.

белки, в качестве источника энергии, окисляя их полностью до СО2

и Н2О.

бактерий служить основным материалом в энергетических процессах при окислительном дезаминировании,

в результате которого происходит выделение аммиака и превращение аминокислоты в кетокислоту, которая через цикл трикарбоновых кислот вступает в конструктивный метаболизм:
2R–CHNH2 –СООН + О2 →2R– СО –COOH + +2NH3