Разложение природных веществ.
В аэробных условиях все вещества биологического происхождения подвергаются распаду. Каким бы сложным ни было то или иное вещество, в природе всегда найдётся микроорганизм, способный полностью или частично его расщепить, а продукты этого расщепления будут использованы другими микроорганизмами. Для большинства микроорганизмов основными питательными веществами служат углеводы. Главными составными частями растительного материала являются полисахариды: целлюлоза, крахмал, гемицеллюлозы, пектины, агар, лигнин. Все эти вещества представляют собой макромолекулы. Для их расщепления микроорганизмы выделяют в среду экзоферменты, расщепляющие полимеры до мономеров и низших олигомеров (моно-, ди-, олигосахаров) которые поступают в клетку, где подвергаются дальнейшим превращениям. Аналогично расщепляется хитин животных и грибов. Широко распространены бактерии разлагающие углеводороды; причём, чем длиннее цепь углеводородов, тем активнее они разлагаются. Белки сначала расщепляются внеклеточными протеазами до пептидов, способных проникнуть в клетку, и частично до аминокислот. Пептиды поступают в клетку и гидролизуются внутриклеточными протеазами до аминокислот. Последние либо используются клеткой как таковые для синтеза белка либо подвергаются ряду превращений: декарбоксилированию до биогенных аминов, дезаминированию до оксокислот, трансаминированию с переносом аминогруппы на оксокислоту. Образовавшиеся продукты вовлекаются в промежуточный обмен.
|
|
|
Биосинтетические процессы.
Биосинтез аминокислот. Большинство микроорганизмов способны синтезировать все двадцать аминокислот, из которых строятся белки. Углеродные скелеты аминокислот образуются из промежуточных продуктов обмена. Аминогруппы вводятся в результате прямого аминирования или переаминирования. Перевод неорганического азота в органические соединения происходит всегда через аммиак. Нитраты, нитриты и молекулярный азот предварительно восстанавливаются в аммиак (ассимиляционная нитратредукция) и только после этого включаются в состав органических соединений.
Лишь немногие из аминокислот образуются в результате прямого аминирования свободными ионами 
. Таким образом обычно аминируется 
- кетоглутарат до глутамата и пируват до аланина. Все остальные аминокислоты получают свою аминогруппу в результате трансаминирования с одной из первичных аминокислот. Исходным материалом для синтеза аминокислот служат промежуточные продукты обмена (пируват, - кетоглутарат, оксалоацетат или фумарат, эритрозо-4-фосфат, рнбозо-5-фосфат и АТФ). В большинстве случаев аминогруппа вводится только на последнем этапе синтеза. Некоторые аминокислоты образуются в результате ряда превращений других аминокислот, и в этих случаях переаминирования не требуется.
|
|
|
Биосинтез нуклеотидов. Пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды являются мономерами нуклеиновых кислот, входят в состав многих коферментов и участвуют в активации и переносе аминокислот, сахаров, липидов и компонентов клеточной стенки. Синтез всех пуриновых нуклеотидов идёт общим путём, разветвляющимся только на стадии инозиновой кислоты, после чего образуется либо адениловая, либо гуаниловая кислота. Общим является и путь синтеза пиримидиновых нуклеотидов; здесь разделение происходит на уровне уридиловой кислоты.
Исходным соединением для образования пентозного компонента нуклеотидов служит рибозо-5-фосфат. Он может образовываться двумя путями: 1)окислительным — из глюкозо-6-фосфата через окислительный пентозофосфатный путь и 2)неокислительным — из фруктозо-6- фосфата и глицеральдегид-3-фосфата через реакции, катализируемые трансальдолазой и транскетолазой. Рибозо-5-фосфат используется для синтеза нуклеотидов в высокоэнергетической форме — в виде фосфорибозилпирофосфата. Восстановление рибозы до дезоксирибозы происходит на стадии рибонуклеотида и осуществляется посредством различных реакций.
|
|
|
Биосинтез липидов. Липиды являются важными компонентами цитоплазматических мембран и клеточных стенок; служат запасными веществами. В бактериальных жирах преобладают длинноцепочечные насыщенные жирные кислоты и ненасыщенные жирные кислоты, содержащие одну двойную связь; ненасыщенные жирные кислоты с несколькими двойными связями и стероиды, видимо, отсутствуют; редки также триглицериды. Большое значение имеют сложные фосфолипиды. Биосинтез жирных кислот с длинной цепью протекает путем конденсации и восстановления ацетатных групп. Для повышения реакционной способности метильная группа ацетилкофермента А сначала карбоксилируется с образованием малонил-СоА:
СНз-СО ~ SСоА + СО2 + АТР + Н2О à НООС-СН2-СО ~ SСоА + АDP + Pi
В последующих реакциях конденсации карбоксильная группа снова отщепляется в виде СО2. Синтез жирных кислот происходит при участии мультиферментного комплекса согласно уравнению
ацетил-СоА + 7малонил-СоА + 14 NADPH2 àпальмитил-СоА + 14NADP + 7СО2 + 7СоА + 7Н2О
Литература.
1. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1987, 576 с.
2. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. М.: Изд-во МГУ, 1992, 448 с.
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 100; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!