Схема метаболических превращений клеток микроорганизмов

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: 1)Микроорганизмы используют большое количество разнообразных источников углерода и энергии; 2)Метаболизм микроорганизмов характеризуется высокой эффективностью; 3)Главные внутриклеточные функции у микробов контролируются ферментами; 4)Микроорганизмы способны выделять во внешнюю среду как клеточные, так и промежуточные продукты обмена; 5)Микробная клетка нуждается в источниках внешней энергии для поддержания процессов метаболизма; 6)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.

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 (НАДН2промежуточных 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.