Физиология бактерий. Метаболизм. (Часть 1)

1. ФИЗИОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ

Часть 1. Метаболизм

2. Ключевые понятия

• Физиология бактерий
раздел общей микробиологии изучающий процессы жизнедеятельности
микроорганизмов.
• Метаболизм или обмен веществ
совокупность протекающих в клетке процессов обеспечивающих
воспроизводство биомассы и поддержание жизнедеятельности.
• Энергетический метаболизм
совокупность процессов обеспечивающих клетку энергией.
• Пластический или конструктивный метаболизм
совокупность процессов, обеспечивающих построение тела клетки,
увеличение биомассы.

3. Антуан де Сент-Экзюпери

Планета людей

4. Планета бактерий

• Численность
• Микробы……………50 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
• Люди……………………………………………………………………7 000 000 000
• Смена поколений
• Микробы……………………………………………………………………………….30 минут
• Люди………………………………………………………………………………………30 лет
• Время на Земле (годы)
• Микробы……………………………………………………………..3 500 000 000
• Люди…………………………………………………………………………..4 000 000
Schaechter M, et al., Microbiology in the 21st Century.
Where are we and where are we going? ASM 2004.

5. Классификация по источнику энергии

o Фототрофы
Где протекает
фотосинтез?
Источник
водорода
Образование
кислорода
Высшие растения
Прокариоты
Хлоропласты
Хроматофоры
(бактериальный хлорофилл +
фикоэрритрин + фикоциан)
НО
Н О редко
Нет патогенных
видов,
но…
2
Да
2
Аноксигенный
(пурпурные и зеленые бактерии)
Оксигенный
(цианобактерии, прохлорофиты)

6. Классификация по источнику энергии

o Фототрофы
o Хемолитотрофы
Нет патогенных видов

7. Классификация по источнику энергии

o Фототрофы
o Хемолитотрофы
o Хемоорганотрофы
Большинство известных видов
Все патогенные виды

8. Классификация по источнику углерода

o Аутотрофы
o Гетеротрофы
o Сапрофиты
o Паразиты
o Прототрофы
o Ауксотрофы

9. Патогенные микроорганизмы

хемоорганотрофные
гетеротрофные
паразиты

10. Ключевые понятия

• Катаболизм
процесс расщепления органических соединений с освобождением энергии.
• Анаболизм
синтез сложных органических молекул из которых построена клетка.
Протекает с затратой энергии
• Амфиболизм
комплекс биохимических процессов, связывающих катаболические
и анаболические реакции

11. Метаболизм бактериальной клетки

Макромолекулы
?
Фагоцитоз?
Пиноцитоз?
Экзоферменты
Простая диффузия
Облегченная диффузия
Активный транспорт

12. Простая диффузия

• Без затрат энергии
• По градиенту
• Медленно
• Мелкие молекулы

13. Облегченная диффузия

• Без затрат энергии
• По градиенту
• Специфичность
(молекулы-переносчики)

14. Активный транспорт

• С затратой энергии
• Против градиента
• Основной способ

15. Метаболизм бактериальной клетки

Углеводы
Полипептиды
Липиды

16. Энергетический метаболизм

а) получение энергии
e Субстрат 2(акцептор _ электронов)
Субстрат
б) аккумуляция энергии
Е
АДФ Ф АТФ
в) утилизация энергии
Е
АТФ АДФ Ф

17. Методы сопряжения

• Субстратное
фосфорилирование
(брожение)
• Мембранное
фосфорилирование
(дыхание)

18. Субстратное фосфорилирование

Субстрат _ 1 Субстрат _ 2 (Субстрат _ 3) АТФ
С6 Н12О6 2С2 Н 5ОН 2СО2 166кДж \ моль( АТФ)
Глюкоза
Спиртовое
Молочнокислое
Маслянокислое
Уксуснокислое
Пропионовокислое

19. Мембранное фосфорилирование

Дыхание
+
Фосфорилирование
Н2 + О2 Н2О
?
АДФ + Ф АТФ + Н2О

20. Питер Дэнис Митчелл (1920 – 1992)

21. Мембранное фосфорилирование

Внешняя
+
среда
ЦПМ
AH2
Цитоплазма
-
A
∆