Descrierea prezentării Curs 4 Tema: "Respirația. Aerobic și anaerob prin diapozitive
Curs 4 Tema: "Respirația. Tipuri de respirație aerobe și anaerobe în microorganisme. Fermentarea. Tipuri de fermentație în microorganisme. "
Întrebări: 1. Definiția și natura respirației, tipurile acesteia 2. Mecanismul procesului respirator. Localizarea intracelulară, structura și funcția fiziologică a lanțurilor de electrotransport 3. Definiția și natura fermentației. 4. Compuși fermentabili și nefertilizați, rolul lor în echilibrul natural. 5. Tipuri de fermentare în microorganisme. 5. 1 Fermentație lactică homofermentativă. 5. 2 Fermentația lactică atipică (heterofermentativă). 5. 3 Fermentarea alcoolică.
Absorbția enzimatică a oxigenului molecular - respirația - este împărțită în: 1. liberă de oxidare, care nu este asociată cu stocarea energiei pentru celulă; 2. Oxidarea asociată cu stocarea energiei.
Respiratia bacterii reprezintă procesul metabolic de oxidare enzimatică a diferiților compuși organici și unele minerale, care se extind ambele fără și cu formarea de ATP, în care compușii organici sau anorganici sunt donori de electroni (oxidat) și acceptor de electroni este necesar pentru a servi drept compus anorganic (restaurat) .
Divizarea microorganismelor în funcție de tipul de respirație: 1. Aerobi 2. Anaerobi 3. Anaerobi opționali
Scindarea glucozei în condiții aerobe: C 6 H 12 O 6 + 6 02 6 CO 2 + 6 H 2 O (G = -2872 kJ / mol)
Lanțul respirator este un sistem de enzime respiratorii care se găsesc în membranele celulelor microbiene
respirație Nitrate - reducerea nitraților la azot molecular: 5 C 6 H 12 O 6 +24 KNO 24 martie KHCO3 18 H 2 O + 12 N 2 +6 CO 2 (. G = -1,760 până la J / mol) Sulfatul de respirație - recuperarea sulfatilor la hidrogen sulfurat: C 6 H 12 O 6 +3 K 2 SO 4 K 2 CO luna martie 3 +3 CO 2 +3 H 2 O + 3 H 2 S (G = -1,760 până la J / mol) Schema 14 diferite. tipuri de procariote de respirație anaerobe:
Trei componente ale mecanismului de respirație a microorganismelor 1. Localizarea celulelor și compoziția componentelor purtătorilor de electroni și protoni din lanțul respirator. 2. Interdependența și funcția componentelor în membrană. 3. Valori ale potențialului de oxidare-reducere a componentelor lanțului respirator
Componente lanț de transport electric implicate în oxidarea hidrogenului flavoproteina • - enzime care conțin ca și protezare grup flavin mononucleotidă (FMN) sau flavin adenin dinucleotid (FAD) • proteine fier-sulf - sistem redox transferul de electroni. Acesta conține atomi de fier conectat, pe de o parte, cu cisteină sulf aminoacizi și alte sulf-sulfurii cu chinone • - sisteme redox de grup în lanțul respirator. In Gram (+) bacterii naftochinone, în Gram (-) - ubichinonă în plastoquinonyl hloroplastah-. • Citocromii - transporta numai electroni; ele nu transportă hidrogen. Ca grup protetic, citocromii conțin heme.
Tabelul 3 - Potențialul de reducere a oxidării componentelor lanțului respirator Componente ale lanțului respirator E 0 '. În diferența dintre cantitățile E 0 ". In -. G o „to J / mol de hidrogen 42 0 -0 10 19 3 NAD -0, 32 0, 24 46, 4 flavoproteina -0, 08 0, 04 7, 7 citocromul b -0, 0 04 , 31 59, 8 Cytochrom c + 0, 27 0, 02 3, 8 Citocrom a + 0, 29 0, 52 100, 4 Oxigen +0,
Fermentarea este procesul prin care organismele derivă energie chimică din glucoză și alte substraturi în absența oxigenului molecular, iar acceptorul de electroni final este o moleculă organică. Fermentația este un proces anaerobic de oxidare-reducere efectuat atât de celulele vii ale microorganismelor, cât și de enzimele pe care le eliberează.
Fermentarea de suc de drojdie de glucoză (ecuația Gardena- Jong) 2 C 6 H 12 O 6 +2 P i 2 CO 2 +2 C 2 H 5 OH + 2 H 2 O + fructoză-1, 6 -bifosfat
Două faze ale procesului de fermentare: 1. Faza inițială (generală) trece în condiții anaerobe, în timp ce zahărul este împărțit în acid piruvic; 2. Faza finală - natura sa metabolică depinde de caracteristicile microorganismelor și de condițiile de cultivare a acestora.
Tipurile reacțiilor catabolice substrat de fosforilare care conduc la sinteza ATP prin fermentare: 1. Reacțiile de oxidare-reducere în procesul de fermentație în etapele de oxidare anaerobă (având o energie de compuși bogate) substraturi de clivaj 2. Reacția sau intermediarii formați din substraturi (aceste reacții sunt catalizate de enzimele din clasa liază)
Schema de sinteză enzimatică a fosfat de acil (precursori ai ATP) din anhidridele acidului fosforic: acil-Co. A + Fn Acil Fosfat + Co A-SH
Tipurile de reacții care duc la sinteza ATP prin fermentare: 1. 1, 3 -fosfoglitserat -fosfoglitserat 3 + ADP + ATP (katalizator- fosfoglicerat kinaza) 2. fosfoenolpiruvat, piruvat + ADP + ATP (katalizator- piruvat kinaza) 3. ADP + acetil acetat + ATP (katalizator- atsetatkinaza) acetil format din acetil-Co. A și fosfat anorganic prin phosphotransacetylase (P i): acetil-Co. A + P i acetil fosfat + Co A
O substanță chimică poate fi fermentată dacă conține atomi de carbon oxidați (sau redus) incomplet. Procesul de fermentare asociat cu astfel de substraturi rearanjamente molecule organice, rezultând în etapele de oxidare a procesului este eliberată o parte din energia liberă conținută în molecula de substrat, și apare în stocarea moleculei ATP.
Compuși microorganisme fermentabile polizaharide, hexoze, pentoze, tetroses, alcooli polihidroxilici, acizi organici, aminoacizi (exclusiv aromatic), purine și pirimidine. Compușii care nu sunt capabili de fermentare cu microorganisme: hidrocarburi alifatice și aromatice saturate, steroizi, carotenoide, terpene, porfirine, aminoacizi aromatici.
Motivele incapacității de fermentare a anumitor compuși organici: 1. Compușii conțin numai atomi de carbon și hidrogen; energia nu este eliberată în timpul divizării unor astfel de substanțe. 2. Hidrocarburile saturate și poliizoprenoidele pot fi oxidate numai cu oxigen în prezența unei enzime oxigenază.
Secvența reacțiilor biochimice care stau la baza fermentării acidului lactic homofermentativ a fost denumită calea glicolitice (glicoliza), calea fructosodifosfatului. Tipuri de transformări chimice în cadrul fermentației cu acid lactic homofermentativ: 1. Reorganizarea substratului carbonic al substratului inițial. 2. Transformări de reducere a oxidării. 3. Formarea ATP.
Schema fosforoliticheskogo scindarea reziduului de glucoză în polizaharide glicoliză (glucoza) n + 2 HPO 4 - (glucoza) n-1 + glucoză-1-fosfat
Schema de fermentație lactică homofermentativă: Glucoză + 2 F n + 2 ADP 2 acid lactic + 2 ATP + 2 H 2 O
Fermentația lactică fertilă este caracterizată de absența unei enzime-cheie a căii glicolitice, aldolaza fructosodifosfatului. precum și a triozofosfatioamelor
Ecuația procesului de fermentare alcoolică: C 6 H 12 O 6 + 2 F n + 2 ADP 2 CH 3 -CH 2 OH + 2 CO 2 + 2 ATP + 2 H 2 O
