Bacteriile care distrug celuloza
Celuloza este o polizaharidă, care este componenta principală a pereților celulari ai plantelor și algelor superioare. Sinteza sa este mai mare decât sinteza tuturor celorlalți compuși naturali, deci celuloza (împreună cu amidonul) este cel mai comun compus organic de pe Pământ.
În același timp, structura chimică a celulozei este de așa natură încât aceasta face ca acesta să fie un material care este inert pentru mai multe impacturi. Celuloza este un polimer constând din lanțuri de molecule beta-D-glucoză. legat de legăturile beta-1,4-glicozidice. Lanțurile, la rândul lor, sunt combinate în fascicule (fibre). Fibrele sunt organizate astfel încât grupurile hidrofilice ale lanțurilor de celuloză să fie protejate de influențele externe. Fibrele, în plus, sunt înconjurate de o cochilie, care include ceară și pectină. Toate acestea dau fibrelor de celuloză rezistență mecanică, le fac insolubile în apă și sunt rezistente la diferite influențe chimice.
Descompunerea celulozei în condiții anaerobe și aerobe este posibilă cu eubacterii aparținând diferitelor grupuri taxonomice: reprezentanți individuali ai genului Clostridium. un număr de actinomycete. myxobacteriei. unele bacterii din genul Pseudomonas. a bacteriilor coryneforme din genul Cellulomonas. rezidenți permanenți ai stomacului de animale rumegătoare legate de genurile Ruminicoccus. Bacteroides. Butyrivibrio, etc. Singurul lucru care leagă aceste organisme este abilitatea de a sintetiza enzimele care descompun celuloza.
Descompunerea enzimatică a celulozei este realizată cu ajutorul unui complex de celulază și constă din mai multe etape. Mai întâi, endo-beta-1,4-glucanaza rupe legăturile glicozidice din lanțul celulozei, ceea ce duce la formarea unor fragmente destul de mari, cu capete libere. Exo-beta-1,4-glucanaza apoi catalizează scindarea de la capătul lanțului de dizaharidă celobioză. Și, în final, acesta din urmă este hidrolizat la glucoză cu ajutorul beta-glucosidazei.
Enzimele care alcătuiesc complexul de celulază pot fi eliberate în mediu sau rămân legate de suprafața celulară. În primul caz, celuloza poate fi divizată până la celobioză prin intermediul glucanazelor exogene. În cel de-al doilea caz, în mediu nu se găsesc cellulaze extracelulare și produse intermediare de scindare a celulozei. S-au găsit particule sferice - centrele de activitate celulolitică, numite celuloză, pe suprafața unei celule bacteriene. constând din subunități de polipeptidă (un complex de enzime de celulază) și fibrilați carbohidrați.
Descompunerea celulozei în condiții aerobe conduce la metabolizarea ulterioară a glucozei în sistemul de procese catabolice (glicoliza trece la CTC) cu introducerea de hidrogen (electroni) în lanțul respirator și transferul lor în O2.
Bacteriile care utilizează celuloza au un rol imens în natură, deoarece aceștia sunt responsabili de descompunerea celulozei, care constituie cea mai mare parte a tuturor compușilor naturali sintetizați.