Дыхание бактерий. Энергетический метаболизм

Лекция №4

Дыхание бактерий — это процесс биологического окисления, в результате которого вырабатывается энергия, необходимая для жизнедеятельности бактериальной клетки. Различное физиологическое отношение микроорганизмов к кислороду связано с наличием у них ферментных систем, позволяющих существовать в атмосфере кислорода. Тип дыхания определяется наличием или отсутствием дыхательных ферментов — цитохромоксдаза, каталазы, пероксидазы. Следует отметить, что в окислительных процессах, протекающих в атмосфере кислорода, образуются токсичные продукты: перекись водорода, озон и закисный радикал кислорода, соединение, имеющее неспаренный электрон. Для нейтрализации токсичных форм кислорода микроорганизмы, способные существовать в его атмосфере, имеют защитные механизмы. У облигатных аэробов и факультативных анаэробов имеется фермент цитохромоксидаза, расщепляющая закисный радикал на перекись. Перекись водорода у этих бактерий разлагается ферментом каталазой на воду и молекулярный кислород.

Классификация бактерий по типу дыхания:

1. Облигатные аэробы — бактерии, использующие кислород для получения энергии. Имеют ферменты цитохромоксидаза, каталазы, пероксидазы. Делятся на строгих аэробов (туберкулезная палочка, менингококк) и микроаэрофилов, растущих при пониженном содержании кислорода.

2. Облигатные анаэробы — бактерии, не использующие кислород для получения энергии. Отсутствуют ферменты каталазы, пероксидазы. Делятся на строгих анаэробов, характеризующихся тем, что молекулярный кислород для них токсичен. Энергию получают маслянокислым брожением (например клостридии столбняка, ботулизма). Аэротолерантные анаэробы не используют кислород для получения энергии, но могут существовать в его атмосфере (молочнокислые бактерии, получающие энергию молочнокислым брожением.)

3. Факультативные анаэробы — бактерии, живущие при наличии кислорода, так и при его отсутствии. К ним относятся большинство патогенных бактерий. Они обладают смешанным типом метаболизма. Процесс получения энергии у них может происходить кислородным в дыхании кислорода, а при его отсутствии переключаться на брожение.

Белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты являются крупными полимерными молекулами, которые синтезируются из мономеров в реакциях поликонденсации, протекающих с поглощением энергии. Поэтому для восполнения своей биомассы бактериям, помимо источника углерода, требуется источник энергии. Энергия запасается бактериальной клеткой в форме молекул АТФ.

Организмы, для которых источником энергии является свет, называются фототрофами. Те организмы, которые получают энергию за счет окислительно-восстановительных реакций, называются хемотрофами.

Среди хемотрофов выделяют литотрофы, способные использовать неорганические доноры электронов (H₂, NH₃, H₂S, Fe³⁺ и др.) и органотрофы, которые используют в качестве доноров электронов органические соединения. Бактерии, изучаемые медицинской микробиологией, являются гетерохемоорганотрофами. Отличительной особенностью этой группы является то, что источник углерода у них является источником не только питания, но и источником энергии.

Дата добавления: 2013-12-13