Класификация на бактериите по вид на дишането - биологично окисление.

Според нуждата на микроорганизмите от кислород се разграничават пет групи (фиг. 10):

1. Задължителни (строги) аероби Те са в състояние да получават енергия само чрез дишане и следователно задължително се нуждаят от молекулярен кислород. Енергията се получава чрез окислителния метаболизъмлизъм, използващ кислород като терминалприет електронен акцептор в реакцията, катализиранzaned цитохром оксидаза. Пример: представители на раждането Псевдомонада и Бацил.

2. Задължителни (строги) анаероби те не са в състояние да растат и да се размножават в присъствието на кислород, тъй като нямат ензими, които разграждат токсичните кислородни съединения. За тях, като вид оксидферментация, по време на която се случва прехвърлянето на електрони от донорния субстрат към акцепторния субстрат. Техният метаболизъм е ферментативен. Пример: микроорганизми на раждането Клостридий и Бактероиди.

3. Факултативни анаеробив състояние да расте и да се размножава както вналичието на кислород и при негово отсъствие. Те имат смесен тип метабоLism и може да се използваизползвайте както молекулен кислород, така и органични съединения като крайни електронни акцептори. Процесът на получаване на енергия от тяхМоже да се осъществи с кислородно дишане в присъствието на кислород и при негово отсъствие да се премине към ферментация. Пример: Ешерихия коли и Saccharomyces.

4. Микроаерофили се нуждаят от ниско съдържание на свободен кислород от 2-10%. Естественото местообитание на микроаерофилите е лигавичният слой, покриващ епитела на стомаха, където концентрацията на кислород е ниска. Микроаерофилите имат ензими, които се инактивират при контакт със силни окислители и са активни само при ниски стойностикислородно налягане, например ferхидрогеназа. Много микроаерофилни бактерии растат по-бързо в излишък на въглероден диоксид (до 20%), поради което се наричат капнофили. Пример: Helicobacter pylori, Campylobacter.

5. Аеротолерантни микроорганизмиможе да расте в присъствието на атмосферен кислород, но не го използва като енергиен източник. Те извършват анаеробен метаболизъм (ферментация), но са устойчиви на кислород в обичайните му концентрации. Пример: Streptococcus pyogenes, Lactobacillus.

Аероби Микроаерофилни Незадължителни анаероби Аеротолерантни

микроорганизми анаероби микроорганизми

Фигура: 10. Естеството на растежа на бактериите с различни нужди от кислород

Различното физиологично съотношение на микроорганизмите към кислорода е свързано сте имат ензимни системи, които им позволяват да съществуват в кислородна атмосфера. Трябва да се отбележи, че при окислителните процеси, протичащи в кислородна атмосфера, се образуват токсични продукти на окисляване (H2O2 - водороден прекис и O2

- свободни кислородни радикали), Тези съединения причиняват пероксидация на ненаситени мастни киселини и окисляване на SH-групи протеини.

Таблица 15. Ензими на бактерии с различни нужди от кислород

* Супероксиддизуматазата се намира в много тежки анаероби и присъствието на този ензим корелира с тяхната устойчивост на кислород.

За неутрализиране на токсичните форми на киселинарод микроорганизми, способни да бъдатв нейната атмосфера, преди всичко имат специфични ензими каталаза, пероксидаза, както и мощна ензимна система за неутрализиране на най-токсичните кислородни радикали, която се нарича супероксид дисмутаза. В анаеробите тези ензими отсъстват, както и системата за регулиране на редокс потенциала, поради което натрупването на съединения, токсични за клетъчните мембрани, причинява тяхното разкъсване и неизбежна смърт. Биохимично анаеробното дишане протича според вида на ферментационните процеси.

Имайте задължителни аероби и избираемани анаероби натрупване на азотен радикал O2

инхибира ензимите каталаза и супероксиддисмутаза, които разграждат кислородния радикал до водороден пероксид и молекулярен кислород (Таблица 15 и Фиг. 10).

Аеротолерантен микроорганизми няматсупероксид дисмутаза и нейната функция се възстановявависока концентрация на йони Marganza, която, окислявайки се под действието на 02

, като по този начин премахва супероксидния йон. Водородният пероксид в тези микроорганизми се унищожава от ензим пероксидаза в катареакциите на окисление на органичнитехимични вещества.

Строги анаероби нямат нито каталаза, нито пероксидаза, но съдържат супероксид дисмутаза. В тази връзка някои струнидруги анаероби (бактероиди, фузобактерии) не може да понася присъствието дори на малко количество молекулен кислород, докато някои клостридии могат да бъдат в кислородна атмосфера, благодарение на ензима супероксид дисмутаза.

Ферментацията и нейните видове

Ферментация (субстратно фосфорилиране). Ферментацията е вид анаеробно дишане, при което органичното вещество е едновременно донор и акцептор на водород. Основни компоненти на фосфорилирането на субстрата: органични субстрати, свързан кислород.

По време на ферментацията сложните органични вещества се разделят на по-прости с отделянето на относително малко количество енергия. Когато глюкозата навлезе в клетката, настъпва гликолиза и се образува PVA. По-нататъшните му трансформации са предопределени от набор от ензими на анаеробни бактерии. Ферментационен (ензимен) метаболизъм, - процесът на получаване на енергия, при койтоводородът от субстрата се прехвърля в органични съединения.

Кислородът не участва в процеса на ферментация. Намалените органични съединения се отделят в хранителната среда и се натрупват в нея. Въглехидрати, аминокиселини (с изключение наароматни), пурини, пиримидини, многоатомни алкохоли. Не е в състояние на sbrasживи ароматни въглеводороди, steвъжета, каротеноиди, мастни киселини. Тези вещества се разлагат и окисляват само в присъствието на кислород при анаеробни условияте са стабилни. Продуктите на ферментация са киселини, газове, алкохоли.

В зависимост от това какви крайни продукти се образуват се различават различни видове ферментация:

един. Млечнокисела ферментация. Примери за този тип ферментация са лактобацили, бифидобактерии, стрептококи. От PVC те образуват млечна киселина (хомоферментативна ферментация) или млечна киселина, ацетон, янтарна киселина, оцетна киселина (хетероензимна ферментация). Игра на продукти за млечнокисела ферментацияиграят голяма роля при формирането на колониятанационална резистентност от бактериите от рода Лактобацилус и Bifidobacterium, съставляващи облигатната чревна флора. Широко се използват млечнокиселите бактериисе използват в млечната промишленост зарадиация на млечнокисели продукти, както и при създаването на пробиотици.

2.Ферментация на маслена киселина. Маслена киселина, бутанол, ацетон, изопропанол и редица други опганови киселини, по-специално оцетна киселина, капронови, валерианови, палмитинови, са продукти на въглехидратната ферментация чрез захаролитични строги анаероби (анаеробни бактерии от рода Clostridia, както и бактероиди, фузобактерии и други групи). Спектърът на тези киселини, определен с помощта на газова течносткостна хроматография, използвана като напрпресов метод за идентифициране на анаероби.

3.Ферментация с пропионова киселина. Патогените също принадлежат към рода на анаеробите - пропионибактериите, които се използват при производството на сирене. Крайният продукт на ферментацията е пропионова киселина. Пропионибактерии - обитателите на кожата и лигавиците на хората и животните могат да причинят анаеробни инфекции.

4.Алкохолна ферментация. Намерени в основитеном, в мая. Крайни продукти на JAVетанол и CO2. Ферментационен бъгЗаплахата възниква през PDF пътя при анаеробни условия. С достъпа на кислород процесът на ферментация отслабва, той се заменя с дишане. Потискането на алкохолната ферментация с кислород се нарича ефект на Пастьор. Алкохолната ферментация се използва в хранително-вкусовата промишленост: хлебни, винарски.

пет.Ферментация на бутиленгликол. В резултат на ферментацията се образуват бутилов алкохол, етиленгликол, сероводород и други токсични продукти. Този тип ферментация се причинява от Escherichia coli и други ентеробактерии, включително причинители на чревни инфекции - салмонелоза, дизентерия.

6. Мравчена киселина (смесена) brogerне.Среща се в семейства Enterobacteriaceae, Vibrionaceae. Глюкозни състезанияразделя се по пътя на FDF, глюконатът се разделявърви по пътя на KDFG.

Познаването на механизмите на ферментация е от голямо практическо значение: първо, за разработването на методи за диагностика (идентификация) на инфекциозни заболявания с набор от ензими; второ, да се създаде модерна биотехнология на млечнокисели продукти, сирене, хляб, вино, бира и много други хранителни продукти.