Конструктивный метаболизмАнаболизм —биосинтез основных соединений бактериальной клетки, необходимых для ее функционирования. Продукты, образующиеся в реакциях синтеза биомолекул, называют метаболитами. Из преметаболитов (СО2, аммония, сульфатов, фосфатов, ионов металлов) образуются прометаболиты (моносахара, аминокислоты, нуклеотиды, низкомолекулярные жирные кислоты). Прометаболиты катализируют синтез информационных молекул (ДНК и РНК) и первичных метаболитов,сходных для всех живых организмов (белков, углеводов, липидов и некоторых карбоновых кислот). В результате реакций вторичного метаболизма некоторые микроорганизмы образуют токсины и антибиотики. Биосинтез нуклеотидов. Пуриновые нуклеотиды строятся на основе фосфорибозилпирифосфата, образующегося в пентозофосфатном цикле. Двучленное пуриновое кольцо синтезируется последовательным присоединением аминогрупп и мелких углеродсодержащих групп. Пиримидиновые нуклеотиды синтезируются на основе карбоксилсодержащих веществ. Рибозофосфатный остаток присоединяется после его конденсации с аспарагиновой кислотой. Биосинтез углеводов. Микроорганизмы синтезируют моно-, олиго, полисахариды и другие соединения, в состав которых входят углеводы. Автотрофы синтезируют глюкозу из углекислого газа, а гетеротрофы — из углеросодержащих соединений с длиной цепи С2–С3. В обоих случаях используются реакции гликолиза, идущие в обратном направлении. Биосинтез аминокислот. Большинство прокариот способны синтезировать все аминокислоты из пирувата, a–кетоглутарата и фумарата, образующихся в цикле трикарбоновых кислот. Источниками энергии являются АТФ. Азот вводится в молекулу предшественника на последних этапах биосинтеза реакциями аминирования и пераминирования. Из пирувата в реакциях аминирования ионами NH4 образуется аланин, а затем в реакциях пераминирования синтезируются пролин и аргинин. Глютаминовая кислота образуется из a-кетоглютарата путем аминирования. Лизин, треонин и метионин синтезируются из аспартата, образованного из фумарата. Ауксотрофные по некоторым аминокислотам прокариоты (микоплазмы, спирохеты) используют готовые аминокислоты из организма хозяина. Биосинтез липидов. Липиды микроорганизмов представлены жирными кислотами, фосфолипидами, восками, терпенами и каратиноидами, состоящими из насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Жирные кислоты синтезируются при участии ацетилпереносящих белков. Ненасыщенные кислоты с двойными связями формируются из насыщенных жирных кислот. Ионный обмен. Для роста и размножения микроорганизмов необходимы разнообразные минеральные элементы и соединения — ионы NH4, K+, Mg2+. Ионы аммония необходимы для синтеза аминокислот, ионы калия - для связывания тРНК с рибосомами, ионы железа и магния являются костимуляторами ферментативных реакций. Пути выхода синтезированных веществ из бактериальной клетки: – фосфотрансферазная реакция происходит при фосфорилировании переносимой молекулы; – контрансляционная секреция — в этом случае синтезируемые молекулы должны иметь особую лидирующую последовательность аминокислот, чтобы прикрепиться к мембране и сформировать канал, через который молекулы белка (напр., токсины столбняка, дифтерии) смогут выйти в окружающую среду; – почкование: молекулы, образующиеся в клетке, окружаются мембранным пузырьком, который отшнуровывается в окружающую среду.
|
