Метаболизм бактериальной клетки

Компоненты дыхательной цепи переходят попеременно из окисленного состояния в восстановленное и обратно, т.е. ведут себя как типичные окислительно-восстановительные катализаторы.

Метаболизм бактериальной клетки

Информация

Биология

Другие материалы по предмету

Биология

Сдать работу со 100% гаранией

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Биологический факультет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метаболизм бактериальной клетки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

студента 3 курса 6 группы

Ковальчука К.В.

 

 

 

 

 

Минск 2003г.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

 

Введение ……………………………………………………………………………….3

 

Катаболизм углеводов …………………………………………………………………3

 

Цикл трикарбоновых кислот …………………………………………………………..5

Дыхательная цепь и окислительное фосфорилирование…………………………….5

 

Вспомогательные циклы и глюконеогенез………………….…………………………7

 

Брожение…………………………………………………………………………………8

 

Использование неорганических доноров водорода………..………………………….9

 

Фиксация СО2……………………………………………………………………………………………………..10

 

Фотосинтез……………………………………………………………………………….11

 

Разложение природных веществ………………………………………………………..12

 

Биосинтетические процессы…………………………………………………………….12

 

Литература………………………………………………………………………………..13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

Метаболизм представляет собой совокупность всех химических реакций, проходящих в клетке. В процессе метаболизма происходит превращение одних веществ в другие (обмен веществ) и, соответственно, превращение энергии запасённой в этих веществах. Для поддержания жизнедеятельности клетка нуждается в энергии и в определённых веществах. Источником энергии для клетки чаще всего служит расщепление органических соединений. Совокупность реакций расщепления высокомолекулярных соединений, сопровождающихся выделением энергии, называется энергетическим метаболизмом (катаболизмом). В процессе катаболизма происходит не только запасание энергии в доступной для клетки форме, но также и образуются низкомолекулярные вещества, которые являются субстратом для синтеза различных компонентов и соединений, необходимых для функционирования клетки (организма). Совокупность таких биосинтетических процессов составляет анаболизм. Связующим звеном между катаболизмом и анаболизмом является ряд реакций промежуточного обмена, или амфиболизма.

 

Катаболизм углеводов.

 

В зависимости от механизма преобразования энергии в доступную для клетки биохимическую форму различают два главных типа метаболизма фототрофный и хемотрофный. Организмы, способные использовать в качестве источника энергии для роста свет, называют фототрофными (фотосинтезирующими). В отличие от них хемотрофными (хемосинтезирующими) называют организмы, получающие энергию в результате окислительно-восстановительных реакций с участием субстратов, которые служат для них источником питания (питательные вещества). Для большинства микроорганизмов основными питательными веществами служат.

Можно выделить четыре важнейших этапа катаболизма глюкозы:

1 - начальное расщепление до с3-соединений

2 - окисление пирувата

3 - цикл трикарбоновых кислот

4 - дыхательная цепь

Начальное расщепление до с3-соединений

Много путей ведет от глюкозы к Сз-соединениям и среди них к пировиноградной кислотеодному из важнейших промежуточных продуктов обмена веществ. Чаще других используется путь распада через образование фруктозо-1,6-дифосфата (гликолиз). Другой ряд реакции, к осуществлению которых способно большинство организмов образует цикл, известный под названием окислительный пентозофосфатный путь. Обратная последовательность реакций включает основные этапы, ведущие к регенерации, акцептора СО2 при автотрофной фиксации СО2. Только у бактерий встречается, видимо, путь ЭнтнераДудорова (или КДФГ-путь по характерному промежуточному продукту). Другие сходные механизмы распада гексоз имеют более специальное значение. Глюкоза в клетке сначала фосфорилируется в положении 6 с участием фермента гексокиназы и АТФ в качестве донора фосфата. Глюкозо-6-фосфат представляет собой метаболически активную форму глюкозы в клетке и служит исходным пунктом для любого из трёх упомянутых путей распада.

В процессе гликолиза (рис.1.)происходит расщепление глюкозы до пирувата; при этом сначала потребляется энергия 2 молекул АТР, а затем образуются 4 молекул АТР путём переноса фосфатной группы с субстрата на ADP (субстратное фосфорилирование), а также восстановление 2 молекул NAD до NADH2. Пируват служит исходным пунктом дальнейших процессов расщепления, преобразования и синтеза.

Обе реакции, протекающие с выделением энергии при превращении триозофосфата в пировиноградную кислоту, являются для анаэробных организмов важнейшими этапами, доставляющими энергию. В анаэробных условиях все микроорганизмы, сбраживающие углеводы (за немногими исключениями), используют энергию, получаемую в результате окисления глицеральдегидфосфата в пируват.

Пентозофосфатный путь включает несколько циклов. В результате функционирования которых из трёх молекул глюкозо-6-фосфата образуются три молекулы СО2 и три молекулы пентоз (рибулозо-5-фосфат и др.). Последние используются для регенерации двух молекул

 

 

 

 

 

АТР ADP+ Pi

 

КДФГ-путьПентозофосфатный

путь

 

 

 

 

 

ATP ADP+ Pi

 

 

 

 

 

 

 

NAD NADH2

NADH2 NAD Pi

 

 

 

 

ADP+P ATP

 

 

Глицерол + Pi

 

 

 

 

 

H2O

 

 

 

ADP+ Pi ATP

 

 

 

 

глюкозо-6-фосфата и одной молекулы глицеральдегид-3-фосфата. Поскольку из двух молекул глицеральдегид-3-фосфата можно регенерировать молекулу глюкозо-6-фосфата, глюкоза может быть полностью окислена при превращении по пентозофосфатному пути:

3 глюкозо-6-фосфат + 6 NADP3CO2 + 2 глюкозо-6-фосфат + глицеральдегид-3-фосфат + 6 NADPH + 6 H+

Данный цикл не приводит к синтезу АТР, он представляет собой явно дополнительный путь. Его значение следует видеть в подготовке важных исходных веществ (пентозофосфатов, эритрозофосфата, глицеральдегид-3-фосфата), а также восстановительных эквивалентов (NADH2) для процессов синтеза. В частности, он обеспечивает рибозой синтез нуклеотидов и нуклеиновых кислот.

 

 

 

КДФГ-путь (путь Энтнера Дудорова) начинается с дегидрирования глюкозо-6-фосфата до 6-фосфоглюконата, от него отщепляется вода и образуется 2-кето-З-дезокси-6-фосфоглюконат (КДФГ). КДФГ расщепляется на пировиноградную кислоту и 3-фосфоглицериновый альдегид. Последний окисляется до пирувата, также как и в гликолизе. На каждый моль глюкозы, окисляемой до пирувата, в КДФГ-пути образуется 2 моля АТР, 1 моль NADH2 и 1 моль NADPH2.

 

Окисление пирувата.

 

Пируват занимает центральное положение в промежуточном метаболизме и может служить предшественником разнообразных продуктов. Многие организмы окисляют большую часть образующегося в ходе метаболизма пирувата до ацетилкофермента А. Окисление может осуществляться с помощью одной из следующих реакций:

Пируват + СоА + NAD Ацетил-СоА + NADH2 + CO2

Пируват + СоА + 2Fd Ацетил-СоА + 2FdH + CO2 (Fd ферредоксин)

Пируват + СоА Ацетил-СоА + формиат

 

 

Цикл трикарбоновых кислот.

Лучшие

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>