ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

12. МЕТАБОЛІЧНА АКТИВНІСТЬ АЕРОБНИХ ГЕТЕРОТРОФІВ

12.6. НЕПОВНІ ОКИСНЕННЯ

Більшість аеробних мікроорганізмів у процесі дихання окиснюють органічні поживні речовини до СО2 та води. Оскільки в молекулі СО2 досягається найвищий ступінь окиснення вуглецю, то відбувається повне окиснення. Цей тип дихання відрізняють від неповних окиснень, за яких як продукти обміну виділяються частково окиснеш органічні сполуки.

Кінцевими продуктами неповних окиснень можуть бути оцтове, глюконова, фумарова, лимонна, молочна кислота та інші сполуки. Оскільки ці продукти подібні до тих, що утворюються у процесі бродіння, неповні окиснення називають «окиснювальним бродінням».

Неповними окисненнями в біотехнології є такі важливі процеси, як утворення органічних кислот бактеріями та грибами: утворення амінокислот бактеріями; трансформація речовин мікроорганізмами; утворення вторинних метаболітів (антибіотиків, полісахаридів, вітамінів, лектинів та ін.).

Рис. 12.9. Три типи розриву ароматичного кільця

Метаболічна активність аеробних гетеротрофів

     

Енергетичний

Конструктивний метоболізм

Субстрат

Шлях катаболізму

Ключові ферменти

метаболізм (утворення НАНД для дихального ланцюга)

Анплоротичні реакції для синтезу С1-дикпрбоновнх кислот

Глюконоогенез

 

Гліколіз

Фосфофруктокіназа

ЦТК

Карбоксилювання пірувату та фосфоенолпірувату

Немає

Вуглеводи (гексози)

КДФГ-шллх

6-Фосфоглюконатдегідратаза; 2-кето-З-дезокси-

6-фос фоглюконатальдолаза

ЦТК

Те саме

Немає

 

Розщеплення через глюконат

НАД(Ф) - або ΠXX-залежні глюкоздегідрогенази

ЦТК,

окиснення

глюкози

Те саме

Немає

Етанол

Окиснення через ацетальдегід (АА) та ацетат до ацетил- КоА

НАД)Ф) - або ПХХ-залежні алкоголдегідрогенази

Окиснення етанолу, ΑА, ЦТК, гліоксилатний цикл

Гліоксилатний цикл

Є

Ацетат

Утворення ацетил-КоА

Ацетаткіназа; ацетил-КоА- синтетаза

ЦТК,

гліоксилатний цикл

Те саме

Є

Оксалат,

глюксилат

Гліцератний шлях

Гліоксиллткарболігаза

ЦТК

Утворення малату з гліоксилиту та ацетил-ΚοА (малатсинтазя)

Є

Метан,

метанол

Окиснення до НСОН (далі — сериновий шлях)

Серинтрансоксиметилаза; оксипіруватредуктаза

Окиснення метану та метанолу до СО2

Реакція, яка каталізується

ізоцнтритліазою

Є

Метан, метанол

Окинснення до НСОН (далі - гексулозофосфатний шлях)

Гексулозофосфатсинтаза

Окиснення метану та метанолу до СО2

Карбоксилювання фосфоснолпірувату

Є

Н-алкани та жирні кислоти

Окиснення н-алканів до жирних кислот;

β-окиснення жирних кислот

Монооксигенази; ацил-КоА-синтетази

ЦТК

β-окиснення жирних кислот

Глюксилатний цикл

Є

Ароматичні сполуки

Трансфермація до пірокатехіну та протокатехової кислоти з наступним діоксигенуванням (opтo та мета розщеплення кільця)

Пірокатехаза;

протокатехат-3,4-оксигеказа

Метапірокатехаза;

прото- катехат-4,5-оксигеназа

ЦТК

Карбоксилювання

пірувату;

гліоксилатний цикл

Є

Трансформація до гентизинової кислоти

Гентизинатоксигеназа

ЦТК

Карбоксилювання пірувагу;

гліоксилатний цикл