vispārīgā mikrobioloģija: mikroorganismu metabolisms prof. uldis kalnenieks
DESCRIPTION
Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks. Metabolisma iedalījums. 1.Enerģijas avots. Fototrofi Hemotrofi. 2. Elektronu avots. Litotrofi Organotrofi. 3. Oglekļa avots. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/1.jpg)
Vispārīgā mikrobioloģija:Vispārīgā mikrobioloģija:
Mikroorganismu metabolismsMikroorganismu metabolisms
Prof. Uldis KalnenieksProf. Uldis Kalnenieks
![Page 2: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/2.jpg)
1.Enerģijas avots
Fototrofi Hemotrofi
Metabolisma iedalījums
2. Elektronu avots
Litotrofi Organotrofi
3. Oglekļa avots
Autotrofi Heterotrofi
![Page 3: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/3.jpg)
Metabolisms: Metabolisms: kopskatskopskats
Izmantojamie substrāti un to katabolisma ceļi mikroorganismos ir
ļoti dažādi;
Būvbloku un biopolimēru biosintēze – samērā
līdzīga
![Page 4: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/5.jpg)
Mikroorganismu augšana uz ogļhidrātiem
Polisaharīdi tiek degradēti ekstracellulāri un šūnā nonāk disaharīdi vai monosaharīdi
Disaharīdi šūnā hidrolītiski vai fosforolītiski šķeļas par monosaharīdiem
Monosaharīdi šūnā tiek fosforilēti, izomerizējas par glikozes vai fruktozes fosfātiem, kas tālāk nonāk centrālajos glikozes noārdīšanas ceļos
![Page 6: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/6.jpg)
![Page 7: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/7.jpg)
Pentožu cukuri pēc to transporta šūnā tiek fosforilēti, un pēc tam
pentozofosfātu ceļa neoksidatīvā daļa kalpo pentožu cukuru pārveidošanai par fosforilētām heksozēm un/vai triozēm
Pentožu efektīva izmantošana – mikroorganismu biotehnoloģijas problēma
![Page 8: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/8.jpg)
Ogļhidrātu transportsistēmas:
enerģētika un hierarhija
PTS kontrolē pārējo transportsistēmu ekspresiju
![Page 9: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/9.jpg)
Glukozo-6-fosfāts
Pentozofosfātu ceļš
E.-D. ceļš
E.-M.-P. ceļš
![Page 10: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/10.jpg)
Entnera - Dudorova ceļa raksturīgās reakcijas
E.-D. ceļā veidojas tikai 1 ATP mols uz molu patērētās glikozes
E.-D. ceļā tiek noārdīta arī glikonskābe (glukonāts)
Sastopams g. k. aerobajās Gramnegatīvajās baktērijās
Tālāk sakrīt ar Embdena-Meijerhofa ceļa reakcijām
pyruvate
![Page 11: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/11.jpg)
plūsmu attiecību starp pentozofosfātu ceļu un glikolīzi ietekmē šūnas prasības pēc NADPH
![Page 12: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/12.jpg)
Aerobs katabolisms ar pilnīgu ogļhidrātu oksidēšanos līdz CO2 un H2O:
piruvāts
piruvātdehidrogenāzes komplekss
Krebsa cikls
elpošanas ķēde
![Page 13: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/13.jpg)
Krebsa jeb trikarbonskābju jeb citronskābes cikls:
- ir ogļhidrātu, aminoskābju un taukvielu oksidēšanās kopējais beigu posms;
-tajā aktivētā acetilgrupa oksidējas līdz 2 CO2 molekulām un veidojas 3 NAD(P)H, 1FADH2 un 1ATP (vai GTP); NAD(P)H un FADH2 oksidējas elpošanas ķēdē;
- tā starpprodukti ir priekšteči aminoskābju u. c. biosintēzes reakcijām;
- tā darbību inhibē, augstas ATP vai NAD(P)H koncentrācijas;
![Page 14: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/14.jpg)
Daļai baktēriju Krebsa cikls ir nepilns, jeb ‘pakavveida’, un kalpo tikai biosintēzes vajadzībām
![Page 15: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/15.jpg)
Šūnai nepieciešamas īpašas
anaplerotiskās jeb [centrālo
metabolītu krājumus] papildinošās reakcijas, lai:
- veidotu 3 un vairāk C atomus saturošus centrālos metabolītus, ja augšana notiek uz substrāta, no kura veidojas acetil CoA
- papildinātu Krebsa cikla starpproduktu koncentrācijas, kuri tiek tērēti biosintēzēm
![Page 16: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/18.jpg)
O=CH-COOH
Vienu no 2 izocitrāta molekulām šķeļ izocitrātliāze
1 malāts papildus sintezējas no glioksilāta un acetil CoA
![Page 19: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/19.jpg)
pyr, lact:
3+1 vai
2+5
acetilCoA:
glioksilāta cikls + 5
cukuri:
1 vai 2
augot uz C4 dikarbonskābēm
![Page 20: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/20.jpg)
Fuhrer et al. (2005) J Bact 187, 1581-1590
Ar zilu rāmīti atzīmēti centrālie metabolīti – aminoskābju priekšteči
Dažādu sugu baktērijām metaboliskie ceļi no centrālajiem metabolītiem līdz aminoskābēm ir vienādi, bet variē ceļš no glikozes līdz katram centrālajam metabolītam
![Page 21: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/21.jpg)
Fluksomika – pēta plūsmu sadalījumu metaboliskajos ceļos dažādos kultūras augšanas apstākļos
Eksperimentālajos pētījumos izmanto ar 13C iezīmētus substrātus (piem. glikozi).
Pastāv sakarība starp konkrētajiem metaboliskajiem ceļiem, pa kuriem veidojas metabolīts un iezīmētā oglekļa atomu sadalījumu tā molekulā; tas pēc tam viennozīmīgi atspoguļojas 13C sadalījumā aminoskābēs:
centrālo metabolītu biosintēzes ceļi “atstāj pēdas” aminoskābēs
![Page 22: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/22.jpg)
Fuhrer et al. (2005) J Bact 187, 1581-1590
Glikoze kā vienīgais oglekļa un enerģijas avots
![Page 23: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/23.jpg)
Fuhrer et al. (2005) J Bact 187, 1581-1590
Glikoze kā vienīgais oglekļa un enerģijas avots
![Page 24: Vispārīgā mikrobioloģija: Mikroorganismu metabolisms Prof. Uldis Kalnenieks](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061423/56813b5f550346895da45a3d/html5/thumbnails/24.jpg)
Laboratorijas un industriālo modeļorganismu specifika:
-EMP glikolīzes ceļš kā dominējošais;
-pentozofosfātu ceļš kā viens no katabolisma ceļiem;
-nepilnā oksidēšanās aerobajā katabolismā.
Dabā plaši izplatīts ED ceļš!