Физиология бактерий Профессор Бойченко М Н Ферменты

Физиология бактерий Профессор Бойченко М. Н.

Ферменты бактерий Ø 1. ОКСИРЕДУКТАЗЫ ( оксидаза, каталаза, супероксиддисмутаза) Ø 2. ТРАНСФЕРАЗЫ (декарбоксилазы) Ø 3. ГИДРОЛАЗЫ (пепдидазы, липазы, глюкозидазы, гиалуронидаза) Ø 4. ИЗОМЕРАЗЫ Ø 5. ЛИАЗЫ (аденилатциклаза) Ø 6. ЛИГАЗЫ

Дифференциальнодиагностические среды

Транспорт веществ внутрь клетки Ø Энергонезависимый, протекающий по градиенту концентрации: Ø 1. Простая диффузия Ø 2. Облегченная диффузия

Транспорт веществ внутрь клетки Ø Энергозависимый, протекает против градиента концентрации Ø 1. активный транспорт ( без химической модификации переносимого вещества Ø 2. транслокация радикалов ( химическая модификация переносимого вещества)

Дыхание Ø Процесс получения энергии в реакциях окисления-восстановления, сопряженных с окислительным фосфорилированием, в которых донором злектронов является органическое соединение, а акцептором неорганическое соединение

Брожение Ø Процесс получения энергии в реакциях окисления-восстановления, сопряженных с реакциями субстратного фосфорилирования, при котором донором и акцептором электронов являются органические соединения

Брожение Ø Не сбраживаются: Ø 1. липиды Ø 2. ароматические соединения Ø 3. стероидные соединения

Продукты дыхания и брожения. Ø При использовании глюкозы и других сахаров в результате их окисления образуются СО 2 и вода, а Ø В результате их ферментации (сбраживания) образуются кислоты, спирты, газы

Гниение Ø Гниение — это процесс глубокого окислительного разложения белковых веществ микроорганизмами.

Продукты гниения При разложении аминокислот жирного ряда могут накапливаться муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная и другие кислоты, пропиловый, бутиловый, амиловый и другие спирты. Ø При разложении аминокислот ароматического ряда промежуточными продуктами являются характерные продукты гниения: фенол, крезол, скатол, индол — вещества, обладающие очень неприятным запахом. Ø

Продукты гниения Ø При распаде аминокислот, содержащих серу, получается сероводород или его производные — меркаптаны (например, метилмеркаптан CH 3 SH). Меркаптаны обладают запахом тухлых яиц, который ощущается даже при ничтожно малых их концентрациях.

Значение гниения Ø 1. Процесс гниения устраняет мертвые организмы на суше и в воде Ø 2. Превращение отбросов животных и растений в навоз и перегной – удобряет почву Ø 3. В процессе гниения в аэробных условиях происходит полная минерализация белка до углекислого газа, аммиака и сероводорода.

Фиксация молекулярного азота Ø Некоторые бактерии, которые обитают в почве в симбиозе с бобовыми растениями способны фиксировать молекулярный азот, переводя его в аммиак Ø N---- NH 3

Нитрофикация Ø Нитрофицирующие бактерии- хемоорганотрофы, живущие в почве, воде Ø В аэробных условиях они переводят сначала аммиак в соли азотистой кислоты (нитриты); во второй фазе нитриты окисляются в нитраты

Денитрофикация Ø Денитрофикация – процесс восстановления нитрата до молекулярного азота в анаэробных условиях Ø Денитрофицирующие бактерии – палочковидные бактерии, факультативные анаэробы, обитающие в почве, воде, навозе

Круговорот азота Ø Белок гниение ------- Ø Скот Аммиак-----нитрат питание растений

Продукты дыхания и брожения. Ø При использовании глюкозы и других сахаров в результате их окисления образуются СО 2 и вода, а Ø В результате их ферментации (сбраживания) образуются кислоты, спирты, газы

Рост в периодической культуре Ø Рост в периодической культуре описывается классической кривой Ø Рост в периодической культуре ограничен концентрацией субстрата

Непрерывное культивирование Ø Непрерывное культивирование повторяет ситуацию в природе Ø Микробы находятся в условиях постоянного поступления субстрата в низких концентрациях в течение определенного промежутка времени

Непрерывное хемостатное культивирование Ø В культиватор постоянно поддается свежая питательная среда Ø Концентрация одного из субстратов находится на уровне лимитирующим рост Ø Одновременно происходит отток культуры, создавая при этом постоянный объем

Турбидостатная культура Ø Основана на автоматизированной поддержании на постоянном уровне заданной концентрации клеток путем регулирования скорости подачи свежей среды в соответствии с измененной плотностью культуры Ø Мониторинг проводят по измерению концентрации СО 2

Секреторная система 2 типа Ø Транслоказа (SEC –белок) узнает сигнальную последовательность на Nтерминальном конце вновь синтезированной пептидной цепи сразу после трансляции. Ø В периплазматическом пространстве сигнальная последовательность отщепляется

Секреторная система 2 типа Ø Взаимодействие с шаперонами формирует четвертичную структуру Ø Зрелый белок через порины выходит в окружающую среду

Секреторная система 5 типа Ø В переплазматическом пространстве из С-конца полипептидной цепи формируется бета-цилиндрическая структура, выполняющая роль поры, через которую проходит Nтерминальный конец Ø Внеклеточный протеолиз переводит белок в активнок состояние Ø

Секреторная система 3 типа Ø Направленная доставка в эукариотическую клетку бактериальных эффекторых молекул, нарушающих функции эукариотической клетки

Секреторная система 3 типа

4 типа секреторная система

Секреторная система 1 типа Одноэтапный перенос при помощи 3 белков: 1. белка клеточной стенки, формирующего пору Ø 2. белка, пронизывающего периплазматическое пространство Ø 3. белка, формирующего пору в ЦПМ Ø АТФ-азы Ø Ø Ø Переносит формирующие пору ферменты(гемолизин)

Quorum sensing Ø Механизм бактериального общения, предназначенный для контроля экспрессии генов в зависимости от плотности популяции

БИОПЛЕНКА Ø Высокоорганизованное сообщество бактерий, необратимо прикрепленных к субстрату и друг к другу, защищенных продуцируемым этими клетками внеклеточным полимерным матриксом

БИОПЛЕНКА Ø В биопленке бактерии защищены от действия Ø антибиотиков, Ø дезинфектантов, Ø бактериофагов

Биопленка

Методы хранения бактериальных культур Ø Непродолжительное хранение Ø 1. периодическое пересевание на свежую среду с выращиванием при пониженной температуре с последующим хранением в холодильнике не более 14 дней Ø 2. в полужидком агаре, залитом сткрильной вазелином (хранят максимально в течение 1 года)

Методы хранения бактериальных культур Ø Длительное хранение: Ø 1. лиофилизация Ø 2. ультразамораживание в жидком азоте (-196 С)

Методы хранения бактериальных культур Ø Лиофилизация заключается в удалении воды из замороженных клеток путем сублимации при низком давлении. Ø При этом вода испаряется без перехода в жидкую фазу. Ø В прцессе лиофилизации добавляют криопротекторы (20% лошадиная сыворотка; 12% раствор сахарозы)

Методы хранения бактериальных культур Ø Ультразамораживание проводят с добавлением криопротекторов: 10% глицерола; ДМСО. Ø Они замещают воду в качестве гидратной оболочки, уменьшая повреждающее действие кристаллов льда при замерзании воды