• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Електрон-транспортні процеси у анаеробних бактерій

Токсична дія молекулярного кисню на аеробні та анаеробні мікроорганізми

Зворотне перенесення електронів за рахунок енергії АТФ

Особливі проблеми постають перед аеробними хемолітоавтотрофними бактеріями, які використовують як донор електронів неорганічні сполуки (іони амонію, нітриту, сульфіду, тіосульфа­ту, сульфіту та двовалентного заліза) і як джерело вуглецю — вугле­кислоту. Ці неорганічні субстрати мають сильно позитивний окисно-відновний потенціал, тому їх окиснення не може бути прямо пов'я­зане з утворенням НАДН (як за окиснення органічних субстратів) з термодинамічних причин. У той же час НАДН необхідний цим бактеріям для процесів конструктивного метаболізму. Разом з тим було показано, що електрони, які вивільнюються при окисненні неорганічних субстратів, надходять у дихальний ланцюг на рівні цитохромів с або о. Отже, утворення АТФ може здійснюватись тільки на одному єдиному етапі окиснення. Більше того, части­на цієї енергії витрачається на перенесення електронів у зворот­ному напрямку дихального ланцюга (у бік утворення НАДН). Отже, у цих бактерій відновлення НАД відбувається в процесі зво­ротного транспорту електронів, на що витрачається енергія АТФ.

Кисень є кінцевим (термінальним) акцептором електронів під час аеробного дихання і тому потрібен усім аеробним організ­мам. Ще з часів Л. Пастера відомо, що кисень є токсичним для анаеробів. Несподівано виявилося, що кисень може спричиняти токсичну дію і на аеробні організми. Тому у більшості організ­мів є ферменти, здатні захищати клітину від токсичної дії похід­них кисню, якими є перекис водню, супероксид і гідроксид-радикали, синглетний кисень. Такими ферментами є каталаза та пероксидаза, які розкладають перекис водню:

2Н₂О₂ ~> 2Н₂О + О₂ (каталаза); Н₂О₂ + 2 GSH -> GSSG + 2Н₂О (глутатіонпероксидаза).

Ферментом, що нейтралізує дію супероксид-радикалів, є супероксиддисмутаза

2О₂ + 2Н⁺ -> 2Н₂О₂ + О₂ .

Як видно з наведеної реакції, супероксиддисмутаза пере­творює супероксид-радикали на перекис водню, який далі роз­кладається за допомогою каталази чи пероксидази.

В анаеробних умовах хемоорганотрофи можуть одержува­ти енергію (у вигляді АТФ) двома способами: бродінням (фосфори-лювання на рівні субстрату) та фосфорилюванням при перене­сенні електронів. Проте в останньому випадку акцепторами елект­ронів не може бути кисень (як у аеробів). Виявляється, що ана­еробні бактерії здатні використовувати як акцептори електро­нів іони нітрату, сульфату, карбонату, фумарату, а також сір­ку. Такі бактерії об'єднують у відповідні групи: денітрифікатори, сульфатовідновлювальні, метаноутворювальні (метаногени), ацетогенні бактерії. Оскільки фосфорилювання, спряжене з транс­портом електронів, тривалий час вважалося характерною озна­кою аеробного дихання, то процеси перетворення енергії при окиснювальному фосфорилюванні в анаеробних умовах назива­ють "анаеробним диханням".

Слід зазначити, електрон-транспортне фосфорилювання з фумаровою кислотою як акцептором електронів (фумаратне дихан­ня) зустрічається не тільки у бактерій, а й у черв'яків і навіть ссавців. Реакцію, яка каталізується фумаратредуктазою, мож­на виявити за накопиченням чи виділенням бурштинової кис­лоти (сукцинату).

Читайте також:

1. V Практично всі психічні процеси роблять свій внесок в специфіку організації свідомості та самосвідомості.
2. Бактерій регулюють рН цитоплазми
3. Блок 1. Соціально-демографічні та міграційні процеси.
4. Важелі впливу на процеси розвитку ринку капіталу.
5. Види молочнокислих бактерій, які мають важливе значення для промисловості
6. Виробничий, технологічний і трудовий процеси
7. Виробничі процеси, їх класифікація і принципи організації
8. Вплив нового зовнішньополітичного мислення, американо-радянського співробітництва на світові процеси
9. Вплив опромінення на процеси старіння
10. Вплив рослин та тваринних організмів на процеси переносу
11. Вплив світових фінансових криз на процеси глобалізації.
12. Вплив суб’єктивних факторів на процеси управління ризиком

Переглядів: 1135