3. Ферментативные свойства бактерий

Бактерии синтезируют и используют в своей жизнедеятельности более 2000 видов ферментов, часть из которых синтезируется бактериями для жизненно необходимых процессов обмена веществ внутри клетки (эндоферменты), а другая – для расщепления питательных субстратов в окружающей среде с последующим их усвоением и утилизацией (экзоферменты).

В соответствии с катализирующими реакциями, все ферменты подразделяют на 6 основных классов:

1. Оксидоредуктазы - катализируют окислительно-восстано-вительные реакции.

2. Трансферазы - участвуют в переносе групп атомов.

3. Гидролазы - осуществляют гидролитическое расщепление различных соединений.

4. Лиазы - катализируют реакции отщепления от субстрата химической группы негидролитическим путем с образованием двойной связи или присоединения химической группы к двойным связям.

5. Лигазы или синтетазы - обеспечивают соединение двух молекул, сопряженное с расщеплением пирофосфатной связи в молекуле АТФ или аналогичного трифосфата.

6. Изомеразы - определяют пространственное расположение групп элементов.

В бактериологии для дифференциации микроорганизмов по биохимическим свойствам основное значение часто имеют конечные продукты обмена веществ и результаты действия ферментов. В соответствии с этим существует микробиологическая (рабочая) классификация ферментов.

1. Сахаролитические.

2. Протеолитические.

3. Аутолитические.

4. Окислительно-восстановительные.

5. Ферменты патогенности (вирулентности).

Ферментный состав клетки определяется геномом (ДНК) и является достаточно постоянным признаком бактерий.

Ферменты определяют биохимические свойства бактерий, знание которых позволяет идентифицировать их по набору ферментов.

Биохимические тесты для идентификации бактерий

Основные продукты ферментирования углеводов и белков - кислота, газ, индол, сероводород, хотя реальный спектр для различных микроорганизмов намного более обширный.

Основные ферменты вирулентности, которые являются факторами патогенности бактерий - гиалуронидаза, плазмокоагулаза, лецитиназа, нейраминидаза, ДНК-аза.

Определение ферментов патогенности имеет значение при идентификации ряда микроорганизмов и выявления их роли в развитии инфекционных болезней животных.

Ряд ферментов микроорганизмов широко используется в медицине и биологии (аутолитические, протеолитические), в генной инженерии (рестриктазы, лигазы).

4. Рост и размножение бактерий

Размножение бактерий – увеличение числа клеток в популяции микроорганизмов (самовоспроизводство).

Рост бактерий - увеличение массы клеток без изменения их числа в популяции как результат скоординированного формирования всех клеточных компонентов и структур.

Размножение характеризуется временем генерации (интервал времени, за который число клеток удваивается) и таким понятием, как концентрация бактерий (число клеток в единице объема субстрата).

Время генерации кишечной палочки 20 мин, возбудителя туберкулеза 30 час.

В отличие от митотического цикла деления у эукариотов, размножение большинства бактерий идет путем бинарного (поперечного) деления, а актиномицетов - почкованием.

Делению бактериальной клетки предшествуют:

1. Репликация (удвоение) нуклеоида.

2. Образование межклеточной оболочки.

Деление грамположительных (а) и грамотрицательных (б) бактерий

1 – клеточная стенка; 2 – цитоплазматическая мембрана; 3 – нуклеоид (хромосомная ДНК)

Грамположительные бактерии делятся пополам путем врастания синтезируемых перегородок внутрь клетки, а грамотрицательные - путем образования перетяжек.