1.4 Пировиноградная кислота - ключевой метаболит катаболических и анаболических (синтетических) процессов

Превращение глюкозы в пировиноградную кислоту у аэробов и анаэробов катализируется ферментами гликолиза. Обратный процесс — превращение пировиноградной кислоты в глюкозу — центральный путь биосинтеза моно- и полисахаридов. Таким образом, пировиноградная кислота занимает центральное место в обмене веществ у бактерий. Особую цен­ность имеет свойство пирувата постепенно высвобождать энергию в ходе последовательных реакций катаболизма. При этом пировиноградная кислота служит энергетическим субстратом не только при распаде углеводов, но и белков, так как окислительное дезаминирование аминокислот приводит к образованию кетокислот, а также пирувата.

Слайд №12 В пластическом обмене пируват служит источником синтеза углеводов, белков, жиров и других соединений. Таким образом, пировино­градная кислота или любое соединение, превращение которого ведёт к образованию пирувата, может быть единственным органическим веществом, обусловливающим рост и развитие бактерий.

2. Синтез структурных компонентов микробной клетки

2.1 Компонентный состав бактериальной клетки

Слайд №13 Клетки бактерий содержат от 70 до 90% воды. Основную массу сухих веществ, на долю которых приходятся остальные 10-30%, составляют белки, нуклеиновые кислоты, липиды и полисахариды. Несколько процентов сухого вещества клеток приходится на низкомолекулярные органические вещества и соли (таблица 1).

Макромолекулы, составляющие основную массу сухих веществ клетки это полимеры, построенные из мономерных частиц. Образованию полимеров предшествует синтез составляющих их мономеров. В случае полисахаридов — это различные моносахара, нуклеиновых кислот — рибо- и дезоксирибонуклеотиды, белков — аминокислоты. Исключение составляют липиды, не являющиеся полимерами, так как молекулы в них не соединены между собой ковалентными связями.

Слайд № 14 Липиды — гетерогенный класс клеточных компонентов, выделенный на основании их растворимости в неполярных растворителях (эфир, бензол, хлороформ) и нерастворимости в воде. К ним относят жиры, фосфолипиды, стероиды, изопреноиды и поли-β-оксибутират. Липиды подразделяют на два больших класса: липиды, содержащие жирные кислоты, связанные эфирной связью и липиды, состоящие из повторяющихся пятиуглеродных изопреновых фрагментов.

Большое значение имеют сложные липиды. Они представляют собой сложный эфир глицерола, в котором две спиртовые группы этерифицированы жирными кислотами, а третья - остатком фосфорной кислоты или сахаром.

Углеводные полимеры построены на основе повторяющихся единиц одного, двух или более типов углеродных соединений, например, полисахарид гликоген, построенный из остатков глюкозы, или пептидогликан клеточной стенки, образованный чередованием N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты.

Полимерные молекулы белков и нуклеиновых кислот синтезируются на матрице, которая и определяет последовательность составляющих их мономеров. Возможности для синтеза разнообразных по функциям и структуре клеточных метаболитов реализуются на стадии сборки полимеров путем различных сочетаний аминокислот. В основе огромного количества разных белков лежат комбинации из 20 аминокислот, а чтобы зашифровать весь объем генетической информации одной клетки или многоклеточного организма оказалось достаточным комбинации из 4 нуклеотидов.