2.3. Химический состав бактерий

Состав веществ тела животных, растений и микроорганизмов в принципе отличается мало. Белки всех живых клеток состоят из 20 главных аминокислот. Любая клетка в норме содержит около 2500 различных белков, каждый из которых представлен приблизительно 400 молекулами, а также около 1000 видов других соединений. Важнейшие компоненты тела – нуклеиновые кислоты – построены по одному принципу и из одинаковых для всех живых существ составных частей. Различия между типами и видами клеток состоят в деталях строения – в последовательности и взаиморасположении видоспецифичных макромолекул или протоплазменных структур и частных особенностях обмена веществ.

Больше всего в составе микроорганизмов содержится воды (в среднем до 80–85%). Основная масса воды находится в связанном состоянии с коллоидными частицами. На долю сухих веществ приходятся остальные 10%. В биомассе микроорганизмов обнаружены органогены: углерод, азот, кислород и водород, количественное содержание которых составляет 90–97% на сухое вещество. На долю других, также исключительно важных для жизнедеятельности микроорганизмов элементов – Р, S, К, Са, Мg, Fе, Ка, С1, Мn и т.п. – приходится 3–10% состава клеточного вещества.

В среднем органический состав клетки микроорганизмов состоит из: углерода 51,1; кислорода 33,7; азота 8,7 и водорода 6,5%. Важнейшей составной частью клетки являются белки. Содержание белка колеблется от 8 до 14%. Углеводов очень мало, главным образом в виде моносахаридов и гликогена. Жиров в среднем 1–4%, но некоторые микроорганизмы накапливают их до 30%.

В микробной клетке в очень малых количествах, кроме перечисленных, содержатся и другие зольные элементы: Р, К, Са, Мg, S, Na, Fе, Мп, Вг, С1, Со, Ni, Аg, Zn, W, Сd, V, А1 и др. Количества этих элементов колеблются и зависят от вида микробов и условий их существования. Значение зольных элементов при обмене веществ микробной клетки очень велико. Отсутствие хотя бы одного из них затрудняет процесс обмена.

Функция минеральных элементов в основном сводится к активации различных ферментов. Железо, например, необходимо для синтеза каталазы, а цинк для действия алкогольдигидрогеназы. Магний помимо активирования определенных ферментов (таких, как гексокиназа) играет важную роль в регулировании степени агрегации рибосомных частиц. Ионы натрия необходимы для поглощения из среды растворенных веществ, например, глутамата, сахаров, некоторых аминокислот.

Все необходимые вещества микроорганизмы получают (вместе с питательными веществами) из окружающей среды. Кроме перечисленных элементов для жизнедеятельности микроорганизмов совершенно необходимы различные витамины, так как они способствуют энергетическим процессам и синтезу содержимого клетки. Известно около 15 витаминов, в которых нуждаются микроорганизмы. Они входят в их состав или играют роль коферментов. Наиболее необходимыми являются следующие витамины и их аналоги: 1) тиамин (витамин В₁); 2) биотин (витамин В7); 3) никотиновая кислота (витамин РР); 4) рибофлавин (витамин В2); 5) пиридоксаль, пиридоксин, пиридоксамин (витамин В₆); 6) пантотеновая кислота (витамин В₅ – соль кальция); 7) липоевая кислота (является составной частью витаминов группы В); 8) тетрагидрофолиевая кислота (входит в состав витаминов группы В); 9) парааминобензойная кислота.

Отношение микроорганизмов к витаминам очень разнообразно. Некоторые из них синтезируют сами ряд витаминов, другие этими свойствами не обладают и требуют введения их в питательную среду. Так, например, при отсутствии в среде хотя бы одного из витаминов (РР, В1, В2, В7), способствующих нормальному росту, микроорганизмы не растут, а при недостаточном количестве их рост замедляется.