3.3. Питание бактерий

Питательные вещества, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов, попадают внутрь клетки путем осмотического всасывания через поры клеточной оболочки. Так как поры клеточной оболочки малы, то для проникновения через них питательных веществ, эти вещества должны быть измельчены до молекулярного состояния.

В процессе микробная клетка выделяет в среду биологические катализаторы — ферменты. Под действием ферментов происходит растворение питательных веществ до молекулярного уровня.

После поступления в клетку питательные вещества идут на синтез белков, жиров и углеводов. Часть из них идет на рост клетки, другая расходуется в процессе дыхания микроорганизмов.

Неиспользованные клеткой питательные вещества, переводятся в растворимое состояние и выводятся из клетки через поры в среду.

Типы питания микробов чрезвычайно разнообразны. По способу питания микробы делятся на три группы:

1. Автотрофные — бактерии, использующие углерод неорганических соединений: углекислоты и карбонаты.

Энергию необходимую для жизнедеятельности они получают или при фотосинтезе (усвоении углекислоты зелеными растениями и пурпурными серными бактериями), или хемосинтезе — путем окисления аммония, серы, нитратов, солей железа (II) и др. К этому типу бактерий относятся нитрифицирующие бактерии, железобактерии, бесцветные серные бактерии и тионовокислые.

2. Гетеротрофные — бактерии для синтеза своего организма требуют готовые органические вещества. К этой группе относится большинство микробов — гнилостные бактерии, микробы брожения, плесневые грибы, дрожжи и актиномицеты.

3. Паратрофные — этот тип бактерий для своего питания нуждается в живом белке, в эту группу входят все болезнетворные микробы.

3.4. Ферменты

Это биокатализаторы, синтезируемые живой клеткой. Они, как и любые катализаторы, снижают энергию активации системы путем образования неустойчивых промежуточных соединений с субстратом.

Ферменты по своей природе являются белковыми комплексами. На активность ферментов влияют различные факторы. При резких изменениях температуры и среды, повышении осмотического давления, избыточной концентрации субстрата и т.д. происходит снижение активности ферментов. Наиболее активными ферменты являются при температуре 25-35 °С. При температуре 55-60 °С большинство ферментов разрушается.

Посторонние вещества так же влияют на активность ферментов. Те вещества, которые активизируют ферменты, называются активизаторами, а замедляющие — ингибиторами.

Молекулы большинства ферментов состоят из двух составных частей- белковой части носителя и небелковой части-кофермент.

Одни ферменты действуют вне клетки микроорганизма- эктоферменты, и действующие внутри клетки — эндоферменты.

На рис. 12 схематически представлен механизм действия эктоферментов.

Рис. 12. Схема действия эктофермента:

а) апофермент (белковая часть фермента); б) кофермент (небелковая часть, обладающая специфической активностью); в) фермент; г) временное соединение фермента с субстратом; д) расщепленный субстрат

Все ферменты (энзимы) по характеру своей деятельности можно разделить на 6 классов:

1. Оксидоредуктазы — эти ферменты катализируют окислительно-восстановительные реакции.

2. Гидролазы — способствуют обменному разложению внутри-молекулярных связей в органических веществах с молекулами воды по уравнению

3. Трансферазы — ферменты, способствующие переносу различных химических групп с одной молекулы на другую.

4. Лиазы — ферменты, ускоряющие реакции образования двойных связей или присоединение атомов по месту двойных связей.

5. Изомеразы — ферменты, катализирующие изомерные превращения веществ.

6. Лигазы — ферменты, ускоряющие процессы синтеза белков, нуклеиновых и жирных кислот и других органических соединений, образующихся в живой клетке.