Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng chỉ dành cho sv ngành dược và công nghệ sinh học. Mang tính chất tham khảo ................................. Chúc các bạn học tốt................................................................
SỰ TRAO ĐỔI CHẤT Ở VI KHUẨN MỤC TIÊU • Trình bày khái quát đường thu nhận lượng vi khuẩn từ phân giải đường Hexose • Phân biệt hô hấp hiếu khí kị khí • Trình bày trình hóa thẩm thấu vi khuẩn • Hiểu trình thối rữa • Khái quát đường lên men chủ yếu Chất dinh dưỡng VAI TRÒ CỦA TRAO ĐỔI CHẤT Nhiệm vụ trao đổi chất Trao đổi chất • Cung cấp lượng cho hoạt động vi khuẩn • Cung cấp vật liệu để xây dựng tế bào Năng lượng Vật liệu xây dựng tế bào VAI TRÒ CỦA TRAO ĐỔI CHẤT • Sinh vật chuyển đổi nguồn lượng khác thành lượng hóa học => Chủ yếu dự trữ liên kết P-O giàu lượng gọi phosphoryl hóa • Phân tử ATP (Adenosin Triphosphate) tiền tệ lượng tế bào ADENOSIN TRIPHOSPHAT – ATP • Phân tử Adenosin triphosphat trung tâm chuyển hóa lượng vi khuẩn NĂNG LƯỢNG (THỨC ĂN, ÁNH SÁNG…) ATP HOẠT ĐỘNG SỐNG CỦA VI KHUẨN 7300 cal/mol HEXOSE – ĐƯỜNG CARBON C6H12O6 PENTOSE – ĐƯỜNG CARBON C5H10O5 Ribose ARN Deoxyribose ADN ACID PYRUVIC • Công thức phân tử: C3H4O2 • Công thức cấu tạo: CH3COCOOH • Vai trò: sản phẩm trung gian quan trọng chu trình chuyển hóa lượng sinh vật LÊN MEN LACTIC • VK thuộc chi Lactobacteriaceae, phân bố nhiều trong: • • • Sữa sản phẩm từ sữa • • Lên men lactic đồng hình: phân giải glucose theo đường EM • • • • Chế tạo sản phẩm lên men tốt cho sức khỏe: sữa chua, muối dưa… Bề mặt xác thực vật bị phân giải Trong ruột lớp màng nhầy người động vật • Dựa vào đặc điểm đường phân giải glucose, có nhóm Lên men lactic dị hình: phân giải glucose theo đường HMP • Ứng dụng Ứng dụng vi khuẩn lactic làm probiotic Công nghiệp thực phẩm dược phẩm … Lên men thực chất trình vận chuyển [H] electron từ chất đến chất hữu khác để tạo sản phẩm có mức độ oxy hóa khác sinh lượng ATP OXY HÓA KHÔNG HOÀN TOÀN • Oxy hóa hoàn toàn: điều kiện đủ oxy sản phẩm cuối CO2 H2O C6H12O6 + 6O2 → CO2 + H2O + 38 ATP • Oxy hóa không hoàn toàn: điều kiện đủ oxy sản phẩm cuối chất hữu oxy hóa phần: cetoacid, acid acetic, acid gluconic, acid citric, acid lactic… giống sản phẩm trình lên men => Lên men oxy hóa OXY HÓA KHÔNG HOÀN TOÀN • Ở số loài VSV, sản phẩm oxy hóa không hoàn toàn có giá trị kinh tế: • • • … Acid acetic vi khuẩn acetic: lên men dấm Acid citric nấm mốc Acid L-glutamic Corynerbacterium glutamicum SỰ THỐI RỮA • Là trình phân giải hợp chất hữu chứa Nitơ: protein, peptid Protein Peptid acid amin NH3 + CO2 … • Do sản phẩm cuối amoni NH3 nên trình gọi amon hóa (amonification) liệutạo tổng protein đến COhợp • Trong điều kiện hiếu khí, trình thối rữa xảy raNguyên • Trong điều kiện yếm khí tạo chất trung gian • Ở E coli số Proteus có khả chuyển Tryptophan thành chất có mùi hôi indol skatol TÓM TẮT • Quá trình trao đổi chất vi khuẩn thực nhiệm vụ chính: tạo lượng tạo vật liệu để xây dựng tế bào • Carbohydrate nguồn lượng tế bào Năng lượng trình chuyển hóa dự trữ ATP • Có chế phân giải đường hexose: EM, HMP ED, bổ sung cho thay • chế tạo lượng vi sinh vật dị dưỡng – phụ thuộc vào tham gia oxy • • • Hô hấp hiếu khí Hô hấp kị khí Lên men • Cơ chế hóa thẩm thấu – phosphoryl hóa oxy hóa chế tạo lượng triệt để nhất, xảy hầu hết sinh vật có hô hấp hiếu khí • Các sản phẩm trình lên men ứng dụng rộng rãi công nghiệp dược phẩm Câu hỏi Sinh vật dự trữ lượng bên liên kết P-O giàu lượng gọi _, chủ yếu nằm phân tử Câu hỏi Vi sinh vật chuyển hóa đường hexose thành đường ribose, heptose làm vật liệu xây dựng tế bao thông qua đường Câu hỏi Quá trình chuyển điện tử qua chuỗi vận chuyển đến chất nhận điện tử cuối gọi , Tùy vào mức độ tham gia Oxy mà ta có _ Câu hỏi Trong điều kiện đầy đủ oxy, vi sinh vật chuyển hóa chất dinh dưỡng tạo thành hợp chất tương tự trình lên men gọi Câu hỏi Các vi khuẩn thuộc chi Lactobacteriaceae có khả lên men đường hexose tạo acid _ [...]... trình vận chuyển điện tử thông qua một chuỗi vận chuyển điện tử đến chất nhận điện tử để sinh năng lượng • Dựa vào chất nhận điện tử, có các quá trình sau: • Hô hấp hiếu khí: chất nhận điện tử là O2 • Hô hấp kỵ khí: chất nhận điện tử không phải là O2 • Hô hấp nitrat: Chất nhận điện tử là Nitrat NO3- => Kỵ khí không bắt buộc • Hô hấp sulfat: Chất nhận điện tử là Sulfat SO42- => Kỵ khí bắt buộc • Một số trường... phân tử ATP và 2 phân tử NADH • Là giai đoạn đầu – giai đoạn kỵ khí của quá trình hô hấp Tương đối giống nhau ở các loài sinh vật – thường khác nhau ở sản phẩm cuối: • Ở nấm men Sacharomyces cereviase sản phẩm cuối là rượu • Ở các vi khuẩn lên men lactic thì sản phẩm cuối là acid lactic • Ở động vật sản phẩm cuối là acid lactic và acid pyruvic ĐƯỜNG PHÂN - GLYCOLYSIS Sử dụng ATP Tạo ATP CON ĐƯỜNG HEXOMONOPHOSPHAT... giải carbohydrate chính xảy ra ở nhiều loài sinh vật dụng và tổng hợp đường ribose chủ yếu ở một số nhóm VSV Các đường năm, acid pyruvic Acid pyruvic 1 ATP 1 ATP 2 NADPH 1 NADPH, 1 NADH Sản phẩm trung Acid pyruvic là cơ chất của chuỗi hô hấp gian hiếu khí Năng lượng tích 2 ATP trữ Chất khử 2 NADH CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID KHÁC • • • • • Fructose: phosphoryl hóa thành Fructose-6-phosphate rồi đi vào... tử nhận điện tử cuối cùng là O2 để tạo ra H2O • Quá trình xảy ra do sự chênh lệch thế oxy khử của các phức hợp NADH→ FMN→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cyta →O 2→H2O NADH→ NAD+ + H+ + e … O2 + 4H+ + 4e → 2 H2O SỰ HÓA THẨM THẤU Ở VI KHUẨN • Khi proton di+chuyển trong chuỗi điện tử sẽ tạo ra năng BÊN NGOÀI lượng đẩy H ra bên ngoài màng tế bào • Có sự chênh lệch nồng độ H+ giữa 2 bên màng => động lực proton • Do không... + NADH • Thường gặp nhiều ở các vi khuẩn Gram âm, chủ yếu thuộc chi Pseudomonas thực hiện Ít gặp ở nhóm vi khuẩn kỵ khí Mối liên hệ giữa các con đường đường phân So sánh các con đường phân hexose Đặc điểm Con đường EM Con đường HMP Con đường ED Vai trò Là con đường phân giải carbohydrate Bổ sung cho con đường EM, giúp VSV sử Là con đường phân giải carbohydrate chính xảy ra ở nhiều loài sinh vật dụng... CÁC CHẤT CHO HYDRO – VẬN CHUYỂN ELECTRON • NADH: nicotinamid adenin dinucleotid Là một co-enzym quan trọng trong chuỗi vận chuyển điện tử của hô hấp hiếu khí- đóng vai trò là chất khử - cho hydro, vận chuyển electron + + NADH ↔ NAD + H + 2 e • NADPH: nicotinamid adenin dinucleotid phosphate Là co-enzyme quan trọng trong các phản ứng khử (tổng hợp acid nucleic, tổng hợp lipid…) – đóng vai trò là chất. .. FADH2 ↔ FAD + 2H + 2 e CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI ĐƯỜNG HEXOSE • Carbonhydrat là nguồn năng lượng phổ biến trong tự nhiên Hầu hết các vi sinh vật đều sử dụng carbonhydrat ở dạng đơn giản (Pentose, hexose…) – dạng đơn phân tử • Các hợp chất phức tạp hơn cần được phân giải thành dạng đơn giản • Các hexose thường được sử dụng • • • • Glucose Fructose Galactose Mannose Cần có enzyme chuyển thành Glucose để... suất bằng 1/2 so với con đường EM 1 phân tử Glucose sinh 1 phân tử ATP Glucose → CH3COCOOH + 3 CO2 + 2 NADPH + ATP • Tạo ra các phân tử NADPH, là cơ chất cho Hydro quan trọng trong các phản ứng khử như tổng hợp ADN, lipid… CON ĐƯỜNG HEXOMONOPHOSPHAT (HMP) • Ở nhiều VSV, EM và HMP là những con đường phổ biến và bổ sung cho nhau • Tỷ lệ giữa 2 con đường này khác nhau tùy thuộc vào nhóm VSV CON ĐƯỜNG ENTNER... đường hexose • Đường phân (glucolysis) – con đường Embden – Meyerhof (EM): là con đường chủ yếu ở nhiều sinh vật (động vật, thực vật, vi khuẩn…) • Con đường Hexomonophosphat (HMP): Con đường phụ, bổ sung cho con đường EM, giúp tạo nguồn ribose để tổng hợp ARN • Con đường Entner – Doudoroff (ED): hạn chế ở một số loại vi khuẩn ĐƯỜNG PHÂN - GLYCOLYSIS • Phương trình tổng quát Glucose + 2 ATP +2 NAD →... do qua màng nên lượng H+ tích tụ bên ngoài ngày càng nhiều => tăng thế năng • Khi H+ di chuyển qua một kênh proton đặc biệt là ATP synthase sẽ sinh năng lượng để tổng hợp ATP • Quá trình này còn gọi là sự phosphoryl hóa oxy hóa BÊN TRONG CHỈ HOẠT ĐỘNG KHI MÀNG TẾ BÀO NGUYÊN VẸN