Химический состав микроорганизмов.

Макроэлементы:

Углерод — входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO2 фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO3 входит в состав минеральных скелетов.

Кислород — входит в состав практически всех органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды.

Водород — входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии.

Азот — входит в состав белков, нуклеиновых кислот и их мономеров — аминокислот и нуклеотидов. Из организма животных выводится в составе аммиака, мочевина мочевины, гуанина или мочевой кислоты как конечный продукт азотного обмена. В виде оксида азота NO (в низких концентрациях) участвует в регуляции кровяного давления.

Сера — входит в состав серосодержащих аминокислот, поэтому содержится в большинстве белков. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях.

Фосфор — входит в состав АТФ, других нуклеиновых кислот (в виде остатков фосфорной кислоты), в состав костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов).

Магний — кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем.

Кальций — участвует в свёртывании крови, а также служит одним из универсальных вторичных посредников, регулируя важнейшие внутриклеточные процессы (в том числе участвует в поддержании мембранного потенциала, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза).

Натрий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессах осморегуляции (в том числе в работе почек у человека) и создании буферной системы крови.

Калий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы. Содержится в межклеточных веществах.

Хлор — поддерживает электронейтральность клетки.

Микроэлементы:

Цинк — входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в состав инсулина

Медь — входит в состав окислительных ферментов, участвующих в синтезе цитохромов.

Селен - участвует в регуляторных процессах организма.

12) Ферменты микроорганизмов: классификация, характеристика, использование.

Все реакции обмена веществ в клетке осуществляются с помощью ферментов — биологических катализаторов, которые клетка сама же и синтезирует по мере надобности.

Ферменты, состоящие только из белковой молекулы (однокомпонентные), называются протеинами.

Ферменты, состоящие из белковой молекулы и небелкового компонента (простетической группы), называются протеидами.

Ферменты, которые всегда есть в клетках данного вида микроорганизмов, называются конститутивными.

Ферменты, которые синтезируются только при наличии в среде нового субстрата, называются индуцируемыми, или адаптивными.

Классификация:

1-й класс — оксидоредуктазы, или окислительно-восстановительные ферменты, которые переносят водород или электроны и катализируют биологическое окисление, осуществляя гидрогенизацию и дегидрогенизацию;

2-й класс — трансферазы, которые переносят группы атомов с помощью специфических переносчиков, действующих как коферменты. Они играют активную роль в биохимических превращениях и могут переносить метальные, карбоксильные, аминосульфогруппы, формильные (С,) или фосфорильные группы.

3-й класс — гидролазы, которые катализируют гидролитическое расщепление и в зависимости от типа разрываемой связи называются:

мальтаза (расщепляет мальтозу на две молекулы глюкозы);

сахараза(расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу);

лактаза(расщепляет молочный сахар на галактозу и глюкозу);

4-й класс — лиазы (отщепляют группы: СО2, Н^О, NH3и др. от молекулы субстрата негидролитически). К этому классу относятся:

альдолаза — фермент, который участвует в начальной стадии превращения сахара в процессе дыхания и брожения;

декарбоксилазы - катализируют декарбоксилирование, или отщепление, СО2, органических кислот, аминокислот; в последнем случае образуются амины.

5-й класс — изомеразы, которые катализируют превращения изомеров, включая рацемизацию, цис-транс-изомеризацию, перемещение двойных связей, обмен групп у асимметричного атома углерода, перемещение фосфатной группы к другому атому углерода;

6-й класс — лигазы (катализируют реакции синтеза сложных органических соединений из более простых; реакции идут с затратой энергии, получаемой из АТФ). Лигазы играют большую роль в углеводном и азотном обмене микроорганизмов.

Применение:

Применение амилаз в пивоварении позволяет частично заменить солод несоложеным (не пророщенным) ячменем. Пектолитшеские ферменты используют в производстве соков и виноделии. Пептидные ферменты применяют для повышения стойкости вина и пива.