Превращение микроорганизмами углеводов в аэробных условиях

Оглавление
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРЕВРАЩЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМАМИ СОЕДИНЕНИЙ УГЛЕРОДА
2. ПРЕВРАЩЕНИЕ УГЛЕВОДОВ В АЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ (ОБРАЗОВАНИЕ УКСУСНОЙ, ЛИМОННОЙ, ЩАВЕЛЕВОЙ КИСЛОТ, ГЛЮКОНОВОЙ КИСЛОТЫ, РАЗЛОЖЕНИЕ КЛЕЧАТКИ, ОКИСЛЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ, ЖИРОВ И ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КИСЛОТ ЖИРНОГО РЯДА)
1) Образование уксусной кислоты
2) Образование лимонной кислоты
3) Образование щавелевой кислоты
4) Образование глюконовой кислоты
4) Разложение клетчатки
5) Окисление углеводородов
6) Окисление жиров
7) Окисление высокомолекулярных кислот жирного ряда
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Наиболее энергичным участником разложения жира является Pseudomonas fluorescens, которая вызывает прогорклость масла, а также Bact. prodigiosum, Bact. pyocyaneum, многие виды актиномицетов, микобактерии, из грибов Oidium lactis (молочная плесень), Aspergillus niger и др. Сначала происходит гидролиз жира при помощи фермента липазы на глицерин и жирные кислоты. Глицерин подвергается быстро дальнейшему окислению, жирные же кислоты окисляются медленно. В конечном итоге окисления образуются только СО2 и Н2О.
7) Окисление высокомолекулярных кислот жирного ряда
Жирные кислоты, входящие в состав естественных жиров животных и растений, имеют четное число углеродных атомов. Любая такая кислота, от которой отщепляется по паре углеродных атомов, в конце концов проходит через стадию масляной кислоты. После очередного β-окисления масляная кислота становится ацетоуксусной. Последняя затем гидролизуется до двух молекул уксусной кислоты.
Наиболее распространенным механизмом ассимиляции жирных кислот микроорганизмами является β-окисление. Оно заключается в последовательном отщеплении двух углеродных атомов.
На первой стадии осуществляется образование ацетилКоА-производных жирных кислот, катализируемое тиокиназами жирных кислот:
АТФ КоА-SH АМФ R
R-COOH O=C-S-KoA + 2H3PO4
Затем происходит дегидрирование с образованием КоА-эфира ненасыщенной кислоты, протекающее под действием ФАД-содержащих ацил-КоА-дегидрогеназ (выделено 4 дегидрогеназы, специфичные к жирным кислотам с различной длиной углеродной цепи):
СН3-(СН2)n-СН2-СН2-СО-SКоА + Е-ФАД
СН3-(СН2)n-СН=СН-СО-SКоА + Е-ФАДН2
Флавопротеин передает электроны в дыхательную цепь. Затем осуществляется гидратация под действием еноил-гидротазы и дегидрирование, катализируемое НАД-зависимой 3-оксиацил-КоА-дегидрогеназы:
Последняя стадия катализируется 3-кетоацил тиолазой, после включения ацетильного радикала в ЦТК КоА освобождается и может выполнять каталитические функции.
Механизм окисления жирных ненасыщенных кислот аналогичен. Двойные связи природных ненасыщенных кислот имеют цис-конфигурацию, в отличии от промежуточных продуктов β-окисления, имеющих транс-конфигурацию. К тому же последовательное укрорачивание цепи часто приводит к образованию двойной связи в положении 3-4, гидротацию которой еноил-гидратаза не может осуществлять. В этом случае осуществляется реакция перемещения двойной связи от 3-го ко 2-му атому углерода, сопряженная с изменением конфигурации двойной связи. Реакцию катализирует 3,4-цис-2,3-транс-еноил-КоА-изомераза. Полиненасыщенные жирные кислоты односременно подвергаются гидрированию под действием данного фермента.
Высокомолекулярные жирные кислоты (С14-С18) у некоторых микроорганизмов могут подвергаться α-окислению. Оно заключается в последовательном декарбоксилировании кислоты с образованием альдегида:
Альдегид под действием НАД-зависимой дегидрогеназы окисляется с образованием соответствующей кислоты.
Заключение
Микробы получают энергию в основном при освобождении ее из безазотистых органических веществ. Различают две формы катаболизма (энергетического обмена): брожение – без доступа свободного кислорода и дыхание, или окисление – с кислородом. При дыхании энергия освобождается полностью и конечными продуктами явялются СО2 и Н2О. К микроорганизмам, вызывающим брожение, относятся дрожжи, молочно-, маслянокислые и др. бактерии. В зависимости от характера конечных продуктов разложения углеводов в анаэробных условиях, различают брожение: молочнокислое, спиртовое, пропионовокислое, маслянокислое, муравьинокислое, уксуснокислое.
В данной работе проведено изучение основных путей превращения микроорганизмами соединений углерода. Выявлено, что процессы распада углеводов в микробной клетке преследуют три основные цели: накопление энергии в форме макроэргических связей; образование предшественников, необходимых для синтеза компонентов клетки и метаболитов; создание окислительно-восстановительных механизмов, необходимых для превращения этих предшественников в промежуточные или конечные продукты. Все углеводы, ассимилируемые микроорганизмами, вступают в процессы ферментативного распада, характерные для метаболизма глюкозы. При рассмотрении этого вопроса представляют интерес три процесса: гликолиз; пентозофосфатный (гексозомонофосфатный; апотомический) путь распада; путь Энтнера-Дудорова. Также в работе детально рассмотрены пути образование уксусной, лимонной, щавелевой кислот, глюконовой кислоты, разложение клечатки, окисление углеводородов, жиров и высокомолекулярных кислот жирного ряда.
Список литературы
Безбородов А.М., Астапович Н.И. Секреция ферментов у микроорганизмов. – М.: 1984. – 542 с.
Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. М.: Медицинское информационное агентство. - 2001. - 736 с.
Воробьева Л.И. Промышленная микробиология. — М.: Изд-во МГУ, 1989. — 294с.
Голубев В.Н., Жиганов И.Н. Пищевая биотехнология. – М.: Делипринт, 2001.– 123 с.
Гусев М.В., Микробиология: учебник/ Гусев М.В., Минеева Л.А. – 3-е издание. –М: Академия. – 2007. – 464 с.
Елинов Н.П. Основы биотехнологии: Для студентов институтов. – СПб: Наука, 1995. – 600 с.
Жвирблянская А.Ю., Бакушинская О.А. Основы микробиологии, санитарии и гигиены в пищевой промышленности: Учебное пособие. – М.: Пищевая промышленность, 1977. – 206 с.
Кантере В.М. Теоретические основы технологии микробиологических производств. — М.: Агропромиздат, 1990. — 270 с.
Лузина Н.А. Техническая микробиология пищевых производств. — Кемерово: Изд-во КТИ, 1989.— 213с.
Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Под ред. Академика РАМН А.А. Воробьева М.: Медицинское информационное агентство. - 2004.- 691 с.
Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, гигиена и санитария. — М.: Деловая литература, 2001. — 388 с.
Мюнх Г.Д., Заупе X., Шрайтер М. и др. Микробиология продуктов животного происхождения. —М.: Агропромиздат, 1985.—592с.
Определитель бактерий Берджи/ Под ред. Дж. Хоулта, Н. Кинга, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса, пер. с англ. под ред. Г.А. Заварзина. – М: Мир. - 1997 - в 2.т.
Справочник по санитарной микробиологии / Г.А. Багдасарьян, В.В. Влодавец, Л.В. Григорьева и др. – Кишинев: Картя Молдавеняскэ, 1981. – 206 с.
Шлегель Г. Общая микробиология (пер. с нем.). — М.: Мир, 1987. —566 с.
Шлегель Г. Общая микробиология (пер. с нем.). — М.: Мир, 1987. — С. 212
Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. М.: Медицинское информационное агентство. - 2001. - С. 156
Кантере В.М. Теоретические основы технологии микробиологических производств. — М.: Агропромиздат, 1990. — С. 54
Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Под ред. Академика РАМН А.А. Воробьева М.: Медицинское информационное агентство. - 2004.- С. 232
Гусев М.В., Микробиология: учебник/ Гусев М.В., Минеева Л.А. – 3-е издание. –М: Академия. – 2007. – С. 157
Елинов Н.П. Основы биотехнологии: Для студентов институтов. – СПб: Наука, 1995. – С. 329
Мюнх Г.Д., Заупе X., Шрайтер М. и др. Микробиология продуктов животного происхождения. —М.: Агропромиздат, 1985.— С. 324
Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, гигиена и санитария. — М.: Деловая литература, 2001. — С. 232
Лузина Н.А. Техническая микробиология пищевых производств. — Кемерово: Изд-во КТИ, 1989.— С. 189
Голубев В.Н., Жиганов И.Н. Пищевая биотехнология. – М.: Делипринт, 2001.– С. 69
Безбородов А.М., Астапович Н.И. Секреция ферментов у микроорганизмов. – М.: 1984. – С. 318
Жвирблянская А.Ю., Бакушинская О.А. Основы микробиологии, санитарии и гигиены в пищевой промышленности: Учебное пособие. – М.: Пищевая промышленность, 1977. – С. 88
Шлегель Г. Общая микробиология (пер. с нем.). — М.: Мир, 1987. — С. 312
Определитель бактерий Берджи/ Под ред. Дж. Хоулта, Н. Кинга, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса, пер. с англ. под ред. Г.А. Заварзина. – М: Мир. - 1997 - т. 2. – С. 345
Справочник по санитарной микробиологии / Г.А. Багдасарьян, В.В. Влодавец, Л.В. Григорьева и др. – Кишинев: Картя Молдавеняскэ, 1981. – С. 143
3