X

Скопируйте код и вставьте его на свой сайт.

Ширина px

Вы можете уменьшить размер презентации, указав свой размер!

Брожения. Типы жизни, основанные на субстратном фосфорилировании

Брожения. Типы жизни, основанные на субстратном фосфорилировании А. Общая хар...
Сбраживаемые субстраты и образующиеся продукты Круг сбраживаемых субстратов о...
Энергетическая характеристика брожения Неполное окисление – энергетический вы...
Энергетическая характеристика брожения Ксилулозо-5-ф + Н3РО4 → 3-ФГА + ацетил...
Главные реакции синтеза субстратного АТФ Ацетилфосфаткиназа 1. СН3-СО~РО4¯ + ...
Другие реакции, встречающиеся в специфических видах брожения Например, сбражи...
Особенности акцептирования электронов Природа акцептирования электронов опред...
Гомоферментативное молочнокислое брожение Основной путь окисления – гликолиз ...
Гомоферментативное молочнокислое брожение 2. Мальтоза. Имеют фермент, расщепл...
Бактерии, осуществляющие гомоферментативное МКБ Стрептококки из родов: Strept...
Бактерии, осуществляющие гомоферментативное МКБ Конструктивный метаболизм: сл...
Бактерии, осуществляющие гомоферментативное МКБ оксалоацетатдекарбоксилаза НО...
Бактерии, осуществляющие гомоферментативное МКБ Лактобактерии Стрептококки
Гетероферментативное молочнокислое брожение Начальный этап: реакции ПФ пути о...
Гетероферментативное молочнокислое брожение эпимераза Рибулозо-5-фосфат ↔ кси...
Гетероферментативное молочнокислое брожение Конечные продукты брожения: этило...
Пентозофосфатный цикл Окислительный ПФП в дальнейшем замыкается в цикл и служ...
Трансальдолазные и транскетолазные реакции ТА Ксилулозо-5-фосфат + рибозо-5-ф...
Путь Энтнера-Дудорова Модификация ПФП расщепления глюкозы: дегидратаза 6-фосф...
Путь Энтнера-Дудорова У анаэробов встречается редко. Zymomonas mobilis. Проис...
Класс
Автор

Брожения. Типы жизни, основанные на субстратном фосфорилировании

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Брожения. Типы жизни, основанные на субстратном фосфорилировании А. Общая характеристика процессов брожения Брожение – это процесс неполного окисления с переносом электронов и протонов на эндогенный конечный акцептор и субстратным синтезом АТФ

2 слайд

Сбраживаемые субстраты и образующиеся продукты Круг сбраживаемых субстратов очень широк: углеводы, спирты, органические кислоты, аминокислоты, пурины, пиримидины, реже углеводороды. Продукты брожения: молочная, уксусная, масляная, пропионовая, муравьиновая и другие кислоты; этиловый, пропиловый, изопропиловый, бутиловый и другие спирты; ацетон, СО2 и Н2.

3 слайд

Энергетическая характеристика брожения Неполное окисление – энергетический выход невелик; Часть энергии аккумулируется в виде АТФ, который синтезируется в ходе окисления (субстратное фосфорилирование); Реакции, ведущие к синтезу АТФ делят на два типа: Окислительно-восстановительные реакции (гликолиз) Расщепление субстратов или промежуточных продуктов. Например:

4 слайд

Энергетическая характеристика брожения Ксилулозо-5-ф + Н3РО4 → 3-ФГА + ацетилфосфат + Н2О ксилулозо-5-фосфатлиаза СН3-СО~РО4¯ + АДФ → СН3СООН + АТФ Ацетилфосфат Цитруллин + Н3РО4 → орнитин + Н2N-CO~ РО4¯ цитруллинлиаза карбамоилфосфат Н2N-CO~ РО4¯ + АДФ → Н2N-COОН + АТФ карбомат Особенностью прокариотов является использование тиоэфиров для синтеза АТФ через стадию образования ацетил- или ацилфосфатов.

5 слайд

Главные реакции синтеза субстратного АТФ Ацетилфосфаткиназа 1. СН3-СО~РО4¯ + АДФ → СН3СООН + АТФ Ацетилфосфат уксусная кислота 1,3-дифосфоглицераткиназа 2. 1,3-дифосфоглицерат + АДФ → 3-фосфоглицерат + АТФ пируваткиназа 3. Фосфоенолпируват + АДФ → пируват + АТФ

6 слайд

Другие реакции, встречающиеся в специфических видах брожения Например, сбраживание пиримидинов и аргинина р.Streptococcus: Н2N-CO~ РО4¯ + АДФ → Н2N-COОН + АТФ карбамоилфосфат карбомат Один из видов р. Clostridium: НСО~ТГФК + АДФ + Н3РО4 → НСООН + АТФ + ТГФК формилтетрагидрофолат муравьиновая кислота Все процессы субстратного фосфорилирования локализованы в цитоплазме.

7 слайд

Особенности акцептирования электронов Природа акцептирования электронов определяет: степень окисления субстрата; количество выделяемой энергии; характер образующихся продуктов. Акцепторы обязательно эндогенного происхождения: пировиноградная кислота; уксусный альдегид; бутиловый альдегид и другие. Низкий энергетический выход – большое количество окисляемого субстрата, большое количество образующихся продуктов. Накопление продуктов брожения в среде – снижение скорости роста и гибель.

8 слайд

Гомоферментативное молочнокислое брожение Основной путь окисления – гликолиз (путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса). Основной окисляемый субстрат – глюкоза. Дисахариды: лактоза, мальтоза и другие гидролизуются. Моносахара превращаются в глюкозу. Лактоза + Н2О → глюкоза + галактоза β-галактозидаза Галактоза + Н3РО4 → галактозо-1-фосфат галактозо-1-фосфат + УДФ-глюкоза →глюкозо-1-фосфат + УДФ-галактоза↔УДФ-глюкоза

9 слайд

Гомоферментативное молочнокислое брожение 2. Мальтоза. Имеют фермент, расщепляющий мальтозу с одновременным фосфорилированием без затраты АТФ: мальтофосфорилаза Мальтоза + Н3РО4 → глюкозо-1-фосфат + глюкоза 3. Полисахариды расщепляются также без дополнительных затрат энергии с последовательным отщеплением глюкозо-1-фосфата. Синтез АТФ идет в 1,3-дифосфоглицератфосфаткиназной и пируваткиназной реакциях. Акцептор электронов: пировиноградная кислота: СН3-СО-СООН + НАДН + Н+ ↔ СН3-СНОН-СООН + НАД+ Лактатдегидрогеназа бактерий, осуществляющих МКБ, обладает высоким сродством к пирувату.

10 слайд

Бактерии, осуществляющие гомоферментативное МКБ Стрептококки из родов: Streptococcus, Pediococcus Лактобактерии из родов: Lactobacillus, Lactobacterium Лактатдегидрогеназа у разных видов содержится в виде оптических изомеров, поэтому продуцируется D- или L-молочная кислота. Бактерии аэротолерантные анаэробы, в клетках присутствует большое количество флавинзависимых оксигеназ, продуцирующих Н2О2. Каталазы нет, перекись накапливается в клетках и генерирует супероксид, который нейтрализуется Mn2+ (30 mM). Также для защиты от кислорода используются метаболиты: насыщенные жирные кислоты; липиды; аминокислоты; нуклеотиды.

11 слайд

Бактерии, осуществляющие гомоферментативное МКБ Конструктивный метаболизм: слабое развитие биосинтетических путей. Растут на богатой органикой средах - сапротрофы: молоке, молочных продуктах, животных и растительных остатках, в ЖКТ и слизистых оболочках животных. Используются для получения различных молочнокислых продуктов, солений, квашений и силоса. Скисание сливок для получения сливочного масла: Str. Lactic. Образуют ацетоин и диацетил. Субстрат – лимонная кислота. цитратлиаза Цитрат → уксусная + щавелевоуксусная кислота

12 слайд

Бактерии, осуществляющие гомоферментативное МКБ оксалоацетатдекарбоксилаза НООС-СН2-СО-СООН → СН3-СО-СООН + СО2 Оксалоацетат пируват Метаболизм ПВК идет двумя путями: Восстановление до молочной кислоты Декарбоксилирование с участием КоА в ацетил-КоА СН3-СО-СООН + КоА-SH → CO2 + CH3-CO~S-KoA CH3-CO~S-KoA + CH3-CO~S-KoA → CH3-CO-CO-CH3 + 2KoA диацетил CH3-CO-CO-CH3 + НАДН + Н+ → СН3-СНОН-СО-СН3 + НАД+ ацетоин Биохимический смысл – дополнительные пути регенерации НАД+ без закисления среды.

13 слайд

Бактерии, осуществляющие гомоферментативное МКБ Лактобактерии Стрептококки

14 слайд

Гетероферментативное молочнокислое брожение Начальный этап: реакции ПФ пути окисления глюкозы: Г-6-Ф-дегидрогеназа Глюкозо-6-фосфат + НАДФ+→ 6-фосфоглюколактон + НАДФН + Н+ лактоназа 6-фосфоглюлактон + Н2О →6-фосфоглюконовая кислота 6-фосфоглюконатДГ 6-фосфоглюконат + НАДФ+ →рибулозо-5-фосфат + СО2 + НАДФН + Н+

15 слайд

Гетероферментативное молочнокислое брожение эпимераза Рибулозо-5-фосфат ↔ ксилулозо-5-фосфат Преимущества: Восстановление НАДФ+; образование пентоз для синтеза нуклеотидов. Использование пути с энергетической целью: появление фермента – фосфопентокетолазы: Ксилулозо-5-фосфат + Н3РО4 → СН3-СО~РО4¯ + 3-ФГА гликолиз Пути превращения ацетил-фосфата: СН3-СО~РО4¯ + АДФ → СН3СООН + АТФ СН3-СО~РО4¯ + НАДН + Н+ → СН3СОН + НАД+ + Н3РО4 СН3СОН + НАДН + Н+ →СН3-СН2-ОН + НАД+ Молочная кислота

16 слайд

Гетероферментативное молочнокислое брожение Конечные продукты брожения: этиловый спирт, молочная кислота, углекислый газ, уксусная кислота. Если брожение идет с образованием уксусной кислоты: 1 молекула глюкозы – 2 АТФ (3-1); Если до этанола: 1 молекула глюкозы – 1 АТФ (2-1). Бактерии, осуществляющие гетероферментативное МКБ: род Lactobacterium. Подразделяют на 2 подрода: Betabacterium; Streptobacterium. Подрод Betabacterium – облигатные, не имеют ферментов – альдолазы и триозофосфат-изомеразы. Подрод Streptobacterium – факультативные, формируют цепочки.

17 слайд

Пентозофосфатный цикл Окислительный ПФП в дальнейшем замыкается в цикл и служит у многих бактерий для синтеза сахаров. Система включает два основных фермента: транскетолазу и трансальдолазу и производит гексозы: Рибулозо-5-фосфат С3 С6 +С2 С3 Рибозо-5-фосфат С7 С4 С6 +С2 Ксилулозо-5-фосфат С3 С6

18 слайд

Трансальдолазные и транскетолазные реакции ТА Ксилулозо-5-фосфат + рибозо-5-фосфат →3-ФГА + седогептулозо-7-фосфат ТК 3-ФГА + седогептулозо-7-фосфат → эритрозо-4-фосфат + фруктозо-6-фосфат ТА Эритрозо-4-фосфат + ксилулозо-5-фосфат → 3-ФГА + фруктозо-6-фосфат

19 слайд

Путь Энтнера-Дудорова Модификация ПФП расщепления глюкозы: дегидратаза 6-фосфоглюконовая кислота → 2-кето-3-дезокси-фосфоглюконовая кислота + Н2О лиаза 2-кето-3-дезоксиглюконовая к-та → ПВК + 3-ФГА 3-ФГА → гликолиз ПВК → ацетил-КоА Результат пути: 1 молекула АТФ (2-1); НАДН и НАДФН Бактерии: широкий круг, грам(-), факультативные аэробы: p. Azotobacter, Pseudomonas, Alcaligens, Rhizobium, Spirillum, Xantomonas, Thiobacillus

20 слайд

Путь Энтнера-Дудорова У анаэробов встречается редко. Zymomonas mobilis. Происходит от ЦХ-содержащих аэробов. Встречается также у некоторых представителей р. Clostridium. Происхождение пути: ответвление от ПФП как скорейший путь образования ацетил-КоА для его дальнейшего окисления в цикле трикарбоновых кислот.