Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Mikrobien metabolia - Coggle Diagram
Mikrobien metabolia
Fermentaatiot
(käymisreaktio) ja hengitys
Kun mikrobi tuottaa energiaa ilman
ulkopuolista hapetinta, yleensä siten
että ravintomolekyylin toinen pää
hapettuu toisen kustannuksella,
kyseessä on fermentaatio.
Glykolyysi tuottaa pyruvaatin ja ATP:n
lisäksi NADH:ta. Ilman happea NADH
täytyy kuluttaa jollain tavalla, ja
fermentaatioissa NADH käytetään
pyruvaatin, tai sen johdannaisen
pelkistämiseen.
Monet sienet, ja eräät bakteerit, levät ja
alkueläimet käyttävät alkoholikäymistä.
Pyruvaatti dekarboksyloidaan
asetaldehydiksi, joka pelkistetään
etanoliksi alkoholidehydrogenaasin
avulla.
-
Monet bakteerit, erityisesti
enterobakteerit, käyttävät
muurahaishappokäymistä, jossa
pyruvaatti muutetaan muurahaishapoksi
ja asetyyli-CoA:ksi. Asetyyli-CoA:sta
tuotetaan etikkahappoa tai etanolia.
Sekahappokäymisessä (Escherichia,
Salmonella, Proteus ym.) syntyy
etanolia, ja monimutkainen seos etikkamaito- meripihka- ja muurahaishappoa.
Butaanidiolikäymisessä syntyy asetoiinin
kautta 2,3-butaanidiolia sekä etanolia.
Nämä kaksi käymistyyppiä voidaan
erottaa biokemiallisilla testeillä
Eräät Clostridium-suvun mikrobit
tuottavat energiaa fermentoimalla
aminohappoja, jota kutsutaan
Sticklandin reaktioksi. Alaniini ja 2
glysiiniä tuottavat etikkahappoa,
hiilidioksidia ja ammoniakkia, sekä
ATP:tä.
Fotosynteesi
valokvantista virittynyt klorofylli toimii
voimakkaana pelkistimenä, ja luovuttaa
elektronin elektroninsiirtoketjulle, jossa
sitä voidaan käyttää joko ATP:n
synteesiin, tai NADP:n pelkistämiseen
NADPH:ksi.
-
-
Katabolian vaiheet
- vaiheessa
makromolekyylit pilkotaan
monomeereikseen.
- vaiheessa
monomeerit hajotetaan muutamaksi
keskeiseksi välituotteeksi, joista
merkittävimmät ovat pyruvaatti ja asetyyli-CoA.
Glykolyysi, Embden-Meyerhof-reaktiotie
tuottaa glukoosista, ja muista
heksooseista, pyruvaattia, NADH:ta ja ATP:tä
- vaiheessa
sitruunahappokierrossa CoA-sidottu
asetyyli hapetetaan hiilidioksiksi.
Irrotetut vedyt siirretään NADH:n
välityksellä elektroninsiirtoketjulle, ja
edelleen hapettimelle, siten että samalla
pumpataan vetyioneja membraanin yli.
Vetyionigradienttia käytetään sitten
ATP:n tuottoon, flagellan pyörittämiseen
y.m.
Soluhengitys
Sitruunahappokierto on ennenkaikkea
respiraation yhteydessä käytettävä
sykli, jonka avulla asetyyli-CoA
hapetetaan hiilidioksidiksi, ja vetyä
saadaan talteen NADH:n muodossa.
Sykli voi luonnollisesti täydellä teholla
toimia vain, jos NADH saadaan
hapetettua takaisin NAD:ksi.
Elektroninsiirtoketju ja
oksidatiivinen fosforylaatio
Eukaryooteilla mitokondrion sisäkalvolla
toimii elektroninsiirtoketju, jossa
elektronit siirretään aina korkeamman
hapetus-pelkistyspotentiaalin omaavalle
molekyylille, samalla siirtäen vetyioneja
mitokondrion sisäkalvon yli.
--> Näin syntynyttä
vetyionikonsentraatiogradienttia
käytetään sitten syntetisoimaan ATP:tä.
Bakteerien elektroninsiirtoketjut
poikkeavat monessa suhteessa
mitokondrion elektroninsiirtoketjusta.
Elektroninsiirtokomplekseja on
vähemmän, ja vetyionien
pumppaustehokkuus on alhaisempi.
Elektronit voivat myös tulla ketjuun
useassa kohdassa.
-
Anaerobinen respiraatio
bakteerit pystyvät hapen
puutteessa käyttämään muita
elektronien vastaanottajia. Kuitenkaan
näillä ei voida tuottaa läheskään niin
paljon energiaa, koska niiden hapetuspelkistyspotentiaalit ovat paljon
alhaisempia kuin hapen.
Nitraattia hapettimena käyttävät eräät
Pseudomonas-, Paracoccus- ja
Bacillus-sukuihin kuuluvat bakteerit.
-
Desulfovibrio käyttää hapettimena
sulfaattia, joka pelkistyy sulfidiksi.