Vi sinh vật - Bài 4: Trao đổi chất vi sinh vật

4/26/2016 1 TRAO ĐỔI CHẤT VI SINH VẬT NỘI DUNG 1. Phân giải đường 2. Hô hấp 3. Oxy hóa không hoàn toàn 4. Lên men PHÂN GIẢI ĐƯỜNG HEXOSE 1. Đường phân (EM) 2. Con đường Entner Doudoroff (ED) 3. Chu trình hexosemonophosphat (HMP) 4. Phân giải các loại đường khác ĐƯỜNG PHÂN (EM) Glucose + 2ATP + 2NAD ↔ 2 Acid pyruvic + 4 ATP + 2 NADH + H+ - 1 glucose  2 ATP - Con đường phân giải đường chủ yếu Glucose Fructose – 1,6 – diphosphat (FDP) Dihydroxyaceton P (DHAP) Acid pyruvic + 2 ATP + ATP Phosphoryl hóa G-6-P + ATP Glyceraldehyd-3-P (G3P) CON ĐƯỜNG ED Glucose + ATP + NADP + NAD ↔ acid pyruvic + 2 ATP + NADPH + H++DH+H+ - 1 glucose  1 ATP - Pseudomonas, Azotobacter, Xanthomonas - Phổ biến ở Gram âm, ít ở VK kị khí Glucose G-6-P 6-phospho-gluconat 2-ceto-3-desoxy-6-P-gluconat (CDPG) + ATP G-3-P Acid pyruvic + 2 ATP CHU TRÌNH HMP Glucose ↔ acid pyruvic + 3CO2 + ATP + 6NADPH + H ++NADH+H+ ED Acid pyruvic + 2ATP (1) FDP EM (2) 3 phân tử Glucose 3 phân tử G-6-P 3 phân tử Pentose phosphat 3 phân tử 6-phosphat-gluconat 2 phân tử G-6-P G3P + 3ATP 4/26/2016 2 PHÂN GIẢI CÁC ĐƯỜNG KHÁC Fructose Manose Galactose Fructose – 1,6 - diphosphat EM Glucose – 6 - phosphat EM, ED Polysaccharid HÔ HẤP 1. Hô hấp hiếu khí + Chu trình Krebs 2. Hô hấp kỵ khí CHU TRÌNH KREBS - Còn gọi là chu trình acid tricarboxylic (ATC) - Gồm 9 phản ứng - Cơ chất là Acetyl Coenzym A (được tạo ra từ acid pyruvic) - Chất nhận điện tử cuối cùng là O2 - Là thực hiện oxy hóa hoàn toàn - Phương trình tổng quát C6H12O6 + 6O2 + 38 ADP + 38 P  6CO2+ 6H2O + 38ATP CHU TRÌNH KREBS Acid pyruvic Acetyl CoA Acid citric Acid aconitic Acid isocitric Acid oxalosuccinic Acid α- ketoglutaric Acid succinic Acid furamic Acid malic Sản phẩm: CO2 và H + H+ + O2  H2O HÔ HẤP KỴ KHÍ - Chất nhận điện tử cuối cùng - Nitrat  Hô hấp nitrat (Kỵ khí không bắt buộc) - Sulfat  Hô hấp sulfat (Kỵ khí bắt buộc) - Acid carbonic: có ở Clostridium aceticum 4H2 + 2CO2  CH3COOH + 2H2O HÔ HẤP NITRAT NO3 -  NO2 -  NO  N2O  N2 Phản nitrat hóa NH3 Thải Hô hấp nitrat-nitrit 4/26/2016 3 HÔ HẤP NITRAT - Enzym hô hấp nitrat được tạo ra trong điều kiện không có/thiếu Oxi. Khi đủ Oxi, VK hô hấp hiếu khí  kỵ khí không bắt buộc. - Phân giải nitrat tạo sản phẩm kiềm  kiềm hóa môi trường HÔ HẤP NITRAT Lưu ý: NO3 -  NO2 -  NH4  sử dụng Hô hấp nitrat - Khử dị hóa - Sản phẩm được thải ra ngoài Sử dụng nitrat - Khử đồng hóa - Sản phẩm HÔ HẤP SULFAT - Phân biệt với quá trình khử đồng hóa sulfat và sử dụng lưu huỳnh tạo acid amin/enzym. H2SO4  H2SO3  H2SO2  H2SO  H2S - Khử dị hóa sulfat OXY HÓA KHÔNG HOÀN TOÀN - Còn gọi là lên men oxy hóa - Sản phẩm: chất hữu cơ được oxy hóa một phần Đường/rượu Acid acetic VK acetic Acid citric Nấm mốc Acid L-glutamic VK Coryne OXY HÓA KHÔNG HOÀN TOÀN Sự thối rữa Protein Acid amin/đồng phân CO2, NH3 Thoáng khí Kỵ khí LÊN MEN - Điều kiện kị khí - Là quá trình oxy hóa khử không hoàn toàn - Sản phẩm: CO2 + hợp chất hữu cơ được oxy hóa một phần 4/26/2016 4 LÊN MEN Đường Acid pyruvic EM Ethanol Saccharomyces Acid hỗn hợp Lên men formic E.coli/Sal/Shi Acetoin Aerobacter Acid lactic Lactobacteriaceae Acid propionic Propionibacterium Acid butyric Lactobacteriaceae TỔNG KẾT Hô hấp hiếu khí Hô hấp kỵ khí Lên men O2 H2O NO3 - N2/NO2 -/NH3 SO4 2- H2S Chất hữu cơ Sản phẩm lên men Đường Acid pyruvic EM ED HMP HẾT