МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Кафедра биотехнологии РЕФЕРАТ Синтез молекул АТФ у бактерий в анаэробных условиях Выполнила: студентка группы 14 БТ-1 3 курса биотехнологического факультета Шикунец Валентина Витальевна 2016 г.

Анаэробное дыхание При анаэробном дыхании конечным акцептором электронов в электрон транспортной цепи являются неорганические или органические соединения. Например, если конечным акцептором электронов является, то процесс называют сульфатным дыханием, а бактерии – сульфатвосстанавливающими или сульфатредуцирующими. При использовании в качестве акцептора электронов элементарной серы (S 0 ) анаэробное дыхание называется серным. В том случае, если конечным акцептором электронов служит или, то процесс называется нитратным дыханием или денитрификацией, а бактерии, осуществляющие этот процесс – денитрифицирующими.

В качестве конечного акцептора электронов может выступать СО 2, процесс соответственно называют карбонатным дыханием (метаногенез), а бактерии – метаногенными (метанобразующими ). Одним из немногих примеров, когда конечным акцептором служит органическое вещество, является фумаратное дыхание. Основное количество молекул АТФ при анаэробном дыхании синтезируется в процессе мембранного фосфорилирования. Выход АТФ при анаэробном дыхании меньше, чем при аэробном, но больше, чем при брожении.

Денитрифицирующие бактерии Денитрифицирующие бактерии широко распространены в природе. Способность к денитрификации обнаружена у представителей более чем 40 родов эубактерий и только у одной группы архебактерий, относящихся к экстремальным галофилам. Среди эубактерий способностью к денитрификации обладают грамотрицательные протеобактерии родов Pseudomonas, Alcaligenes, Paracoccus, Hyphomicrobium и Thauera, а также некоторые представители грамположительных бактерий рода Bacillus. Денитрифицирующие бактерии – это обитатели пресных и морских водоемов, почв разного типа, хотя процесс денитрификации у них происходит только в анаэробных условиях, т. е. когда содержание кислорода падает ниже 0,2%

Серное дыхание Серное дыхание – процесс окисления в анаэробных условиях молекулярного водорода или органических веществ (ацетата, пропионата и этанола), при котором акцептором электронов является элементарная сера (S0) в результате чего происходит ее восстановление до сероводорода. Органические вещества при серном дыхании окисляются полностью до СО2 и Н2О

Карбонатное дыхание Карбонатное дыхание – процесс анаэробного окисления молекулярного водорода, а также других неорганических и органических веществ с использованием в качестве конечного акцептора электронов молекул СО2, в котором главным продуктом является метан (метаногенез). Бактерии, осуществляющие этот процесс, называются метаногенными. В настоящее время известно около 50 видов метаногенных бактерий, которые объединены в 17 родов (Methanobacterium, Methanococcus, Methanospirillum, Methanosarcina и др.). Метаногенные бактерии в соответствии с современной филогенетической классификацией относятся к архебактериям.

Анаэробное дыхание с использованием в качестве акцепторов электронов других неорганических ионов Микроорганизмы в процессе анаэробного дыхания способны использовать в качестве акцепторов электронов такие неорганические ионы как ферри-ионы (Fe3+), манганаты (Mn4+), селенаты (SeO 4 2- ), арсенаты, хлораты и перхлораты. Восстанавливать ионы железа в процессе анаэробного дыхания способны представители родов Shewanella, Geobacter, Geospirillum, Geovibrio и некоторые гипертермофильные архебактерии.

Фумаратное дыхание и другие типы анаэробного дыхания с использованием органических веществ в качестве акцепторов электронов Фумаратное дыхание отличается от всех описанных ранее способов анаэробного дыхания следующими особенностями: во- первых, это пример анаэробного дыхания, когда роль конечного акцептора электронов в дыхательной цепи играет органическое вещество (фумаровая кислота); во-вторых, этот тип получения энергии не является единственно возможным для какой-либо определенной таксономической группы бактерий.

Во всех известных в настоящее время случаях бактерии, способные осуществлять фумаратное дыхание – хемоорганотрофы, которые обладают также способностью к брожению. Восстановление фумарата в бактериальных клетках часто сопровождается образованием сукцината, который может выделяться в среду в довольно больших количествах, а бактерии, осуществляющие этот процесс, называют сукциногенными. К ним относят, в первую очередь, некоторые виды родов Bacteroides, Fibrobacter, Wolinella. К фумаратному дыханию способны многие другие хемоорганотрофы, но их метаболизм не сопровождается выделением заметных количеств янтарной кислоты.

Спасибо за внимание!