Дыхательный аппарат бактерий. Пути биологического окисления. Классификация микробов по этому признаку

Для синтеза структурных компонентов микробной клетки и поддержания процессов жизнедеятельности наряду с питательными веществами требуется достаточное количество энергии. Эта потреб­ность удовлетворяется за счет биологического окисления, в результа­те которого синтезируются молекулы АТФ.

Мир микроорганизмов очень разнообразен. Некоторые из них могут получать энергию даже из минеральных соединений. Так, на­пример, железобактерии получают энергию, выделяющуюся при не­посредственном окислении ими железа (Fe²⁺ в Fe³⁺), которая исполь­зуется для фиксации СО₂, бактерии, метаболизирующие серу, обеспе­чивают себя энергией за счет окисления серосодержащих соединений. Однако подавляющее большинство прокариот получает энергию пу­тем дегидрогенирования.

Аэробы для этой цели нуждаются в свободном кислороде. Облигатные (строгие) аэробы (например, некоторые виды псевдомо­над) не могут жить и размножаться в отсутствие молекулярного кис­лорода, поскольку они используют его в качестве акцептора электро­нов. Молекулы АТФ образуются ими при окислительном фосфорили-ровании с участием цитохромоксидаз, флавинзависимых оксидаз и флавинзависимых дегидрогеназ. При этом, если конечным акцепто­ром электронов является О₂, выделяются значительные количества энергии (схема 4.4).

Анаэробы получают энергию при отсутствии доступа кис­лорода путем ускоренного, но не полного расщепления питательных веществ. Облигатные анаэробы (например, возбудители столбняка, ботулизма) не переносят даже следов кислорода. Они могут образо­вывать АТФ в результате окисления углеводов, белков и липидов путем субстратного фосфорилирования до пирувата (пировиноградной кис­лоты). При этом выделяется сравнительно небольшое количество энергии.

Существуют факультативные анаэробы, которые могут расти и размножаться как в присутствии кислорода воздуха, так и без него. Они образуют АТФ при окислительном и субстратном фосфорилировании.

Выделяют получение энергии путем субстратного фосфорилирования и окислительного фосфорилирования