Quá trình trao đổi chất ở vi sinh vật

Chương 4: Quá trình trao đổi chất ở vi sinh vật Các khái niệm cơ bản Trao đổi năng lượng Trao đổi glucid Trao đổi protein Trao đổi lipid... Các khái niệm cơ bản Trao đổi chất metab

Chương 4: Quá trình trao đổi chất

ở vi sinh vật

Các khái niệm cơ bản

Trao đổi năng lượng

Trao đổi glucid

Trao đổi protein

Trao đổi lipid

Các khái niệm cơ bản

Các khái niệm cơ bản

 Trao đổi chất (metabolism):

 Trao đổi vật chất bao gồm: trao đổi năng lượng và trao đổi vật chất xây dựng tế bào

 Dị hóa (catabolism):

 Đồng hóa (anabolism):

Các khái niệm cơ bản

 Sản phẩm trao đổi chất (metabolite): các hợp chất được sinh ra trong quá trình trao đổi chất

 Chất trao đổi bậc 1 (primary metabolite):

 Chất trao đổi bậc 2 (secondary metabolite):

 Con đường trao đổi chất (metabolite metabolite)

Trao đổi năng lượng

Trao đổi năng lượng

 Năng lượng (ATP) có thể được tổng hợp từ:

Trao đổi năng lượng

Trao đổi năng lượng

 Có 2 dạng trao đổi năng lượng:

 Hô hấp (respiration)

 Lên men (fermentation)

FMN

Cytochrome-c

Cytochrome-b

Trao đổi glucid

Dị hóa glucid

1. Cơ chất hexose:

Con đường đường phân (glycolytic pathway)/ EMP

(Embden-Meyerhof-Parnas)

 Trong điều kiện có oxy: acid pyruvic sẽ đi vào chu trình

Crebs (chu trình acid tricarboxylic, acid citric), sản phẩm cuối cùng là H2O, CO2, ATP

Phương trình tổng quát:

Con đường EMP

Acid pyruvic + 2ATP

Glucose

6CO2 + 6H2O + 38ATP

Glucose + O2

Glycolytic pathway

Citric acid cycle

Dị hóa glucid

1. Cơ chất hexose:

 Trong điều kiện không có oxy: mỗi loài VSV đi theo

những con đường khác nhau, tùy thuộc vào loại E

 Nấm men Saccharomyces cerevisiae

Phương trình lên men ethanol tổng quát:

Dị hóa glucid

1. Cơ chất hexose:

 Trong điều kiện không có oxy:

 Vi khuẩn propionic (Propionibacterium):

Phương trình lên men lactic tổng quát:

Ứng dụng: sản xuất một số loại phomai

 Vi khuẩn Clostridium butyricum, Clostridium perfringens…

Ứng dụng: sản xuất dung môi hữu cơ (butanol, acetone)

3C6H12O6 CH3–CH2–COOH + 2CH3-COOH + 2CO2 + 2H20 + xATP

C4H9-OH + CH3-CO-CH3 + CH3COOH + 11CO2 + 8H2 + H2O

C6H12O6

Dị hóa glucid

1. Cơ chất hexose:

Các con đường chuyển hóa khác:

 Con đường pentose Phosphate (Hexose-Monophosphate)

 Con đường 2-Keto-3-Desoxy-6-Phosphore

(Entner-Doudoroft)

Dị hóa glucid

2 Cơ chất polysaccharide:

 Được thủy phân để tạo thành các mono- và

oligosaccharide

 VD: tinh bột (hệ amylase), Hemicellulose (hệ

hemicellulase), Cellulose (hệ cellulase), Pectin (hệ pectinase), Inuline (inulase)…

Dị hóa glucid

2 Cơ chất oligo–saccharide:

 Oligo-saccharide được thủy phân để tạo thành hexose

 VD: maltose (maltase), Lactose (lactose), Saccharose (invertase), Raffinose (invertase và melibiase)…

Inuline

Đồng hóa glucide

 Tổng hợp glycogen từ glucose (nấm men)

 Tổng hợp levan [poly-b(2-6)-fructose], dextran 6)-glucose] với các mạch nhánh α(1-3) và α(1-4) từ saccharose (vi khuẩn lactic), tổng hợp cellulose (vi khuẩn

[poly-a(1-Acetobacter)…

 n-saccharose  n-glucose-(fructose)n

 n-saccharose  (glucose)n + n-fructose

Trao đổi protein

Đồng hóa protein

 Nguyên tắc:

ADN  ARN  protein

 Phản ứng trao đổi amin và desamin hóa

 ứng dụng: sản xuất sinh khối giàu protein làm giàu thức ăn

Trao đổi lipid

Dị hóa lipid

 Phản ứng thủy phân hệ lipid (enzyme lipase)

 Phản ứng chuyển hóa acid béo thành ATP (ví dụ: 1 mol acid palmitic) có thể chuyển hóa tạo thành 129 mol ATP

Đồng hóa lipid

 Tổng hợp triglycerid và acid béo

 ứng dụng: sản xuất các acid béo