III. MİKROBİYEL METABOLİZMA-III

III. MİKROBİYEL

METABOLİZMA-III

Oksijensiz Koşullarda Elektron Taşınması

(Anaerobik solunum)

elektron akseptörü ürün

 elektron  O2  H2O Aerobik (oksijenli) solunum

 elektron  NO3  NO, N2O, N2 Nitrat solunumu

 elektron  SO4  H2S Sülfat solunumu

 elektron  So  H2S Sülfür solunumu

 elektron  CO2  CH3COOH Karbonat solunumu (Homoasetojenik bakteriler)

 elektron  CO2  CH4Karbonat solunumu (Metanojenik arkeler)

 elektron  fumarat  süksinatFumarat solunumu

 elektron  Fe+3  Fe+2 Demir solunumu

Nitrat Solunumu

Doğada en yaygın olarak bulunan inorganik nitrojen türü amonyak ve nitrattır.

Nitratların nitrojen yani gaz formuna çevrilmesi denitrifikasyon olarak adlandırılmaktadır.

(Fakültatif Paracoccus denitrificans,

Pseudomonas stutzeri, Bacillus licheniformis) Ayrıca nitrat fakültatif E. coli, Enterobacter

aerogenes tarafından nitrat

amonifikasyonu adı verilen bir işlemle amonyağa da çevrilmektedir.

N2 Denitrifikasyon NO3 Nitrat amonifikasyonu NH3

Fermentasyon

Fermentasyonda ATP, substrat düzeyinde fosforilasyon ile sentezlenir. Oksidatif fosforilasyonla hücrede bir mol glikozdan 38 ATP sentezlenirken, substrat

düzeyinde fosforilasyonla 2 ATP sentezlenir.

Fermentasyon yapan bakterilerin gelişmesini, az enerji elde etmeleri ve metabolizmaları sonucu hücre içinde ürettikleri organik asitlerin hücre için toksik olması, sınırlamaktadır.

Fermentatif bakteriler tarafından glikozun okside

edilmesi sonucu oluşan piruvat, etanol, laktat, bütirat gibi çeşitli bileşiklere çevrilir. Fermentasyonlar oluşan bu ürünlere göre örneğin alkol fermentasyonu, laktik asit fermentasyonu gibi, adlandırılır.

Piruvat, mikroorganizmalar tarafından başlıca beş yolla fermente edilir.

    P İ R U V A T

Mikroorganizma (Fermentaston tipi)

Ürün

Mayalar ( Alkol )

 Asetaldehit  Etanol CO₂

Laktik  asit  bakterileri

( Laktik asit 

 Laktat

Propionibakteri ler

(Propionik asit 

 Okzalasetat  Süksinat  Propionat         CO₂         CO₂

Koli-Aerogenez  grubu  (  Karışık  asit  ve  2,3  bütandiol )

 AsetilCoA + Format  Asetat yada Etanol + H₂ + CO₂ + Piruvat  Asetillaktat  Asetoin  Bütandiol

      CO₂       CO₂

Clostridium spp.

(Bütürik  asit- Bütanol )

 AsetilCoA  AsetoasetilCoA  Bütirat  Bütanol CO₂  AsetilCoA       CO₂        Aseton  Propanol

Tamamlanmamış Oksidasyon

Tamamlanmış oksidasyon: Aerobik

mikroorganizmalar  organik madde  karbondioksite ve suya

Fermentasyon: Anaerobik koşullar  organik bileşikler  fermentasyon ürünleri

Aerobik koşullarda da fermentasyona benzer şekilde, organik bileşikler çeşitli

mikroorganizmalar tarafından tamamen okside edilemeyip çeşitli organik bileşikler oluşturulur.

Fermentasyondan ayrılabilmesi amacı ile bu olay, tamamlanmamış oksidasyon olarak

adlandırılmıştır.

Endüstriyel fermentasyonların çoğu bu şekilde aerobik koşullarda gerçekleştirilmektedir.

 Gram negatif, çubuk şeklinde, doğal ortamı bitkiler olan ve genellikle

mayalarla birlikte yaşayan asetik asit bakterileri (Acetobacter ve

Gluconobacter türleri) mayaların ürettiği etanolü  asetik asit (sirke)

 Bu bakteriler C vitamini (askorbik asit) üretiminde de kullanılırlar. Bir

şeker alkol olan sorbitolü okside ederek sorboz ve askorbik asit üretirler.

 funguslar  laktik asit (Rhizopus)

Sitrik asit (Aspergillus niger) Glukonik

asit, Aspergillus niger ve Penicillum

 Ayrıca mikroorganizmalar tarafından tamamlanmamış oksidasyonlarla:

 Amino asitler (Glutamik asit, Corynebacterium glutamicum ve Brevibacterium divaricum),

 Vitaminler (B₁₂ vitamini, Propionibacterium spp.),

 Antibiyotikler (Penisilin, Penicillium notatum, P.

crysogenum, Streptomisin, Streptomyces türleri),

 Mikotoksinler (Aflatoksin, Aspergillus flavus, Penicillium oryzae)

 Ekzopolisakkaritler (dekstran, Leuconostoc mesenteroides),

 Enzimler (proteaz, Bacillus subtilis) ve

 PHB gibi çeşitli organik bileşikler de üretilmektedir.

Lipit Katabolizması

Gliseroller fosforlandıktan sonra,

dihidroksi aseton fosfata okside edilerek glikolize sokulmaktadır. Yağ asitleri ise beta oksidasyon iz yolu ile astilCoA’ya çevrilerek katabolize edilmektedir.

Protein ve Amino Asit Katabolizması Proteaz enzimleri ile proteinler önce

amino asitlere hidrolize olur, daha sonra amino asitlerden amino grupları ayrılır (deaminasyon) ve amino grupları alfa keto asitlere transfer edilerek piruvat oluşturulur. Daha sonra piruvat çeşitli

organizmalarda farklı yollarla katabolize

edilir.