D II Mikrobiyal Metabolizma
advertisement
DÖNEM II Dr. Duygu ESEL MIKROBIYAL METABOLIZMA • • Mikroorganizmalar hücre substanslarini sentez etmek, bölünmek ve hareket edebilmek için enerjiye ihtiyaç duyarlar • • Bu ihtiyacin karsilanmasi için olan tüm kimyasal islemlere “hücre metebolizmasi” denir • • Bakterilerin en önemli enerji kaynagi glikozdur Bakteriler karbon ihtiyaçlarina göre 2’ye ayrilir • • Ototrofik (litotrofik) – – Fotoototrof – – Kemoototrof • • Heterotrofik (organotrofik) – – Fotoheterotrof – – Kemoorganotrof Nükleik asit gibi moleküllerin sentezi için fosfor gereklidir • • Fosfat esterleri ve fosfat anhidrileri kullanilir • • A grubu fosfatlar • • Ester bagli primer alkol hidroliz zor düsük enerjili • • B grubu fosfatlar • • Anhidri bagi ile bagli karboksil hidroliz kolay yüksek enerjili • • • • • • • • • • • • • • Biyolojik sistemlerde enerjiden zengin bilesikler ADP AMP ATP GTP CTP UTP Asetil CoA gibi karboksilik asit türevleri Kreatin fosfat Fosfoenolpiruvat ATP 2 mekanizmayla olusur • • Oksidatif fosforilasyon • • Fototrofik mekanizmayla iliskilidir • • Kemotrofik elektron transport reaksiyonlarindan ATP’nin olusturulmasidir • • Mitokondriyal membranda elektron verici NADH ve süksinattir • • Substrat fosforilasyonu • • ATP organik enerji kaynaklarindan olusturulur • • Yüksek enerjili metabolik aracilardan serbest kalan enerji ile baglara fosfat eklenir (ADP ATP) SOLUNUM • • • • • • • Enerji veren bir prosestir Organik ve inorganik bilesikler elektron verici, inorganikler ise elektron alicidir Son elektron alici oksijen ise “aerobik solunum”; karbonat, nitrat ve sülfat ise “anaerobik solunum” denir • Bakteriler aerobik, fakültatif anaerobik, anaerobik ve mikroaerofilik olabilirler Aerop solunum • • Son hidrojen alicisi oksijen • • Solunum pigmenti olan “sitokrom” ve sitokrom oksidaz enzimleri önemli • • Glikoz oksidasyonunda kullanilan yollar Glikolizis (Embden-Mayerhof-Parnas yolu) TCA siklusu (Krebs) Pentoz fosfat yolu Entner-Duodoroff yolu • • Glikoz oksidasyonu ile 38 Mol. ATP olusur • • 1 Mol ATP sentezi için 7000 kalori gerekir • • • • • • • • ENZIMLER • • • • • • • • • • • • Protein yapisindadir Herbir enzim özel bir reaksiyona spesifik Bazi enzimlerde protein yapisinda olmayan koenzim ve prostetik enzimler vardir Protein kismi “apoenzim”, apoenzim+koenzim “holoenzim” adini alir Koenzimler ortak olabilir Enzimleri aktif hale geçiren metal iyonlarina “ko-faktör” denir (Mg++, Mn++, Ca++.....) Enzimlerin aktivitesini etkileyen faktörler • • • • • • • • pH Isi Substrat konsantrasyonu Inhibitörler – – Tuz konsantrasyonunun artmasi – – Kimyasal maddeler – – UV isinlari ve X isinlari Karbonhidrat metabolizmasi • • Polisakkaritlerin ayristirilmasi – – Hidrolizasyon (karbohidrazlar rol alir) Nisasta hidrolizi Nisasta+H2 O amilaz Maltoz Maltoz+ H2 O Maltaz Glikoz+Glikoz – – Fosforilasyon (fosforilazlar rol alir) Maltoz fosforilasyonu Maltoz+H3 HPO4 fosforilaz b-D glikoz-1fosfat+glikoz • • Monosakkaritlerin ayristirilmasi • • Glikoz pirüvik asit CO2 ve H2 O Karbonhidrat sentezi • • Polisakkaritler monosakkaritler arasinda glikozid baglarinin kurulmasi ile sentezlenirler 1. Fosforilasyon 2. Transglikozilasyon • • Kapsül polisakkaritleri, glikojen ve nisasta gibi hücre içi depo polisakkaritleri bu yolla olusur • • Peptidoglikan ise polisakkarit zincirlerinin peptid zincirleri tarafindan kovalent çapraz baglarla birlestirilmesi ile olusur Lipid metabolizmasi • • Yag asitlerinin gliserin esterleri (yag) • • Yag asitlerinin mono alkol esterleri (balmumu) • • Fosfolipid, lipoprotein, lipopolisakkaritlerle birlikte (kompleks lipidler) Lipidlerin ayrismasi Lipidler+H2O Lipaz Lipidlerin sentezi Asetil CoA veya malonyl CoA yag asitleri+gliserin palmitik asit Protein metabolizmasi Proteinler saf protein, lipoprotein, glikoprotein, nükleoprotein seklinde bulunur Proteinlerin ayrismasi Protein+H2 O proteinaz polipeptid Polipeptid+H2 O proteinaz aminoasitler Aminoasit hidrolizasyonu a)Deaminasyon b)Dekarboksilasyon c)Transaminasyon Proteinlerin Sentezi Organik asitler aminoasit polipeptid protein • • • • • DNA sentezi • Bakterilerde hem DNA hem RNA bulunur • DNA, DNA replikasyonu ve RNA sentezi için kalip görevi görür • DNA iki sarmalin pürin ve pirimidin bazlarinin spesifik hidrojen baglariyla birbirine baglidir • Iki sarmal replikasyonun basinda ayrilir ve kendini tamamlar • DNA replikasyonu mezozomdaki spesifik bölgeden baslar Metabolizmanin düzenlenmesi ve denetimi • • DNA’da her enzimin sentezini yöneten genler var • • Bu enzim genlerinin faaliyetini düzenleyen yardimci gen gruplarina “operon” denir • • Hücrede daima bulunan ve her zaman gerekli olan enzimler “yapisal enzimler”dir • • Hücrede sürekli bulunmayan, indükleyicilerin varliginda sentezlenen enzimler “indüklenebilen enzimler”dir Enzimlerin faaliyetini etkileyen olaylar • • • • • • • • Genetik yapi Katabolik baskilama (represyon) Son ürün baskilamasi Allosterik protein inhibisyonu (substrat benzeri proteinlerle inhibisyon)