12. Ферменты микроорганизмов: классификация, характеристика, использование.

Все реакции обмена веществ в клетке осуществляются с помощью ферментов — биологических катализаторов, которые клетка сама же и синтезирует по мере надобности.

Ферменты, состоящие только из белковой молекулы (однокомпонентные), называются протеинами.

Ферменты, состоящие из белковой молекулы и небелкового компонента (простетической группы), называются протеидами.

Ферменты, которые всегда есть в клетках данного вида микроорганизмов, называются конститутивными.

Ферменты, которые синтезируются только при наличии в среде нового субстрата, называются индуцируемыми, или адаптивными.

Классификация:

1-й класс — оксидоредуктазы, или окислительно-восстановительные ферменты, которые переносят водород или электроны и катализируют биологическое окисление, осуществляя гидрогенизацию и дегидрогенизацию;

2-й класс — трансферазы, которые переносят группы атомов с помощью специфических переносчиков, действующих как коферменты. Они играют активную роль в биохимических превращениях и могут переносить метальные, карбоксильные, аминосульфогруппы, формильные (С,) или фосфорильные группы.

3-й класс — гидролазы, которые катализируют гидролитическое расщепление и в зависимости от типа разрываемой связи называются:

мальтаза (расщепляет мальтозу на две молекулы глюкозы);

сахараза (расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу);

лактаза (расщепляет молочный сахар на галактозу и глюкозу);

4-й класс — лиазы (отщепляют группы: СО2, Н^О, NH3и др. от молекулы субстрата негидролитически). К этому классу относятся:

альдолаза — фермент, который участвует в начальной стадии превращения сахара в процессе дыхания и брожения;

декарбоксилазы - катализируют декарбоксилирование, или отщепление, СО2, органических кислот, аминокислот; в последнем случае образуются амины.

5-й класс — изомеразы, которые катализируют превращения изомеров, включая рацемизацию, цис-транс-изомеризацию, перемещение двойных связей, обмен групп у асимметричного атома углерода, перемещение фосфатной группы к другому атому углерода;

6-й класс — лигазы (катализируют реакции синтеза сложных органических соединений из более простых; реакции идут с затратой энергии, получаемой из АТФ). Лигазы играют большую роль в углеводном и азотном обмене микроорганизмов.

Применение:

Применение амилаз в пивоварении позволяет частично заменить солод несоложеным (не пророщенным) ячменем. Пектолитшеские ферменты используют в производстве соков и виноделии. Пептидные ферменты применяют для повышения стойкости вина и пива.

13. Питание микроорганизмов. Поступление питательных веществ в клетку.

У микроорганизмов и растений - галофитный способ питания, при котором питательные вещества поступают в клетку в виде небольших молекул из водного раствора через всю ее поверхность. Избирательное поступление питательных веществ в клетку регулируется цитоплазматической мембраной.

Существует четыре основных механизма поступления веществ:

1. Пассивная диффузия - это поступление питательных веществ под действием разности концентрации или электрических потенциалов по обе стороны мембраны. Скорость ее невелика и проходит она без затраты энергии.

2. Облегченная диффузия - перенос происходит через цитоплазматическую мембрану при помощи белков-переносчиков, называющихся пермеазами. Она происходит за счет разности концентрации и без затраты энергии.

3. Активный транспорт - перенос происходит пермеазами против градиента концентрации с использованием энергии АТФ.

4. Перенос групп (транслокация) -внутри ЦПМ сахар под действием ферментов превращается в фосфатный эфир, который и поступает в цитоплазму.