III MKROBYEL METABOLZMAIII Oksijensiz Koullarda Elektron Tanmas Anaerobik

III. MİKROBİYEL METABOLİZMAIII

Oksijensiz Koşullarda Elektron Taşınması (Anaerobik solunum)

elektron akseptörü ürün elektron O 2 H 2 O elektron NO 3 NO, N 2 Nitrat solunumu elektron SO 4 H 2 S elektron So H 2 S elektron CO 2 CH 3 COOH Karbonat solunumu (Homoasetojenik bakteriler) elektron CO 2 CH 4 Karbonat solunumu (Metanojenik arkeler) Aerobik (oksijenli) solunum Sülfat solunumu Sülfür solunumu elektron fumarat süksinat Fumarat solunumu elektron Fe+2 Demir solunumu Fe+3

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. N 2 Denitrifikasyon NO 3 Nitrat amonifikasyonu NH 3

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 CO 2 Laktat Laktik asit bakterileri ( Laktik asit Propionibakteri ler (Propionik asit Okzalasetat Süksinat Propionat CO 2 Koli-Aerogenez grubu ( Karışık asit ve 2, 3 bütandiol ) Asetil. Co. A + Format Asetat yada Etanol + H 2 + CO 2 + Piruvat Asetillaktat Asetoin Bütandiol CO 2 Clostridium spp. (Bütürik asit. Bütanol ) Asetil. Co. A Asetoasetil. Co. A Bütirat Bütanol CO 2 Asetil. Co. A CO 2 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 (B 12 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 astil. Co. A’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.