energetyka procesów�ztlenowych i procesów biosyntezy (4)

2. Biologiczne podstawy procesów mikrobiologicznych

tyczny w tym cyklu przemian wynosi 2 mole ATP z 1 mola pentozy, biorąc jednak pod uwagę heksozę, zysk wynosi tylko 1 mol ATP na mol hek-sozy, ponieważ w celu zachowania równowagi redoks jedno wiązanie wysokoenergetyczne fosforanu acetylu jest tracone na skutek jego redukcji do etanolu.

Istotne jest to, że w przemianach glikozy w warunkach b i c dalsze przekształcenie trizofosforanu do pirogronianu jest przeprowadzane przez ten sam zespół enzymów, jaki bierze udział w przemianach w szlaku Embdena-Meyer-, hofa, co potwierdza jego kluczowe znaczenie w tworzeniu ATP.

2.3.5.

Energetyka procesów biosyntezy

Wszystkie związki wytwarzane przez komórkę lub będące jej składnikami są tworzone przy wydatkowaniu określonej ilości energii. Zużywana energia występuje na ogół w postaci ATP, tak więc można przedstawić nakłady energetyczne na tworzenie związków organicznych w postaci liczby moli ATP zużytych do wytworzenia 1 mola związku.

Zakłada się, przy wielu uproszczeniach, że skład komórki bakterii jest zbliżony do przedstawionego w tab. 2.8.

Tabela 2.8.

Zawartość składników organicznych w komórce bakteryjnej

Składniki	Zawartość g/100 g komórek
Polisacharydy	16,6
Białka	52,4
Tłuszcze	9,4
RNA	15,7
DNA	3,2
Razem	97,3

Przykłady zużycia ATP w tworzeniu składników komórki ze związków łatwo przyswajalnych przedstawiono w tab. 2.9.

Jak widać z tab. 2.9 rodzaj składnika odżywczego obecnego w pożywce ma wielkie znaczenie dla energetyki budowy związków tworzących komórkę bakteryjną. W tym przypadku glukoza jest korzystniejszym substratem, ponieważ może być przetworzona w tłuszcze przy niższym nakładzie energii. Nie zawsze jednak pożywka zawiera wszystkie związki potrzebne do syntezy składników komórki i wtedy zużycie ATP zależy od dostępnych składników (tab. 2.10).

Tabela 2.9.

Zapotrzebowanie ATP na tworzenie składników komórek mikroorganizmów z preferowanych monomerów (glukozy, aminokwasów, zasad nukleotydowych) (wg Bednarski W.: Biotechnologia żywności. Olsztyn, Wyd. ART 1993) [5]

Składnik	Ilość moli monomeru mol • 10^-4 g"¹komórek	Zapotrzebowanie ATP na jednostkę monomeru mol • mol^-1		Zapotrzebowanie ATP mol • 10^-4 g^_I komórek
	Ilość moli monomeru mol • 10^-4 g"¹komórek	tłuszcze tworzone z
		octanu	glukozy	octanu	glukozy
Polisacharydy	10,26	2	2	20,52	20,52
Białka	47,85	4	4	191,40	191,40
Tłuszcze	1,40	33	1	46,20	1,40
RNA	4,60	5	5	23,00	23,00
DNA	0,96	6	6	5,76	5,76
mRNA (odtwarzanie)				13,90	13,90
Razem				300,78	255,98
ATP konieczne do transportu:
aminokwasów				47,85	47,85
octanu				22,40	-
jonów potasu				1,92	1,92
fosforanów				7,74	7,74
Całkowite zapotrzebowanie na ATP				380,69	313,49
T/mny 10000				26,2	31,5
Całkowite zapotrzebowanie na ATP				26,2	31,5

YJ$p — molowa wydajność wzrostu komórek na mol ATP skorygowana o energię zażytą na podtrzymanie funkcji życiowych.

Dodatek do pożywki kwasów nukleinowych powoduje znaczne zmniejszenie ilości ATP potrzebnego do biosyntezy substancji komórkowych, natomiast dodatek aminokwasów nie decyduje o ilości zużytego ATP. Jednocześnie nakłady energetyczne na transport soli mineralnych nie zależą od obecności w pożywce substancji budulcowych komórki. Można więc wnioskować, że obecność pewnych substancji będących składnikami komórki prowadzi do zmniejszenia nakładów energetycznych na budowę komórki. Również źródło węgla znajdujące się w pożywce ma wpływ na ilość ATP koniecznego do syntezy składników komórkowych (tab. 2.11).

111