Sintez_osnovnykh_biopolimerov (Комплект полезных материалов по микробиологии)
Описание файла
Файл "Sintez_osnovnykh_biopolimerov" внутри архива находится в папке "Комплект полезных материалов по микробиологии". Документ из архива "Комплект полезных материалов по микробиологии", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "микробиология" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .
Онлайн просмотр документа "Sintez_osnovnykh_biopolimerov"
Текст из документа "Sintez_osnovnykh_biopolimerov"
Синтез основных биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, липидов, углеводов. Биосинтез порфириновых соединений и других важнейших компонентов клеток (общее представление). Вторичные метаболиты
Аминокислоты и белки. Белки синтезируются из двадцати аминокислот, предшественниками которых являются различные ин-термедиаты катаболизма.
Синтез аминокислот группы глутамынавой кислоты (глутаминовая кислота, глутамин, аргинин, пролин) берет начало от а-кетоглу-
тарата, интермедиата цикла Кребса. Другой интермедиат ЦТК, ок~ салоацепат, даст начало цепи реакций, приводящих к образованию аспарагиновой кислоты, аспарагина, метионина, треонина, изо-лейцина и лизина (группа аспарагиновой кислоты). Синтезы группы ароматических аминокислот (триптофана, фенилаланина и тирозина) начинаются с конденсации ФЕП из гликолитического пути и эритрозо-4-фосфата из пентозофосфатного пути. Другие интермедиа™ гликолиза — 3-ФГК и пируват — дают начало реакциям, приводящим к синтезу аминокислот группы серима (серии, глицин, иистеин) и группы пировиноградной кислоты (аланин, валин, лейцин) соответственно. Биосинтез гистидина сильно отличается от синтеза других аминокислот и тесно связан с путями образования пуринов. Два атома углерода пятичленного имидазольного кольца и три атома углерода боковой цепи происходят из фосфорибозилпи-рофосфата. Фрагмент С —N этого кольца образуется из пуринового ядра АТФ, а другой атом азота — из глутамина.
Для биосинтеза белков требуется присутствие не только ферментов и мономеров (аминокислот), но и матрицы {молекулы и РНК), задающей последовательность присоединения аминокислот к растущей цепи, а также специфического переносчика для активирования мономера и отбора его в соответствии с заданным кодом (тРНК). Реакция образования новой пептидной связи происходи! на рибосоме и катализируется ферментом пептидилтрансферазой. Полипептидная цепь растет в направлении от N- к С-концу.
В синтезе фосфолипидоя принимает участие интермедиат гликолиза диоксиацетонфосфат, который восстанавливается до 3-фос-фоглицерола и присоединяет два остатка жирных кислот, связанных с АПБ. При этом образуется фосфатидная кислота и регенерируется свободный АПБ. К активированной с помощью ЦТФ фосфатидной кислоте затем присоединяются через фосфатную группу серии, а-глииерофосфат, инозит и другие вещества, образуя фосфатидилсерии, фосфатидилэтаноламин, фосфатидил-глицерин, кардиолипин, фосфатидилинозит и т.д.
При образовании изопреноидных липидов первые стадии связаны с последовательной конденсацией трех молекул ацетил-КоА в разных положениях и перегруппировкой полученного соедине-
Рибозо-5-фосфат+АТФ->ФРПФ+АМФ Рибозо-5-фосфат является промежуточным продуктом пенто-зофосфатного пути, и это еще раз демонстрирует тесную связь энергетических и конструктивных процессов метаболизма микроорганизмов.
Пуриновые рибонуклеотиды далее синтезируются путем последовательного присоединения амино- и углеродсодержащих групп к ФРПФ с образованием денятичленного пуринового кольца. Наоборот, в случае пиримидиноных рибонуклеотидов сначала происходит конденсация аспарагиновой кислоты и карбамоилфосфата с образованием шестичленного пиримидинового кольца, а затем присоединение рибозофосфатного остатка.
Образование нуклеиновых кислот осуществляется путем матричного синтеза в процессах репликации и транскрипции. Репликация ДНК происходит на каждой цепи двунитевой материнской ДНК в качестве матрицы при участии ферментов ДНК-полимераз с дсзоксирибонуклеозид-5'-трифосфатами в качестве субстратов. Матрицей для транскрипции служит одна из цепей ДНК, а субстратами — рибонуклсотид-5'-трифосфаты. Синтез РНК происходит с помощью ферментов РНК-полимераз.
Порфирины. Порфины — это сложные азотсодержащие вещества, служащие простстическими группами ряда ферментов и хло рофиллов. Конденсация сукцинил-КоА и глицина и ряд последующих модификаций приводят к образованию пятичленного азотсодержащего кольца с тремя заместителями (порфобилиногена
четыре молекулы которого далее объединяются в тетрапирроль-ное ядро нротопорфирина IX. Последующие реакции могут приводить к синтезу гема (при введении в молекулу атома железа) или образованию хлорофилла (при введении в молекулу магния). Различные формы хлорофиллов синтезируются в дальнейшем с помощью реакции периферического метаболизма определенных групп фототрофных микрооорганизмов.
Начальные этапы синтеза пептидогликана происходят в цитоплазме, где N-ацетилглкжозамин присоединяется к УДФ. В та- ком связанном с УДФ состоянии он реагирует с ФЕП, образуя N-ацетилмурамовую кислоту. Далее последовательно присоединяются аминокислоты пептидного мостика, каждая при участии специфического фермента, с затратой энергии АТФ и при наличии ионов Mir1. Продукт р вступают в реакцию трансгликозили-рования в ЦПМ при участии промежуточного гидрофобного переносчика — специфического фосфолипида. В цитоплазматиче-ской мембране могут происходить также реакции присоединения различных групп, в том числе остатков аминокислот, к свободным карбоксильным и аминогруппам аминокислот пептида. Образовавшаяся структурная единица пептидогликана переносится на растушую в оболочке цепь муреина и присоединяется к ней путем трансгликшилирования и транспептидировании. В процессе созревания вновь синтезированного муреина увеличивается число пептидных сшивок.
\
Вторичные метаболиты — это вещества микробного (или растительного) происхождения, не существенные для роста и репродукции образующего их организма. Каждый вторичный метаболит производится относительно ограниченным числом видов.
Все вторичные метаболиты получаются из интермедиатов первичного метаболизма с помощью четырех классов биосинтетических реакций:
-
преобразование первичного метаболита в специфический
предшественник для вторичного метаболизма; -
реакции модификации или активации, уводящие предше
ственник на путь вторичного метаболизма; -
полимеризация и конденсация;
-
поздние реакции модификации.
Антибиотики широкого спектра действия), ииопреноиды (каро еакции УДФ-1Ч-ацетилмурамилпептид и УДФ-М-ацетилглюкозамин
тиноиды, стероиды, гиббереллины, фитоалсксины, антираковые антибиотики). Сюда же можно отнести и некоторые запасные вещества типа полигидрокси-алканоатов. Если образование первичного метаболита происходит одновременно с ростом и размножением культуры, то для продуцента вторичных метаболитов принято говорить о трофофте (когда культура растет и размножается) и идиофазе (когда рост замедляется или останавливается и начинается синтез продукта)