МІКРОБІОЛОГІЯ - М.Г. Сергійчук - 2008

Розділ 5. МЕТАБОЛІЗМ МІКРООРГАНІЗМІВ

Транспорт речовин у мікробну клітину

Для того щоб поживні речовини включилися в метаболічні процеси клітини, вони мають проникнути в неї. Капсула і слизові шари не впливають на надходження речовин. Клітинна стінка не є суттєвою перешкодою для проникнення в клітину малих молекул та іонів, але вона може

затримувати макромолекули. Роль основного бар'єра, який забезпечує вибірковість надходження в клітину і вихід з неї різних речовин та іонів, відіграє цитоплазматична мембрана. У грампозитивних прокаріотів ЦПМ є єдиним таким бар'єром, у грамнегативних форм функції додаткового бар'єра виконує зовнішня мембрана клітинної стінки.

Молекула розчиненої речовини може пройти крізь ліпопротеїдну мембрану лише в тому випадку, якщо на неї діє якась сила й існують механізми, які забезпечують перенесення цієї молекули крізь мембрану.

У мікроорганізмів виділяють чотири механізми, які забезпечують надходження речовин у клітину:

- пасивна дифузія;

- полегшена дифузія;

- активний транспорт;

- перенесення радикалів (транслокація груп).

При пасивній дифузії (неспецифічне проникнення речовини в клітину) транспорт речовин крізь ЦМП йде лише за градієнтом концентрації (від вищої концентрації до нижчої), без витрат енергії. Швидкість такого перенесення незначна. За рахунок пасивної дифузії крізь ЦПМ клітини можуть проходити лише вода і деякі гази (О₂, Н₂, N₂).

Полегшена дифузія подібна до пасивної тим, що субстрат також переноситься за градієнтом концентрації та без витрат енергії, але тут беруть участь особливі, подібні до ферментів мембранні білки- каталізатори пермеази. Пермеази специфічно зв'язують молекулу субстрату на зовнішньому боці мембрани і переносять на внутрішній бік. Дисоціація комплексу на внутрішній поверхні мембрани завершує процес транспорту. В еукаріотів полегшена дифузія - звичайний механізм транспорту, у прокаріотів він зустрічається порівняно рідко. За цим механізмом транспортується, наприклад, гліцерин у клітини бактерій кишкової групи.

Більшість поживних речовин надходить у клітини мікроорганізмів шляхом активного транспорту. Активний транспорт здійснює перенесення речовин проти градієнта концентрації (від нижчої концентрації до вищої), із витратами енергії та за участю субстрат-специфічних транспортних білків. Органічна речовина в результаті перенесення за механізмом активного транспорту не змінює своєї хімічної будови.

Перенесення радикалів (транслокація груп) також здійснюється проти градієнта концентрації, із витратами енергії та за участю субстрат-специфічних транспортних білків. Однак органічна речовина в процесі перенесення хімічно модифікується і з'являється в клітині у фосфорильованій формі.