A mikrobaszaporodás alapösszefüggései TÁPOLDATOK, TÁPTALAJOK HOZAMKIFEJEZÉS ÁLTALÁNOSITÁSA. Fermentációs tápoldatok MIKROORGANIZMUSOK TÁPANYAG IGÉNYE

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "A mikrobaszaporodás alapösszefüggései TÁPOLDATOK, TÁPTALAJOK HOZAMKIFEJEZÉS ÁLTALÁNOSITÁSA. Fermentációs tápoldatok MIKROORGANIZMUSOK TÁPANYAG IGÉNYE"

Ilona Mezei
6 évvel ezelőtt
Látták:

1 A mikrobaszaporodás alapösszefüggései BIM SB 2001 TÁPOLDATOK, TÁPTALAJOK HOZAMKIFEJEZÉS ÁLTALÁNOSITÁSA dx ds i = x S = dx dt ds dt µ = µ x S µ = Q x S Y x/s vagy = -Y i i Fermentációs tápoldatok MIKOOGANIZMUSOK TÁPANYAG IGÉNYE TEMELŐKÉPESSÉG KÖNYEZET GENOM Néhány mikroba összetétel összetétel a sejt szárazanyag százalékában Mikroorganizmus C H 0 N S Saccharomyces cerevisiae 45 6,8 30,6 9,0 Methylomonas methanolica 45,9 7,2 14,0 2,6 Penicillium chrysogenum 43 6,9 35,0 8,0 1

2 Fermentációs tápoldatok C-forrás + N-forrás + O 2 + ásványi sók + +speciális tápanyagok (pl. vitamin) új sejttömeg( X) + termék(ek) + CO 2 + H 2 O Tápanyag igény Tápoldatok szintetikus félszintetikus természetes alapú VÍZ Fermentációs tápoldatok Alapvető nutritív igények %-a a M-nak víz! Csapvíz, desztvíz, ionmentes víz, pirogénmentes víz Tárolás st. nélkül befertőződik! műanyagedény: lágyítók! USA: rigorózus előírások Type I Type II 18 mω ENEGIA külső energiaforrás igény LITOTÓFOK fotolitotrófok FÉNY és cianobaktériumok SZEVETLEN EN. FOÁS H 2 S v H 2 O kemolitotrófok Sulpholobus S SO -- 4 Nitrobacter NO - 2 NO - 3 2

3 Fermentációs tápoldatok OGANOTÓFOK fotoorganotróf hodospirillum hν + malát szerves elakceptor piruvát (el. acceptorok) kemoorganotrófok L E G N A G Y O B B É S Z T!!! SZÉN AUTOTÓFOK: CO 2 HETEOTÓFOK: szerves C FŐ TÁPOLDATKOMPONENSEK Fermentációs tápoldatok FŐ TÁPOLDATKOMPONENSEK HIDOGÉN OXIGÉN NITOGÉN MINO Szerves vegyületekből, vízből Külön téma!!!! Aerob/anaerob ACHAEA H 2 el. donor higrogénbakt O 2 Methanobacter fény N-fixálás Azotobacter nitrogenáz hizobium Általában: NH 4+, NO 3-, v. szerves N elemek MIKO BIOSZANYAGOK: vitaminok, aminosavak, Pu,Pir., lipidek... 3

Szerves anyag fogyasztók KÉMIAI ENEGIAFOÁS FÉNY S Z É N F O Á S S Z E V E S SZÉNDIOXID HETEOTÓFOK AUTOTÓFOK KEMOOGANOTÓF Legtöbb baktérium,gomba mi KEMOLITOTÓF FOTOOOGANOTÓF Bíbor (nem kén-)baktérium.

4 Szerves anyag fogyasztók KÉMIAI ENEGIAFOÁS FÉNY S Z É N F O Á S S Z E V E S SZÉNDIOXID HETEOTÓFOK AUTOTÓFOK KEMOOGANOTÓF Legtöbb baktérium,gomba mi KEMOLITOTÓF FOTOOOGANOTÓF Bíbor (nem kén-)baktérium. Néhány eukarióta alga SZEVES...glükóz... SZEVES...glükóz... ELEKTON DONO H-,S-,Fe- Denitrifikálóbaktériumok SZEVETLEN en.forrás H 2 S, S, S 2 O 2-, 3 H 2, Fe(II), NH 3, NO 2, FOTOLITOTÓF Zöld növények, eukarióta algák (fényben) Blue/green algák Cianobaktériumok Fotoszint.baktériumok SZEVETLEN H 2 O, H 2 S, S... Nettó szerves anyag termelők ELEKTON DONO (És mi az elektron akceptor?? 4

5 NAD 5

6 CUKO KATABOLIZMUS Glikolízis (Embden, Meyerhof Parnas ) legtöbb baktérium Állati és növényi sejtek Citrátkör(Szentgyörgyi-Krebs) CO 2 glükóz G-6-P F-6-P (6 C-atom) F-1,6-diP Gliceraldehid-P (3C-atom) 1,3-diP-glicerát 3-P-glicerát 2-P-glicerát PEP Pyr Ac-CoA Oxálacetát citrát NAD Malát Cis-akonitát Fumarát Szukcinát CO 2 CO 2 i-citrát α keto-glutarát koenzimq 2*3 CO 2 + 5* = C 6 H 12 O 6 Glikolízis Glucose C6 NAD NADH Pyruvate C3 6

7 Citromsav ciklus Szentgyörgyi-Krebs ciklus Pyr+ CoA+NAD + Piruvát- dehirogenáz Acetil-CoA+ CO 2 + NADH Pyr+ CO Piruvát- karboxiláz Oxaloacetát+ +Pi 4 AcCoA glioxilát 6 5 anaplerotikus Az oxigén szerepe, légzés FP 2 2e - 1/2O 2 KJ NAD FP 1 KoenzimQ cyt b cyt c cyt a cyt a 3 + H 2 O 0,4 NAD Q 0,27 V 51,2 kj b c 0,22 V 41,6 kj a 0,53 V 100 kj -0,8 + P i + H 2 O G ο =+7,3 kcal =30,7 kj a 3 7

8 Krebs Cycle (C4-C6 C6 intermediate compounds) NAD Pyruvate (C3) NADH 3CO 2 (C1) Oxidative phosphorylation NADH O 2 NAD H 2 O 8

9 NADH visszaoxidálása egy sor anyagcseretermék, más elektronakceptorok egy sor anyagcseretermék: heterolaktikus fermentáció 1 egy sor anyagcseretermék: anaerob NADH regeneráló anyagcsereutak, végtermékek CO 2 H 2 Formiát Oxaloacetát glicerin G Trióz-P Pyr TEJSAV CO 2 AcO Etanol Borostyánkősav Szukcinil-CoA AcCoA Acetolaktát Acetoin Propionsav Acetoacetil-CoA 2,3-butándiol CoA, CO 2 Propanol Butiril-CoA ACETON IZOPOPANOL VAJSAV BUTANOL POPANOL 9

10 NADH visszaoxidálása: más elektronakceptorok Energiaforrás Oxidáns espiráció Példa (redukáló=oxi- (terminális elekt- termékei dálódó vegyület) ron akceptor) *H 2 SO 2-4 *Szerves ve- gyület NO 3- H 2 O+S 2- N 2 +CO 2 Desulfovibrio Denitrifikáló baktérium S 2- + NO 3 - N 2 +elemi S Thiomargarita BIOSZINTÉZIS Primer anyagcsere TOPOFÁZIS kiegyensúlyozott növekedés balanced growth Szekunder anyagcsere IDIOFÁZIS kiegyensúlyozatlan növ, fenntartás: folyik a primer anyagcsere részben: m á s f e l é 10

11 EDUKÁLT ÜZEMANYAG ENEGIA FOÁS Fermentációs tápoldatok EDUKÁLÓ EŐ OXIDÁLT ÜZEMANYAG KATABOLIZMUS NAD + N + NADH NH (EDUKTÍV) BIOSZINTÉZIS ANABOLIZMUS EDUKÁLT BIOSZINTÉZIS TEMÉK OXIDÁLT PEKUZO Fermentációs tápoldatok Ipari táptalajok 11

Hasonló dokumentumok

OXIGÉNIGÉNY ÉS LEVEG ZTETÉS

CO 2 OXIGÉNIGÉNY ÉS LEVEG ZTETÉS glükóz (6 C-atom) G-6-P F-6-P F-1,6-diP Gliceraldehid-P (3C-atom) PEP Pyr Ac-CoA ATP ADP ATP ADP 1,3-diP-glicerát ADP ATP ATP 3-P-glicerát ADP 2-P-glicerát 2H 2H BIM SB