Absorbția substanțelor de către celule pentru substraturi exogene pot fi utilizate de către celulă, aceasta
Pentru substraturi exogene pot fi utilizate de către celulă, acesta trebuie să treacă prin straturile sale limită. Peretele celular nu este o barieră semnificativă pentru molecule mici si ioni, dar păstrează macromolecule masa mai mare de 600 de Daltoni. stratului laminar, responsabil pentru transportul de nutrienți în celulă este membrana plasmatică.
Nutrient de transport prin membrana plasmatică sunt de obicei specifice: pot fi absorbite numai substanțe pentru care un sistem de transport adecvat. Cu puține excepții, transportul depinde de disponibilitatea permeases sau translocase specifice. Este vorba despre proteine membrana, numele foarte a ceea ce indică faptul că acestea au proprietățile enzimelor, adică, poate fi indusă printr-un substrat specific pentru substrat și sunt formate numai în condițiile în care este posibilă sinteza proteinelor.
În ceea ce privește mecanismul de transport al substanțelor care disting o serie de procese diferite, dintre care două sunt capabile să furnizeze numai de transport, dar nu acumularea de substanțe în celulă; ele se pot opune proceselor active de transport, ceea ce duce la acumularea de substanțe în interiorul celulelor (Fig. 7.18 și 7.19).
difuzie simplă. penetrarea nespecifica a substanțelor în celulă are loc prin difuzie pasivă. Pentru molecule semnificative cantitative de difuzie și gradul de lipofilicitate. miscare de viteza de difuzie este scăzută. Pentru zaharuri astfel de procese nu au fost Detect-soție, și nu sunt foarte probabil. Prin simpla difuziune in cabinele Prony-celule aparent otrăvuri, inhibitori și alte substanțe străine în celulă.
difuzie facilitata. Când a facilitat substanța de difuziune conține zhascheesya-într-un mediu nutritiv este transportat în celulă „în jos“ pe gradientului lor de concentrare. Acest proces este har mănăstire permează-substrat specific și nu necesită energia costurilor metaboliche-TION. viteza de transport într-o gamă largă în funcție de concentrația de substrat în mediul (Fig. 7.19). Nutrient nu se pot acumula în celulă împotriva unui gradient de concentrație.
Fig. 7.18. Conducerea patru mecanisme de transport de substanțe în celulă. Roz substrat transportat-cerc; Deoarece - permează (proteină purtătoare); cu un dreptunghi de culoare gri - transportor energizat; FEP - fosfoenolpiruvat;
proteina GB-termostabil. Explicații în text.
transport activ. grupuri de transport și translocație active au o difuziune facilitată în comun este că aceste procese au loc cu participarea proteinelor de transport al substratului specific. Cu toate acestea, spre deosebire de difuzia facilitată a acestui tip de transport necesită energie. Atunci când se utilizează substanța de energie metabolică se pot acumula în celulă împotriva unui gradient de concentrație. Diferența principală dintre transport activ și translocația
Alți ioni IO formează canale nofory care pot trece prin. Există, de asemenea, compuși sintetici care măresc conductivitatea protonului a membranelor; cel mai cunoscut purtător de protoni -karboniltsianid-and-trifluormetil toksifenilgidrazon. Acesta acționează ca un „disconnector“ pereche -narushaet sintezei ATP cu transportul de electroni, protoni transferarea celulei pentru a ocoli sintetazei ATP. Studiul transportului membranei a condus la rezultate importante, care sunt în concordanță cu teoria de conversie a energiei chemiosmotic și consolida-l.
Împreună cu sistemele de transport care utilizează un potențial de protoni, există, de asemenea, sistem de dependente regiunea Asia-Pacific. Un rol de jucat aici periplasmică proteine de legare (fig. 2.28). Membrana plasmatică a celulelor animale nu transportă protoni și creează un gradient de protoni. Potențialul de membrană, probabil, este susținută doar dependentă de ATP mecanism de pompare, de exemplu pompa de sodiu-potasiu și sodiu, la rândul său potențial furnizează energia pentru symport nutrienți împreună cu ionii de Na +.
Translocarea grupului. In acest tip de molecula de transport este modificat chimic; absorbită de, de exemplu, zahărul per se, dar a intrat în celule în formă fosforilată. Fructoză, glucoză, manitol, și substanțe înrudite sunt absorbite prin sistemul fosfotransferazei, dependent de fosfoenolpiruvat. Acest sistem este format din componente specifice și nespecifice. componenta non-specifică este o proteină termostabilă, care, atunci când enzima I, localizat în citoplasmă, este fosfatul foenolpiruvatom fosforilată. A doua componentă este situată în membrana indusă tsibelny enzimă și specifică pentru un anumit zahăr; ea catalizează transferul de fosfat de la proteină termostabilă (TB) a zahărului în timpul ultimei transportului prin membrană;
Enzima /
Fosfoenolpiruvat + GNR> NRG - P + Piruvat
enzimele și
NRG + Zahăr> Zahăr-R + NRG
II a enzimei, probabil, servește ca permează și ori fosfotransfe- în același timp (vezi. Fig. 7.18).
Restul absorbției de către celulele de substanțe - procesul este foarte complex și încă puțin înțeleasă. Multe efecte metabolice fenomen și concurența între substraturi accesibile simultan legate, aparent cu caracteristici de reglementare Fur-nisms care apar deja substanțe în procesele de transport de frânare.
Substanțe Yield din celule. La ieșirea metaboliților în mediu cunoscut pentru substanțial mai mică decât despre mecanismele de substante de absorbtie celulare. Se pare că și recuperarea lor din celulele de asemenea, apare ca implicând sisteme de transport și prin difuziune necontrolată. Substanțele din celulă atunci când rezultatul supraproducției, se acumulează în ea, atingând concentrații peste nivelul normal. Acumularea se poate datora oxidării incomplete sau dereglare a procesului de fermentație.
transportul de fier. Pentru transportul celulei microbiene elementului macro are un mecanism special. În condiții anaerobe a reprezentat bivalent fier ion (Fe2 +), iar concentrația acesteia poate fi de până la 10 „1 M / L, astfel încât nu limitează creșterea mikroorga-nisms. Cu toate acestea, în condiții aerobe, la pH 7,0, se prezintă sub formă de hidroxid de fier complex Fe3 +, care este aproape insolubil, concentrația de ioni ferici este de numai aproximativ 10 „18 M / nu este surprinzător faptul că microorganismele secreta o substanta care transforma fierul în forma solubilă aceste substanțe, așa numitele siderophores-linked Fe3 + ioni din complex și .. într-o astfel de transp ortiruyut ea, este în principal de substanțe cu greutate moleculară scăzută solubile în apă (cu greutate moleculară mai mică de 1500.) care leagă coordinare de fier cu înaltă specificitate și afinitate ridicată (cu privire la stabilitatea TO30 constantă) Prin natura lor chimică ele pot fi fenolații sau hidroxamații K primul .. se referă enterohelin, are șase grupări hidroxi fenolice și a fost izolat în unele enterobacterii Coming okra-conjurător, se leagă de fier și care rezultă fero-enterohelin absorbită de celulă .. Fierul este eliberat în celulă prin hidroliza enzimatică a enterohelina feric (Fig. 7.21).
Multe ciuperci, în același scop ferrihromy formă; acestea sunt menționate siderophores hidroxamat. Acest hexapeptide ciclice uder-vie de fier trivalent, folosind trei hidroxamat. Ele sunt de asemenea eliberate din celule ca un compuși cu conținut de fier, care se leagă la un mediu de cultură sub formă de fier și ferrihro- mov absorbit din nou. In celula, fierul este redus la Fe2 +, care ferrihromy au doar o afinitate mică și astfel eliberați. O funcție similară este realizată de către ferrioksaminy (actinomicete), mikobaktiny (în micobacterii) și exochelins (de asemenea, în micobacterii).
Fig. 7.21. Exemple de mecanisme de transport de fier in celulele microbiene cu siderophores. sistemul de transport de top folosind enterohelina, tipic de multe bacterii; de jos - sistem ferrihromnaya, disponibil la multe ciuperci.
Microorganismele secreta siderophores de obicei în mediu nutritiv numai atunci când fierul limitează creșterea. Izolarea siderophores - o consecință a de-reprimare a sintezei lor. În prezența siderophores complexe dizolvat, fier legat sintetizat doar în cantități mici și sunt reținute în peretele celular. În aceste condiții, ele servesc doar pentru a transporta fierul în celulă.
În acest sens, este interesant faptul că printre gărzile naturale ale organismelor superioare, vom găsi „curat“ mediul intern al fierului. Există proteine specifice care se leaga de fier atât de strâns disponibil, încât devine inaccesibil microorganismelor. De exemplu, proteina de ouă de găină conținute Ko nalbumin, lapte, lichid de rupere și salivă - laktotransferrin și ser - serotransferrin. La semănat bacterii pe proteine de pui care cresc numai dacă se administrează concomitent cu inocularea ionii de fier (sub formă de citrat). Astfel, fierul joacă un rol important în relația antagonică dintre organisme superioare și bacterii. Lupta câștigă partenerul potrivit, care produce o substanță se leagă puternic de fier.