ሴል የሚባሉት የመጀመሪያ ደረጃ ሜታቦሊዝም. የመጀመሪያ እና ሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም እና ሜታቦሊዝም ምርቶች። ታክሶልስ yew ዛፍ

እንደ ዒላማ የመፍላት ምርቶች ብዛት ያላቸው የሕዋስ ሜታቦላይቶች ፍላጎት አላቸው። በአንደኛ ደረጃ እና በሁለተኛ ደረጃ የተከፋፈሉ ናቸው.

ዋና ሜታቦሊዝም- እነዚህ ዝቅተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት ውህዶች (ሞለኪውላዊ ክብደት ከ 1500 ዳልቶን ያነሰ) ጥቃቅን ተህዋሲያን ለማደግ አስፈላጊ ናቸው. አንዳንዶቹ የማክሮ ሞለኪውሎች ግንባታ ናቸው, ሌሎች ደግሞ በ coenzymes ውህደት ውስጥ ይሳተፋሉ. ለኢንዱስትሪ በጣም አስፈላጊ ከሆኑት ሜታቦሊቶች መካከል አሚኖ አሲዶች, ኦርጋኒክ አሲዶች, ኑክሊዮታይድ, ቫይታሚኖች, ወዘተ.

የአንደኛ ደረጃ ሜታቦላይቶች ባዮሲንተሲስ በተለያዩ ባዮሎጂያዊ ወኪሎች - ረቂቅ ተሕዋስያን, የእፅዋት እና የእንስሳት ሴሎች ይከናወናሉ. በዚህ ሁኔታ, ተፈጥሯዊ ፍጥረታት ብቻ ሳይሆን በተለየ ሁኔታ የተገኙ ሙታንቶችም ጥቅም ላይ ይውላሉ. በማፍላቱ ደረጃ ላይ ከፍተኛ መጠን ያለው ምርትን ለማረጋገጥ, በተፈጥሮ ቅርጻቸው ውስጥ በጄኔቲክ ውስጥ የሚገኙትን የቁጥጥር ዘዴዎች የሚቃወሙ አምራቾችን መፍጠር አስፈላጊ ነው. ለምሳሌ የታለመውን ንጥረ ነገር ለማግኘት አንድን ጠቃሚ ኢንዛይም የሚጨቁን ወይም የሚከለክለውን የመጨረሻ ምርት ክምችት ማስወገድ ያስፈልጋል።

አሚኖ አሲዶች ማምረት.

Auxotrophs (የእድገት ምክንያቶችን ለመራባት የሚያስፈልጋቸው ረቂቅ ተሕዋስያን) በማፍላት ጊዜ ብዙ አሚኖ አሲዶች እና ኑክሊዮታይድ ያመነጫሉ። የአሚኖ አሲድ አምራቾችን ለመምረጥ የተለመዱ ነገሮች የጄኔሬሽኑ ረቂቅ ተሕዋስያን ናቸው Brevibacterium, Corynebacterium, Micrococcus, Arthrobacter.

ፕሮቲኖችን ከያዙት 20 አሚኖ አሲዶች ውስጥ ስምንቱ በሰው አካል ውስጥ ሊዋሃዱ አይችሉም (አስፈላጊ)። እነዚህ አሚኖ አሲዶች ለሰው አካል ከምግብ ጋር መቅረብ አለባቸው። ከነሱ መካከል ሜቲዮኒን እና ሊሲን ልዩ ጠቀሜታ አላቸው. ሜቲዮኒን የሚመረተው በኬሚካላዊ ውህደት ሲሆን ከ 80% በላይ ሊሲን የሚመረተው በባዮሲንተሲስ ነው. የአሚኖ አሲዶች የማይክሮባዮሎጂ ውህደት ተስፋ ሰጪ ነው ፣ ምክንያቱም በዚህ ሂደት ምክንያት ባዮሎጂያዊ ንቁ ኢሶመሮች (ኤል-አሚኖ አሲዶች) ይገኛሉ ፣ እና በኬሚካዊ ውህደት ወቅት ሁለቱም ኢሶመሮች በእኩል መጠን ይገኛሉ። ለመለየት አስቸጋሪ ስለሆኑ ግማሹ ምርቱ ባዮሎጂያዊ ጥቅም የለውም.

አሚኖ አሲዶች ለምግብ ተጨማሪዎች፣ ቅመማ ቅመሞች፣ ጣዕም ማሻሻያዎች፣ እንዲሁም በኬሚካል፣ ሽቶ ማምረቻ እና ፋርማሲዩቲካል ኢንዱስትሪዎች ውስጥ ያሉ ጥሬ ዕቃዎችን ያገለግላሉ።

አንድ አሚኖ አሲድ ለማግኘት የቴክኖሎጂ እቅድ መገንባት የአንድ የተወሰነ አሚኖ አሲድ ባዮሲንተሲስን የመቆጣጠር መንገዶች እና ዘዴዎች በእውቀት ላይ የተመሠረተ ነው። የታለመውን ምርት ከመጠን በላይ መጨመሩን የሚያረጋግጥ አስፈላጊው የሜታቦሊዝም ሚዛን መዛባት በአጻጻፍ እና በአካባቢያዊ ሁኔታዎች ላይ ጥብቅ ቁጥጥር ይደረግበታል. በአሚኖ አሲዶች ምርት ውስጥ ረቂቅ ተሕዋስያንን ለማልማት ካርቦሃይድሬትስ እንደ ካርቦን ምንጮች በጣም ይገኛሉ - ግሉኮስ ፣ ሳክሮስ ፣ ፍሩክቶስ ፣ ማልቶስ። የንጥረቱን መካከለኛ ዋጋ ለመቀነስ ሁለተኛ ደረጃ ጥሬ ዕቃዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ: beet molasses, milk whey, starch hydrolysates. የዚህ ሂደት ቴክኖሎጂ በአሴቲክ አሲድ ፣ ሜታኖል ፣ ኢታኖል ፣ n- ፓራፊኖች.

የኦርጋኒክ አሲዶች ማምረት.

በአሁኑ ጊዜ በርካታ ኦርጋኒክ አሲዶች በኢንዱስትሪ ደረጃ በባዮቴክኖሎጂ ዘዴዎች የተዋሃዱ ናቸው. ከእነዚህ ውስጥ ሲትሪክ ፣ ግሉኮኒክ ፣ ኬቶግሉኮኒክ እና ኢታኮኒክ አሲዶች የሚገኙት በማይክሮባዮሎጂ ዘዴ ብቻ ነው ። ወተት, ሳሊሲሊክ እና አሴቲክ - ሁለቱም በኬሚካል እና በማይክሮባዮሎጂ ዘዴዎች; malic - በኬሚካል እና በኤንዛይም.

ከሁሉም ኦርጋኒክ አሲዶች መካከል በጣም አስፈላጊው አሴቲክ አሲድ ነው. ላስቲክ፣ ፕላስቲኮች፣ ፋይበር፣ ፀረ-ነፍሳት እና ፋርማሲዩቲካልን ጨምሮ ብዙ ኬሚካሎችን ለማምረት ያገለግላል። አሴቲክ አሲድ ለማምረት የማይክሮባዮሎጂ ዘዴ ከኤታኖል ወደ አሴቲክ አሲድ ኦክሳይድን ከባክቴሪያ ዓይነቶች ጋር ያካትታል ። ግሉኮኖባክተርእና አሴቶባክተር;

ሲትሪክ አሲድ ብረቶችን ለማጽዳት ጥቅም ላይ የሚውለው በምግብ, በፋርማሲቲካል እና በመዋቢያ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል. ትልቁ የሲትሪክ አሲድ አምራች አሜሪካ ነው። የሲትሪክ አሲድ ምርት በጣም ጥንታዊው የኢንዱስትሪ ማይክሮባዮሎጂ ሂደት ነው (1893). ለምርትነቱ የፈንገስ ባህልን ይጠቀሙ አስፐርጊለስ ኒጀር፣ A. goii. የሲትሪክ አሲድ አምራቾችን ለማልማት የንጥረ-ምግብ ሚዲያዎች እንደ ካርቦሃይድሬትስ ጥሬ ዕቃዎች ርካሽ የካርቦሃይድሬት ጥሬ ዕቃዎችን ይይዛሉ-ሞላሰስ ፣ ስታርች ፣ ግሉኮስ ሽሮፕ።

ላቲክ አሲድ ከኦርጋኒክ አሲዶች ውስጥ የመጀመሪያው ነው, እሱም በመፍላት መፈጠር ጀመረ. በምግብ ኢንዱስትሪ ውስጥ እንደ ኦክሳይድ ወኪል ፣ በጨርቃ ጨርቅ ኢንዱስትሪ ውስጥ እንደ ሞርዳንት እና እንዲሁም ፕላስቲክን ለማምረት ያገለግላል። በማይክሮባዮሎጂ, ላቲክ አሲድ የሚገኘው ከግሉኮስ መፍላት ነው Lactobacillus delbrueckii.

ሀ. ፍቺ

ከባዮጄኔሲስ አንጻር ሲታይ, አንቲባዮቲኮች እንደ ሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም ይቆጠራሉ. ሁለተኛ ደረጃ ሜታቦላይቶች ዝቅተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት የተፈጥሮ ምርቶች ናቸው 1) በተወሰኑ ጥቃቅን ተሕዋስያን ብቻ የተዋሃዱ ናቸው; 2) በሴሎች እድገት ወቅት ምንም አይነት ግልጽ ተግባራትን አያከናውኑ እና ብዙውን ጊዜ የተፈጠሩት የባህል እድገት ከተቋረጠ በኋላ ነው; እነዚህን ንጥረ ነገሮች የሚያዋህዱ ሴሎች በተለዋዋጭ ለውጦች ምክንያት የመዋሃድ ችሎታቸውን በቀላሉ ያጣሉ; 3) ብዙውን ጊዜ እንደ ተመሳሳይ ምርቶች ስብስብ ይመሰረታሉ።

ዋና ሜታቦላይቶች እንደ አሚኖ አሲዶች፣ ኑክሊዮታይድ፣ ኮኤንዛይሞች፣ ወዘተ የመሳሰሉት ለሴል እድገት አስፈላጊ የሆኑ የሴል ሜታቦሊዝም መደበኛ ምርቶች ናቸው።

ለ. በአንደኛ ደረጃ መካከል ያለ ግንኙነት

እና ሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም

የአንቲባዮቲክ ባዮሲንተሲስ ጥናት አንድ ወይም ከዚያ በላይ የመጀመሪያ ደረጃ ሜታቦላይቶች (ወይም የባዮሲንተሲስ መካከለኛ ምርቶች) ወደ አንቲባዮቲክ የሚቀየሩበትን የኢንዛይም ምላሾችን ቅደም ተከተል በማቋቋም ላይ ነው። ሁለተኛ metabolites ምስረታ, በተለይ ትልቅ መጠን ውስጥ, በዚህ ጉዳይ ላይ ሴል መጀመሪያ ቁሳዊ, አቅርቦት ኃይል, ለምሳሌ መልክ synthesize አለበት ጀምሮ, ሴል ዋና ተፈጭቶ ውስጥ ጉልህ ለውጦች ማስያዝ መታወስ አለበት. ATP, እና የተቀነሰ coenzymes. ስለዚህ አንቲባዮቲክን የሚያዋህዱ ውጥረቶች እነሱን ማዋሃድ ካልቻሉ ዝርያዎች ጋር ሲነፃፀሩ ልዩ የሆነ ልዩነት በተሰጠው አንቲባዮቲክ ውህደት ውስጥ በቀጥታ ያልተሳተፉ የኢንዛይሞች ክምችት ውስጥ መገኘቱ አያስገርምም.

ለ. ዋና ባዮስYNTETIC ዱካዎች

አንቲባዮቲኮች ባዮሲንተሲስ ውስጥ የኢንዛይም ምላሾች የመጀመሪያ ደረጃ ሜታቦሊዝም ከተፈጠሩት ምላሾች በመርህ ደረጃ አይለያዩም። እንደ ልዩነት ሊቆጠሩ ይችላሉ

የአንደኛ ደረጃ ሜታቦላይትስ ባዮሲንተሲስ ምላሾች ፣ በእርግጥ ፣ ከአንዳንድ ልዩ ሁኔታዎች (ለምሳሌ ፣ ናይትሮ ቡድንን የያዙ አንቲባዮቲኮች አሉ - በዋና metabolites ውስጥ በጭራሽ የማይከሰት እና በአሚን ልዩ ኦክሳይድ ወቅት የተፈጠረው ተግባራዊ ቡድን)።

የአንቲባዮቲክ ባዮሲንተሲስ ዘዴዎች በሶስት ዋና ዋና ክፍሎች ሊከፈሉ ይችላሉ.

1. ከአንድ ዋና ሜታቦላይት የሚመነጩ አንቲባዮቲኮች. የእነሱ ባዮሲንተሲስ መንገድ ልክ እንደ አሚኖ አሲዶች ወይም ኑክሊዮታይድ ውህደት የመነሻውን ምርት የሚቀይሩ ተከታታይ ግብረመልሶችን ያካትታል።

2. የተሻሻሉ እና የተወሳሰቡ ሞለኪውል ለመመስረት ከተዘጋጁት ከሁለት ወይም ከሶስት የተለያዩ የመጀመሪያ ደረጃ ሜታቦላይቶች የሚመጡ አንቲባዮቲኮች። እንደ ፎሊክ አሲድ ወይም ኮኤንዛይም ኤ ያሉ የተወሰኑ ኮኢንዛይሞች በሚዋሃዱበት ጊዜ በዋና ተፈጭቶ ውስጥ ተመሳሳይ ሁኔታዎች ይስተዋላሉ።

3. ከበርካታ ተመሳሳይ ሜታቦላይቶች ፖሊመርዜሽን ምርቶች የሚመጡ አንቲባዮቲኮች መሠረታዊ መዋቅር በመፍጠር በሌሎች ኢንዛይም ምላሾች ጊዜ ሊሻሻሉ ይችላሉ።

በፖሊሜራይዜሽን ምክንያት, አራት ዓይነት አንቲባዮቲክ ዓይነቶች ተፈጥረዋል: 1) በአሚኖ አሲዶች ጤዛ አማካኝነት የ polypeptide አንቲባዮቲክ; 2) ከሰባ አሲድ ባዮሲንተሲስ ምላሽ ጋር በሚመሳሰሉ ፖሊሜራይዜሽን ምላሾች ውስጥ ከአሲቴት-ፕሮፒዮኔት ክፍሎች የተፈጠሩ አንቲባዮቲኮች። 3) isoprenoid ውህዶች ያለውን ልምምድ ውስጥ አሴቴት ክፍሎች የመጡ terpenoid አንቲባዮቲክ; 4) aminoglycoside አንቲባዮቲኮች ከ polysaccharide ባዮሲንተሲስ ምላሾች ጋር ተመሳሳይ በሆነ የ condensation ምላሽ ውስጥ ተፈጥረዋል።

እነዚህ ሂደቶች የሜዲካል ማከፊያው እና የሴል ግድግዳው አንዳንድ ክፍሎች እንዲፈጠሩ ከሚያደርጉት ፖሊሜራይዜሽን ሂደቶች ጋር ተመሳሳይ ናቸው.

በፖሊሜራይዜሽን የተገኘው መሰረታዊ መዋቅር ብዙውን ጊዜ የበለጠ የተሻሻለ መሆኑን አጽንዖት መስጠት አለበት; በሌሎች ባዮሳይንቴቲክ መንገዶች በተመረቱ ሞለኪውሎች እንኳን ሊጣመር ይችላል። ግላይኮሳይድ አንቲባዮቲኮች በጣም የተለመዱ ናቸው - በመንገዱ 2 ላይ በተሰራው ሞለኪውል የአንድ ወይም ከዚያ በላይ ስኳር የኮንደንስሽን ምርቶች።

መ. የአንቲባዮቲክስ ቤተሰቦች ሲንቴሲስ

ብዙ ጊዜ ረቂቅ ተሕዋስያን ዝርያዎች "ቤተሰብ" (አንቲባዮቲክ ውስብስብ) የሚባሉትን በርካታ ኬሚካላዊ እና ባዮሎጂያዊ ቅርበት ያላቸው አንቲባዮቲኮችን ያዋህዳሉ። "ቤተሰቦች" መፈጠር ለባዮሲንተሲስ ብቻ ሳይሆን ባህሪይ ነው

አንቲባዮቲክ, ነገር ግን አንድ ይልቅ ትልቅ "መካከለኛ ምርቶች መጠን ጋር የተያያዙ ሁለተኛ ተፈጭቶ አንድ የጋራ ንብረት ነው. ተዛማጅ ውህዶች መካከል ባዮሲንተሲስ ውህዶች በሚከተሉት ተፈጭቶ መንገዶች አካሄድ ውስጥ ይካሄዳል.

1. ባለፈው ክፍል ውስጥ ከተገለጹት መንገዶች ውስጥ በአንዱ የ "ቁልፍ" ሜታቦላይት ባዮሲንተሲስ.

ሪፋሚሲን ዩ

ኦክሳይድ.

ሩዝ. 6.1. የሜታቦሊክ ዛፍ ምሳሌ-የ rifamycin ባዮሲንተሲስ (ለማብራሪያ ጽሑፍን ይመልከቱ ፣ ተዛማጅ ውህዶች መዋቅራዊ ቀመሮች በምስል 6.17 እና 6.23 ይታያሉ)።

2. ትክክለኛ የሆኑ የተለመዱ ምላሾችን በመጠቀም ቁልፍን ሜታቦላይትን ማሻሻል ለምሳሌ ሜቲል ቡድንን ወደ አልኮሆል እና ከዚያም ወደ ካርቦክሲል ቡድን በማጣራት ፣የድርብ ቦንዶችን መቀነስ ፣ድርቀት ፣ሜቲላይዜሽን ፣ኢስተርፊኬሽን ፣ወዘተ።

3. ተመሳሳይ metabolite እነዚህ ምላሽ ሁለት ወይም ከዚያ በላይ substrate ሊሆን ይችላል, ሁለት ወይም ከዚያ በላይ የተለያዩ ምርቶች ምስረታ ይመራል, ይህም በተራው ደግሞ ኢንዛይሞች ተሳትፎ ጋር የተለያዩ ለውጦችን, አንድ "ሜታቦሊክ ዛፍ" መነሳት በመስጠት.

4. ተመሳሳይ ሜታቦላይት በሁለት (ወይም ከዚያ በላይ) በተለያዩ መንገዶች ሊፈጠር ይችላል, በዚህ ብቻ
የኢንዛይም ምላሾች ቅደም ተከተል ፣ ለ "ሜታቦሊክ አውታረመረብ" መነሳት።

የሜታቦሊክ ዛፍ እና የሜታቦሊክ አውታረመረብ ልዩ ጽንሰ-ሀሳቦች በሚከተሉት ምሳሌዎች ሊገለጹ ይችላሉ-የ rifamycin ቤተሰብ (ዛፍ) እና erythromycin ቤተሰብ (አውታረ መረብ) ባዮጄኔሲስ። በ rifamycin ቤተሰብ ባዮጄኔሲስ ውስጥ የመጀመሪያው ሜታቦላይት ፕሮቶሪፋሚሲን I (ምስል 6.1) ሲሆን ይህም እንደ ቁልፍ ሜታቦላይት ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል። በቅደም ተከተል

ምላሾች ፣ ቅደም ተከተላቸው የማይታወቅ ፣ ፕሮቶሪፋሚሲን I ወደ rifamycin W እና rifamycin S ተቀይሯል ፣ የአንድን ነጠላ መንገድ (የዛፉን ግንድ) በመጠቀም የማጠናቀቂያውን ክፍል ያጠናቅቃል። Rifamycin S የበርካታ አማራጭ መንገዶችን ለመዘርጋት መነሻ ነው፡- በሁለት የካርቦን ቁርጥራጭ ያለው ኮንደንስ ለ rifamycin O እና Raphimycins L እና B ይሰጣል።የኋለኛው ደግሞ በአንዛ ሰንሰለት ኦክሳይድ ምክንያት ወደ rifamycin Y ይቀየራል። የሪፋሚሲን ኤስ ኦክሲዴሽን በሚፈጠርበት ጊዜ የአንድ-ካርቦን ቁርጥራጭ መቆራረጥ ወደ rifamycin G መፈጠርን ያመጣል, እና ባልታወቁ ምላሾች ምክንያት, rifamycin S ወደ rifamycin ውስብስብ (rifamycins A, C, D እና E) ተብሎ የሚጠራው ይለወጣል. . የሜቲል ቡድን በ C-30 ኦክሳይድ ለ rifamycin R ይሰጣል።

የ erythromycin ቤተሰብ ቁልፍ ሜታቦላይት ኢሪትሮኖላይድ ቢ (ኤር.ቢ) ሲሆን ወደ erythromycinA (በጣም ውስብስብ የሆነው ሜታቦላይት) በሚከተሉት አራት ምላሾች (ምስል 6.2): ​​1) glycosylation በ 3 n ቦታ ይቀየራል.

ከማይካሮሲስ (ማይክ) ጋር የተቀላቀሉት (ምላሾች I); 2) ማይካሮዝ ወደ ክላዲኖዝ መለወጥ (ክላድ) በሜቲሌሽን (ምላሽ II) ምክንያት; 3) በቦታ 12 (ምላሽ III) ላይ ባለው የሃይድሮክሳይክል ምክንያት የ erythronolide B ወደ erythronolide A (Er.A) መለወጥ; 4) ከዲኦዛሚን (Des.) ጋር በቦታ 5 (ምላሽ IV).

የእነዚህ አራት ግብረመልሶች ቅደም ተከተል ሊለያይ ስለሚችል የተለያዩ የሜታቦሊክ መንገዶች ሊኖሩ ይችላሉ, እና አንድ ላይ ሲወሰዱ በስእል ውስጥ የሚታየውን ሜታቦሊዝም አውታረመረብ ይመሰርታሉ. 6.2. የዛፍ እና የኔትወርክ ጥምረት የሆኑ መንገዶችም እንዳሉ ልብ ሊባል ይገባል.

የብሔራዊ ፋርማሲዩቲካል ዩኒቨርሲቲ ልዩ "ባዮቴክኖሎጂ"

ተግሣጽ "አጠቃላይ ማይክሮባዮሎጂ እና ቫይሮሎጂ" የባዮቴክኖሎጂ ክፍል

በማይክሮሮርጋኒዝሞች ውስጥ ባዮስኢንቴቲክ ሂደቶች.

ዋና ሜታቦላይትስ ባዮስ ይንትሲስ፡- አሚኖ አሲዶች፣ ኑክሊዮታይድ፣ ካርቦሃይድሬትስ፣ ፋቲ አሲድ።

በማይክሮሮርጋኒዝሞች ውስጥ ባዮስኢንቴቲክ ሂደቶች

የአሚኖ አሲዶች ባዮስ ይንተሲስ

የኢንዱስትሪ አሚኖ አሲዶች ማግኘት

የኑክሊዮታይድ ባዮስ ይንተሲስ

የኑክሊዮታይድ ኢንዱስትሪ ማግኘት

ባዮስይንተሲስ ኦፍ ፋቲ አሲድ፣ ካርቦሃይድሬትስ፣ ስኳር

በማይክሮሮርጋኒዝሞች ውስጥ ባዮስኢንቴቲክ ሂደቶች

ሜታቦሊዝም

ግሉኮስ*

ምስል 1 - የሕዋስ ቁሳቁሶች ባዮስሳይንቴሲስ አጠቃላይ ዘዴዎች

ከግሉኮስ

አምፊቦሊዝም ካታቦሊዝም

	ፔንቶሶፎስፌትስ
ፎስፎኖልፒሩቫት
	MONOMERS	ፖሊመሮች
	አሚኖ አሲድ
ACTYL COA	ቫይታሚኖች	ፖሊሶካካርዴስ
	ስኳርፎስፌትስ
	ፋቲ አሲድ
OXALOACETATE	ኑክሊዮታይዶች	ኒውክሊክ

2-OXOGLUTARATE

ባዮስኢንቴቲክ ሂደቶች

በ የማይክሮኦርጋኒዝም

ውስጥ በአይሮቢክ ሁኔታዎች ውስጥ በግሉኮስ ላይ ረቂቅ ተሕዋስያን የማደግ ሂደት 50% ያህል ነው።

ግሉኮስ ለኃይል ወደ CO2 ኦክሳይድ ይደረጋል። የቀረው 50% የግሉኮስ መጠን ወደ ሴሉላር ቁስ ይቀየራል። በንጥረቱ ኦክሳይድ ወቅት የተፈጠረው አብዛኛው የ ATP ወጪ ለዚህ ለውጥ ነው።

ሜታቦላይትስ

የማይክሮኦርጋኒዝም

ሜታቦላይትስ በተለያየ የጥቃቅን እድገቶች ደረጃዎች ላይ ይመሰረታል.

በሎጋሪዝም የእድገት ደረጃ, የመጀመሪያ ደረጃ ሜታቦላይቶች (ፕሮቲን, አሚኖ አሲዶች, ወዘተ) ይፈጠራሉ.

በመዘግየቱ ውስጥ እና በማይንቀሳቀስ ደረጃ, ሁለተኛ ደረጃ metabolites ተፈጥሯል, እነዚህ ከባዮሎጂ ንቁ ውህዶች ናቸው. እነዚህም የተለያዩ አንቲባዮቲክስ, ኢንዛይሞች መከላከያዎች, ወዘተ.

ሜታቦላይትስ

የማይክሮኦርጋኒዝም

ዋና ሜታቦሊዝም- እነዚህ ዝቅተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት ውህዶች (ሞለኪውላዊ ክብደት ከ 1500 ዳልቶን ያነሰ) ለማይክሮቦች እድገት አስፈላጊ ናቸው; አንዳንዶቹ የማክሮ ሞለኪውሎች ግንባታ ናቸው, ሌሎች ደግሞ በ coenzymes ውህደት ውስጥ ይሳተፋሉ. ለኢንዱስትሪ በጣም አስፈላጊ ከሆኑት ሜታቦላይቶች መካከል አሚኖ አሲዶች ፣ ኦርጋኒክ አሲዶች ፣ ፕዩሪን እና ፕሪሚዲን ኑክሊዮታይድ ፣ ቫይታሚኖች ፣ ወዘተ.

ሁለተኛ ደረጃ metabolites- እነዚህ ዝቅተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት ውህዶች በኋለኞቹ የባህል ልማት ደረጃዎች ላይ የተገነቡ ናቸው, እነዚህም ረቂቅ ተህዋሲያን ለማደግ የማይፈለጉ ናቸው. በኬሚካላዊ አወቃቀሩ, ሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊቲዎች ለተለያዩ ውህዶች ቡድኖች ናቸው. እነዚህም አንቲባዮቲክስ, አልካሎላይዶች, የእፅዋት እድገት ሆርሞኖች, መርዞች እና ቀለሞች ያካትታሉ.

ረቂቅ ተሕዋስያን - የመጀመሪያ እና ሁለተኛ ደረጃ metabolites አምራቾች በኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ። ተራ ጥቃቅን ህዋሶች ከ 7 በላይ የመጀመሪያ ደረጃ ሜታቦላይቶች ስለማይፈጥሩ ለኢንዱስትሪ ሂደቶች የመጀመሪያዎቹ ችግሮች የእነዚህ ሜታቦላይትስ ውህደት መደበኛ ያልሆነ ቁጥጥር ያላቸው ተፈጥሯዊ ፍጥረታት እና ባህሎች ናቸው።

ጥያቄዎች፡-

1. ሜታቦሊዝም. የመጀመሪያ እና ሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም.

2. የሴሉላር ሜታቦሊዝም ገፅታዎች.

3. ሕዋስ እንደ ክፍት ቴርሞዳይናሚክስ ሲስተም. በሴል ውስጥ ያሉ የሥራ ዓይነቶች. macroergic ውህዶች.

4. ኢንዛይሞች: መዋቅር (የፕሮስቴት ቡድን, ኮኢንዛይሞች) እና ተግባራት. የኢንዛይም ምደባ

5. ሁለተኛ ደረጃ metabolites, ምደባ, ተክል ሕይወት ውስጥ ሚና, የሰው አጠቃቀም. ማቅለሚያዎች, መርዞች, ጥሩ መዓዛ ያላቸው ንጥረ ነገሮች በማይክሮ ኦርጋኒዝም (ፈንገስ, ባክቴሪያ) መፈጠር.

1. ሜታቦሊዝም (ሜታቦሊዝም) - በሴል ውስጥ የሚከሰቱ የሁሉም ኬሚካላዊ ምላሾች አጠቃላይነት.

ሜታቦላይቶች - የሜታቦሊዝም ምርቶች.

በሴሎች ውስጥ ሆርሞኖችን በመፍጠር (ኤቲሊን, የ IAA ውህደትን ይከለክላል);

rhizogenesis እና የሕዋስ ማራዘምን ይከለክላል;

እነሱ phytotoxins (የፀረ-ተሕዋስያን ተጽእኖ አላቸው);

በእነሱ እርዳታ አንድ ተክል በሌላው ላይ ሊሠራ ይችላል.

ታኒን የዛፎችን የፈንገስ በሽታዎች የመቋቋም አቅም ይጨምራል.

ጥቅም ላይ ይውላሉበመድሃኒት ውስጥ ለማምከን, መድሃኒቶች (ሳሊሲሊክ አሲድ), በኢንዱስትሪ ውስጥ እንደ ማቅለሚያዎች.

5.2. አልካሎይድስ - በሞለኪውል ውስጥ አንድ ወይም ከዚያ በላይ የናይትሮጅን አተሞች የያዙ ሄትሮሳይክሊክ ውህዶች። ወደ 10,000 የሚጠጉ አልካሎላይዶች ይታወቃሉ. በ 20% ተክሎች ውስጥ ይገኛሉ, በጣም የተለመዱት ከ angiosperms (የአበባ) ተክሎች መካከል በጣም የተለመዱ ናቸው. በብሪዮፊትስ እና ፈርን ውስጥ, አልካሎላይዶች እምብዛም አይደሉም.

አልካሎላይዶች ከአሚኖ አሲዶች የተዋሃዱ ናቸው-ኦርኒቲን ፣ ታይሮሲን ፣ ላይሲን ፣ tryptophan ፣ phenylalanine ፣ histidine ፣ atranilic አሲድ።

በንቃት በማደግ ላይ ባሉ ቲሹዎች ውስጥ, በ epidermis እና hypodermis ሕዋሳት ውስጥ, በቫስኩላር ጥቅሎች ውስጥ, በ lactifers ውስጥ ይሰበስባሉ. እነሱ በተፈጠሩባቸው ሴሎች ውስጥ ሳይሆን በሌሎች ውስጥ ሊከማቹ ይችላሉ. ለምሳሌ, ኒኮቲን በስሩ ውስጥ ተሠርቶ በቅጠሎች ውስጥ ይከማቻል. አብዛኛውን ጊዜ ትኩረታቸው በመቶኛ አስረኛ ወይም መቶኛ ነው, ሲንቾና ግን 15 - 20% አልካሎይድ ይይዛል. የተለያዩ ተክሎች የተለያዩ አልካሎላይዶች ሊይዙ ይችላሉ. አልካሎይድ በቅጠሎች, ቅርፊት, ሥሮች, እንጨቶች ውስጥ ይገኛሉ.

ተግባራት አልካሎይድ;

የእጽዋት እድገትን መቆጣጠር (IAC)፣ እፅዋትን በእንስሳት እንዳይበሉ መከላከል።

ጥቅም ላይ ይውላሉ አልካሎይድስ

እንደ መድሃኒት፡ ኮዴይን (ለሳል)፣ ሞርፊን (ህመም ማስታገሻ)፣ ካፌይን (ለነርቭ እና የልብና የደም ቧንቧ በሽታዎች)፣ ኩዊን (ለወባ)። Atropine, pilocarpine, strychnine, ephedrine መርዛማ ናቸው, ነገር ግን በትንሽ መጠን እንደ መድሃኒት ሊያገለግሉ ይችላሉ.

ኒኮቲን, አናባዚን ነፍሳትን ለመዋጋት ያገለግላሉ.

5.3. ኢሶፕረኖይዶች (terpenoids) - ከበርካታ isoprene ክፍሎች (С5Н8 - isoprene) እና አጠቃላይ ቀመር (С5Н8) n ያቀፈ ውህዶች። ተጨማሪ ቡድኖች (ራዲካል) ምክንያት, isoprenoids ሞለኪውል ውስጥ የካርቦን አተሞች ቁጥር ሊኖራቸው ይችላል እና አይደለም 5. Terpenes ሃይድሮካርቦን ብቻ ሳይሆን አልኮል, aldehyde, keto, lactone እና አሲድ ቡድኖች ጋር ውህዶች ያካትታሉ.

ፖሊቴፔኖች - ላስቲክ, ጉታ.

ቴርፔኖይዶች ጊብቤሬልሊክ አሲድ (ጊብሬሊንስ)፣ አቢሲሲክ አሲድ፣ ሳይቶኪኒን ናቸው። በውሃ ውስጥ አይሟሟቸውም. በክሎሮፕላስትስ ውስጥ, ሽፋኖች ውስጥ ይገኛሉ.

ካሮቲኖይዶች ከቢጫ እስከ ቀይ-ቫዮሌት ቀለም አላቸው, ከሊኮፔን የተሠሩ እና በስብ ውስጥ ይሟሟሉ.

Isoprenes ተካተዋል

በመርፌዎች, ኮኖች, አበቦች, ፍራፍሬዎች, እንጨቶች ዘይት ስብጥር ውስጥ;

ሙጫዎች, ላቲክስ, አስፈላጊ ዘይቶች.

ተግባራት፡-

ተክሎችን ከባክቴሪያዎች, ነፍሳት እና እንስሳት ይጠብቁ; አንዳንዶቹ ቁስሎችን በመዝጋት እና ነፍሳትን በመከላከል ላይ ይሳተፋሉ.

እነዚህም ሆርሞኖችን (ሳይቶኪኒን, ጊብቤሬሊን, አቢሲሲክ አሲድ, ብራሲኖስትሮይድ) ያጠቃልላሉ;

ካሮቲኖይዶች በፎቶሲንተሲስ የብርሃን ደረጃ ውስጥ ይሳተፋሉ, ወደ ኤስ.ኤስ.ሲ. ውስጥ ይገባሉ, እና ክሎሮፊልን ከፎቶ ኦክሳይድ ይከላከላሉ;

ስቴሮል የሽፋኖቹ አካል ናቸው, የመተላለፊያ ችሎታቸውን ይጎዳሉ.

መጠቀም እንደ መድሐኒት (ካምፎር, ሜንቶል, የልብ ግላይኮሲዶች), ቫይታሚን ኤ የአስፈላጊ ዘይቶች ዋና ዋና ክፍሎች ናቸው, ስለዚህ በሽቶዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ. ጎማ ውስጥ ተካትቷል. የጄራኒዮል አልኮሆል የሮዝ ዘይት ፣ የበርች ቅጠል ዘይት ፣ የብርቱካን አበባ ዘይት ፣ ጃስሚን ዘይት ፣ የባህር ዛፍ ዘይት) አካል ነው።

5.4. የሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም ውህደት

በአንዳንድ ባህሪዎች ተለይቶ ይታወቃል

1) ቀዳሚዎቻቸው አነስተኛ ቁጥር ያላቸው የመጀመሪያ ደረጃ ሜታቦላይቶች ናቸው. ለምሳሌ, ለአልካሎይድ ውህደት 8 (?) አሚኖ አሲዶች ያስፈልጋሉ, ለ phenols ውህደት - phenylalanine ወይም ታይሮሲን, ለ isoprenoid ውህደት - ሜቫሎኒክ አሲድ;

2) ብዙ ሁለተኛ ደረጃ metabolites በተለያዩ መንገዶች ይዋሃዳሉ;

3) ልዩ ኢንዛይሞች በማዋሃድ ውስጥ ይሳተፋሉ.

ሁለተኛ ደረጃ metabolites በሳይቶሶል, endoplasmic reticulum, ክሎሮፕላስትስ ውስጥ የተዋሃዱ ናቸው.

5.5. የሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም አካባቢያዊነት

በቫኪዩሎች (አልካሎይድ, ፌኖል, ቤታላይን, ሳይያንኖጂን ግላይኮሲዶች, ግሉሲኖሌትስ), በፔሪፕላስሚክ ክፍተት (phenols) ውስጥ ይሰበስባሉ. ኢሶፕረኖይዶች ከተዋሃዱ በኋላ ከሴል ውስጥ ይወጣሉ.

ሁለተኛ ደረጃ (metabolites) በቲሹዎች ውስጥ እምብዛም አይከፋፈሉም. ብዙውን ጊዜ በ idioblasts, lactic cells, ልዩ ሰርጦች እና ምንባቦች ውስጥ ይሰበስባሉ.

Idioblasts (ከግሪክ. ኢዲዮስልዩ) - ከውጪ የሚመጡ ቲሹዎች የሆኑ ነጠላ ሴሎች እና በአጎራባች ሴሎች ቅርፅ ፣ መዋቅር ይለያያሉ። እነሱ የሚገኙት ግንዶች ወይም ቅጠሎች (በ epidermis ውስጥ ብቻ ነው?) በ epidermis ውስጥ።

የመዋሃድ እና የትርጉም ቦታዎች ብዙ ጊዜ ይለያያሉ. ለምሳሌ ኒኮቲን በስሩ ውስጥ ተቀላቅሎ በቅጠሎች ውስጥ ይከማቻል።

ሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊቲዎች ወደ ውጫዊ አካባቢ የሚለቀቁት በተለቀቁት ቲሹዎች እርዳታ ነው (የእጢ ሕዋሳት, እጢ ፀጉሮች - ትሪኮምስ).

ለአልካሎይድስ, ማግለል ባህሪይ አይደለም.

በቲሹዎች ውስጥ የሁለተኛ ደረጃ ሜታቦላይቶች ውህደት እና ማከማቸት በዋነኝነት በእጽዋት ዝርያዎች ላይ ፣ አንዳንድ ጊዜ በኦንቶጂንስ ወይም በእድሜ ደረጃ እና በውጫዊ ሁኔታዎች ላይ የተመሠረተ ነው። በቲሹዎች ውስጥ ያለው ስርጭት እንደ ተክሎች አይነት ይወሰናል.

5.6. የሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም ተግባራት

የሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም በሚታወቅበት ጊዜ በእጽዋት ሕይወት ውስጥ ስላለው ጠቀሜታ የተለያዩ አስተያየቶች ነበሩ. እንደ ነፃ አሚኖ አሲዶች ያሉ መርዛማ የመጀመሪያ ደረጃ ሜታቦሊቲዎች እንደ አላስፈላጊ ፣ ብክነት ፣ (ውህደታቸው) እንደ ሞተ የሜታቦሊዝም መጨረሻ ተደርገው ይቆጠሩ ነበር።

ብዙዎቹ ቀድሞውኑ ይታወቃሉ ተግባራት እነዚህ ውህዶች, ለምሳሌ ማከማቻ, መከላከያ. አልካሎይድ ለሴሎች የናይትሮጅን አቅርቦት ነው, የ phenolic ውህዶች የመተንፈሻ አካል ሊሆኑ ይችላሉ. ሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊቲዎች እፅዋትን ከባዮፓቶጅኖች ይከላከላሉ. የሁለተኛ ደረጃ ሜታቦላይትስ ድብልቅ የሆኑት አስፈላጊ ዘይቶች ፀረ-ተሕዋስያን እና ፀረ-ፈንገስ መድኃኒቶች አሏቸው። አንዳንድ ሁለተኛ ደረጃ metabolites, hydrolysis ወቅት መበስበስ, ቅጽ መርዝ - hydrocyanic አሲድ, coumarin. ሁለተኛ ደረጃ metabolites phytoalexins ናቸው, ኢንፌክሽን ምላሽ የተቋቋመው ንጥረ እና hypersensitivity ምላሽ ውስጥ ተሳታፊ.

የአበባ እና የፍራፍሬ ቀለም የሚያቀርቡ አንቶሲያኒን, ካሮቲኖይድ, ቤታላይን, የእፅዋትን መራባት እና የዘር መበታተንን ያበረታታሉ.

ሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊቲዎች የተወዳዳሪ ዝርያዎችን ዘር ማብቀል ያቆማሉ።

ስነ ጽሑፍ፡

1. መርሴር ኢ. የእፅዋት ባዮኬሚስትሪ መግቢያ. ቲ 2. - ኤም "ሚር", 1986 ዓ.ም.

2. (እ.ኤ.አ.)የእፅዋት ፊዚዮሎጂ. - ኤም "አካዳሚ", 2005. ኤስ 588 - 619.

3. ሃርቦርን ጄ.የአካባቢ ባዮኬሚስትሪ መግቢያ። - ኤም. "ሚር", 1985.

4. ኤል.የእፅዋት ባዮኬሚስትሪ. - ኤም "ከፍተኛ ትምህርት ቤት", 1986. ኤስ 312 - 358.

5. , - እና.የእንጨት ተክሎች ፊዚዮሎጂ. - ኤም "የደን ኢንዱስትሪ", 1974. 421 p.

6. L. የእፅዋት ባዮኬሚስትሪ. - ኤም.ቪ.ኤስ. 1986. 502 p.

የጽሑፍ_መስኮች

የጽሑፍ_መስኮች

ቀስት_ወደላይ

በሜታቦሊዝም ወይም በሜታቦሊዝም ማለት ነው።በሰውነት ውስጥ የኬሚካል ግብረመልሶች ስብስብ አካልን ለመገንባት እና ህይወትን ለመጠበቅ ኃይልን የሚያቀርቡ ንጥረ ነገሮችን ያቀርባል.

የመጀመሪያ ደረጃ ሜታቦሊዝም

የምላሾቹ ክፍል ለሁሉም ህይወት ያላቸው ፍጥረታት (የኑክሊክ አሲዶች ፣ ፕሮቲኖች እና peptides ምስረታ እና መሰባበር ፣ እንዲሁም አብዛኛዎቹ ካርቦሃይድሬትስ ፣ አንዳንድ ካርቦቢሊክ አሲዶች ፣ ወዘተ) ተመሳሳይ ሆኖ ተገኝቷል እና ይባላል። የመጀመሪያ ደረጃ ሜታቦሊዝም ፣ ወይም የመጀመሪያ ደረጃ ሜታቦሊዝም።

ሁለተኛ ደረጃ ተፈጭቶ

ከዋና ልውውጥ ምላሾች በተጨማሪ, አለየተወሰኑ ፣ አንዳንድ ጊዜ በጣም ጥቂቶች ፣ ፍጥረታት ቡድኖችን ወደ ውህዶች መፈጠር የሚያመሩ ከፍተኛ ቁጥር ያላቸው የሜታቦሊክ መንገዶች። በ I. Chapek (1921) እና በ K. Pah (1940) መሠረት እነዚህ ምላሾች በቃሉ ይጣመራሉ ሁለተኛ ደረጃ ተፈጭቶ, ወይም ሁለተኛ ደረጃ መለዋወጥ, እና ምርቶቹ ተጠርተዋል የሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም ምርቶች, ወይም ሁለተኛ ደረጃ ግንኙነቶች(አንዳንድ ጊዜ, ሙሉ በሙሉ እውነት አይደለም, ሁለተኛ ደረጃ metabolites). ይሁን እንጂ በአንደኛ ደረጃ እና በሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም መካከል ያለው ልዩነት በጣም ስለታም እንዳልሆነ አጽንዖት ሊሰጠው ይገባል.

ሁለተኛ ደረጃ ግንኙነቶችየተፈጠሩት በዋነኝነት በእፅዋት እንቅስቃሴ-አልባ በሆኑ ሕያዋን ፍጥረታት - ተክሎች እና ፈንገሶች እንዲሁም ብዙ ፕሮካርዮቶች ናቸው ። በእንስሳት ውስጥ, የሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም ምርቶች በአንጻራዊ ሁኔታ ሲታይ በጣም ጥቂት ናቸው እና ብዙውን ጊዜ ከእፅዋት ምግቦች ጋር ከውጭ ይመጣሉ. የሁለተኛ ደረጃ ሜታቦሊዝም ምርቶች ሚና እና በአንድ የተወሰነ ቡድን ውስጥ የመታየታቸው ምክንያቶች የተለያዩ ናቸው። በጣም በአጠቃላይ ቅርፅ, የመላመድ ሚና እና, በስፋት, የመከላከያ ባህሪያት ተሰጥቷቸዋል.

ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የትንታኔ መሳሪያዎች መፈጠር ጋር ተያይዞ ላለፉት አራት አስርት ዓመታት የተፈጥሮ ውህዶች ኬሚስትሪ ፈጣን እድገት የ "ሁለተኛ ውህዶች" ዓለም በከፍተኛ ሁኔታ ተስፋፍቷል ። ለምሳሌ, ዛሬ የሚታወቀው የአልካሎይድ ቁጥር ወደ 5,000 (እንደ አንዳንድ ምንጮች - 10,000), የ phenolic ውህዶች - ወደ 10,000, እና እነዚህ ቁጥሮች በየዓመቱ ብቻ ሳይሆን በየወሩ እያደጉ ናቸው.

ማንኛውም የዕፅዋት ጥሬ ዕቃ ሁል ጊዜ ውስብስብ የሆነ የመጀመሪያ እና ሁለተኛ ደረጃ ውህዶችን ይይዛል ፣ ይህም ከላይ እንደተጠቀሰው ፣ የመድኃኒት ዕፅዋትን ተግባር ብዙ ተፈጥሮን ይወስናል። ይሁን እንጂ በዘመናዊ የፊዚዮቴራፒ ሕክምና ውስጥ የሁለቱም ሚና አሁንም የተለየ ነው. በአንጻራዊነት ጥቂት የእፅዋት እቃዎች ይታወቃሉ, በመድሃኒት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት በዋነኛነት በውስጣቸው ዋና ውህዶች በመኖራቸው ይወሰናል. ነገር ግን፣ ወደፊት፣ በሕክምና ውስጥ ያላቸው ሚና እና አዲስ የበሽታ መከላከያ ወኪሎችን ለማግኘት እንደ ምንጭ መጠቀማቸው ሊወገድ አይችልም።

የሁለተኛ ደረጃ ልውውጥ ምርቶች ጥቅም ላይ ይውላሉበዘመናዊ መድኃኒት ውስጥ በጣም የተለመደ እና ሰፊ ነው. ይህ በተጨባጭ እና ብዙውን ጊዜ በጣም ደማቅ ፋርማኮሎጂካል ተጽእኖ ምክንያት ነው. በዋና ውህዶች መሠረት የተፈጠሩት በንጹህ መልክ ሊከማቹ ወይም በሚለዋወጡበት ጊዜ ግላይኮሲላይዜሽን ሊደረጉ ይችላሉ ፣ ማለትም ፣ ከስኳር ሞለኪውል ጋር ተያይዘዋል. በ glycosylation ምክንያት, ሞለኪውሎች ተፈጥረዋል - ሄትሮሲዶች, ያልሆኑ glycosylated ሁለተኛ ውህዶች, እንደ ደንብ ሆኖ, የተሻለ solubility ውስጥ የሚለየው, ይህም ተፈጭቶ ምላሽ ውስጥ ያላቸውን ተሳትፎ የሚያመቻች እና በዚህ ስሜት ውስጥ ትልቅ ባዮሎጂያዊ ጠቀሜታ ነው. ማንኛውም ሁለተኛ ውህዶች Glycosylated ቅጾች ይባላሉ glycosides.