chapter 5: microbial nutrition
DESCRIPTION
Chapter 5: Microbial nutrition. Hiili (C) Happi (O) Vety (H) Typpi (N) Rikki (S) Fosfori (P). Kivennäisaineet Ca 2+ Mg 2+ Fe 2+/3+ K + Na +. Makroalkuaineita. Mn 2+ Zn 2+ Co 2+ Mb 2+ Ni 2+ Cu 2+. Hivenaineet. Hiililähteet. Autotrofit (CO 2 ) Heterotrofit - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Chapter 5: Microbial nutrition
Makroalkuaineita
• Hiili (C)• Happi (O)• Vety (H)• Typpi (N)• Rikki (S)• Fosfori (P)
Kivennäisaineet• Ca2+
• Mg2+
• Fe2+/3+
• K+
• Na+
Hivenaineet
• Mn2+
• Zn2+
• Co2+
• Mb2+
• Ni2+
• Cu2+
Hiililähteet
• Autotrofit (CO2)
• Heterotrofit
(hiilihydraateja, rasvoja, …)
Energialähteet
• fototrofit (valo)
• kemotrofit
(orgaanisten tai epäorgaanisten aineiden hapetus)
Elektroni-/vetylähteet
• Litotrofit (epäorgaaniset aineet)
• Organotrofit (orgaaniset aineet)
foto-lito-autotrofi valo levä
epäorgaaninen e-/H+ lähde
CO2
foto-organo-heterotrofi valo
orgaaninen e-/H+ lähde
orgaaninen C-lähde
kemo-lito-autotrofi epäorgaaninen energialähde rikinhapettajabakteereita
epäorgaaninen e-/H+ lähde metanogeeneja
CO2
kemo-organo-heterotrofi
orgaaninen energialähde eifotosynteetisetbakteerit
orgaaninen e-/H+ lähde Hiivat/homeet
orgaaninen C-lähde
mikso-trofit
Typpi-, fosfori- ja rikkilähteet
• NH3, NO32-, aminohappot, nukleotidit
aminohappoja, proteiineja, nukleotideja (DNA), (sokereja, lipidejä).
• PO43-
ATP, nukleotideja (DNA), fosfolipidejä,
• SO42-
kysteiini, metioniini, biotiini, tiamiini
Kasvutekijöitä
• Aminohappot
• Nukleotidit (puriinit & pirimidiinit)
• Vitamiinit
Vitamiineja
• Biotiini• Foolihappo• Lipoihappo
• Tiamiini (B1)
• Riboflaviini (B2)
• Niasiini (B3)
• Pantoteenihappo (B5)
• Pyridoksiini (B6)
• Kobalamiini (B12)
• Karboksylaatio• 1-C aineenvaihdunta• asyylitransferaasi• aldehyditransferaasi• FAD, FMN• NAD, NADP• Koentsyymi A• aminohappo aineenvaihdunta• 1-C aineenvaihdunta
Mikroobeja jotka tekevät vitamiineja
• Riboflaviini: Clostridium, Candida
• Koentsyymi A: Brevibacterium
• Kobalamiini: Streptomyces, Propionibacterium
• C-vitamiini: Gluconobacter, Corynebacterium
• D-vitamiini: hiiva
Hiiva sisältä B-vitamineja
• B-vitamiini lähde– ihmisille– bakteerille
Mineraalisuolaliemi/agari mikrobien viljelyyn
• K2HPO4
• KH2PO4
• Na2HPO4
• NaH2PO4
• NaCl• KCL
• CaCl2
• MgCl2
• MgSO4
• (NH4)2SO4
• NH4NO3
• NH4H2PO4
• KOH
• FeCl3
• FeSO4
• Hivenaineet– CuSO4
– KI
– MnSO4
– ZnSO4
– H3BO3
– (NH4)2MoO4
– (EDTA)
• Glukoosi
Mineraalisuolaliemi/agari mikrobien viljelyyn
+ vitamiineja
+ aminoppoja
+ lipidejä
+ …….
Sideroforit
Kompleksinen liemi-/agari alustoja• Nutrient broth
– peptoni (liivate hydrolysaatti)
– lihauute
• MacConkey– tryptoni (kaseiiniuute)
– peptoni
– lihauute
– laktoosi
– NaCl
– sappihappoja
– neutraali punainen
– kristallivioletti
• de Man, Rogosa, Sharpe(MRS)– peptoni– lihauute– hiivauute– dekstroosi– Na-asetaati– Tween 80– K2HPO4
– (NH4)3 sitraatti
• MgSO4
• MnSO4
Selektiiviset liemet/agarit
• MacConkey
– kristallivioletti
– sappihappoja
• MRS
– Na asetaati
• antibiootteja
• raskas metalleja
• erilisia hiilidraateja
differentiaaliset liemet/agarit
• MacConkey
– Neutraali punainen
• Veriagari
– veri
hemolyysi
differentiaaliset liemet/agarit
• Kaseiinihydrolyysi
differentiaaliset liemet/agarit• tärkkelysagari
– tärkkelys
+ jodi
membraaneja
Sappihapon efektejä membraanille
Koolihappo
Aineensiirto membraanin läpi
Permeabiliteetti
Aine• Vesi• glyseroli• tryptofaani• glukoosi• Kloridi-ioni• Kalium-ioni• Natrium-ioni
Suhteellinen permeabiliteetti
100
0,1
0,01
0,001
0,000001
0,0000001
0,00000001
Diffuusio
Kantajan diffuusio
Diffuusio
Aika
kons
entr
aati
o
sytoplasmassa
periplasmassa/ympäristössä
Diffuusio
Aika
ravi
ntoa
ine
kons
entr
aati
o
sytoplasmassa
periplasmassa/ympäristössä
ravintoaineen käyttö
Kantajan diffuusio
ATP binding cassette transporter (ABC transporterit)
Protonigradienttiympäristösytoplasma
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
Asetaattiympäristösytoplasma
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H3C-COOH
H3C-COO-
Ionoforit
Uni-, anti-, symportti
Aktiivinen kuljetus
Fosfoenolpyruvaatti fosfotransferaasisysteemi (PTS)
Ryhmänsiirto
AVAINSANAT
• aktiivinen kuljetus• anti-, sym- & uniport• ABC transportterit• auto-, heterotroofit• kemo-, fototroofit• lito-, organotroofit• makro-, mikronutrientit• kasvutekijät, vitamiinit• komplexinen,
mineraalisuola liemi/agari
• selektiivinen, differentiaalinen liemi/agari
• kantajan diffuusio• aktiivinen kuljetus• ryhmänsiirto• PTS