Синтез молекул АТФ из АДФ

Синтез молекул АТФ из АДФ и фосфатов происходит двумя способами:

  1. Фосфорилирование в дыхательной или фотосинтетической электротранспортной цепи. Этот процесс у прокариот тесно связан с мембранами и их производными и называется мембранным фосфорилированием. Синтез АТФ происходит в этом случае при участии фермента АТФ-синтазы: АДФ + ФН ˃ АТФ
  2. Фосфорилирование на уровне субстрата. При этом фосфатная группа переносится на АДФ от вещества (субстрата), более богатого энергией, чем АТФ: S~Ф+АДФ ˃ S+ АТФ

Данный способ синтеза АТФ называют субстратным фосфорилированием. Реакции субстратного фосфорилирования катализируются растворимыми ферментами промежуточного метаболизма.Мембранные структуры в реакциях данного типа участия не принимают.

Биохимические реакции

Хемотрофные бактерии генерируют энергию в молекулах АТФ путем двух типов биохимических реакций:

  • окисление;
  • восстановление.

Микроорганизмы способны окислять различные органические и неорганические вещества, являющиеся донорами электронов. При этом различают:

  • литотрофные бактерии – для них в качестве доноров выступают неорганические вещества;
  • хемоорганотрофные (органотрофные) бактерии – в качестве доноров электронов используют органические соединения.

Электроны не могут существовать самостоятельно. Они обязательно переносятся на молекулы, способные к их восприятию. Такие молекулы называют акцепторами электронов.

Донором электронов не может быть предельно окисленное вещество, а акцептором электронов не может быть предельно восстановленное вещество.

При биологическом окислении чаще всего совершается одновременный перенос двух электронов. При этом от субстрата отщепляются два протона водорода (H). Такое окисление называется дегидрированием. В связи с этим термины «донор водорода» и «донор электронов» употребляются как синонимы.

Способность синтезировать органические соединения

В зависимости от способности синтезировать органические соединения бактерии – хемотрофы подразделяют на три типа:

  • прототрофы – бактерии, синтезирующие все необходимые органические вещества из глюкозы и солей аммония;
  • ауксотрофы – бактерии, не способные синтезировать органические вещества из глюкозы и солей аммония;
  • гипотрофы – бактерии с крайней степенью утраты метаболической активности, обеспечивающие свою жизнедеятельность путем реорганизации структуры или метаболитов организма- хозяина.