Параллельно существуют бактерии-фототрофы, в отличии от хемотрофов, использующие для биосинтетических целей энергию освобождающуюся в результате реакций фотосинтеза.

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.

(c) Справочник AgroXXI