Мікробні клітини

Размещено на http://allbest.ru

Зміст

1. Енергетичний обмін мікробів. Способи отримання енергії

2. Мікроорганізми та їх хімічний склад

3. Спосіб визначення ступеня прикріплення мікробних клітин до поверхні катетерів

4. Вплив на мікробну клітину отруйних речовин

5. Іммобілізовані мікробні клітини

6. Хімічний склад мікробної клітини

7. Мікробна клітина

1. Енергетичний обмін мікробів. Способи отримання енергії

Життєві функції мікроорганізмів: харчування, дихання, ріст і розмноження - вивчає фізіологія. В основі фізіологічних функцій лежить безперервний обмін речовин (метаболізм). Сутність обміну речовин складають два протилежних, але взаємопов'язаних процеси: асиміляція (анаболізм) і дисиміляція (катаболізм).

Асиміляція - це засвоєння поживних речовин і використання їх для синтезу клітинних структур.

При процесах дисиміляції поживні речовини розкладаються і окислюються, при цьому виділяється енергія, необхідна для життя мікробної клітини. Всі процесисинтезу і розпаду поживних речовин відбуваються за участю ферментів. У мікроорганізмах відбувається інтенсивний обмін речовин, за добу 1 мікробна клітина може переробити поживних речовин, які в 30-40 разів більше її маси.

Мікробна клітина використовує поживні субстрати для синтезу складових частин свого тіла, ферментів, пігментів зростання.

Типи живлення бактерій визначаються за характером засвоєння вуглецю та азоту. За засвоєнню вуглецю бактерії поділяють на 2 типи: аутотрофи, або літотрофи, - бактерії, які використовують як джерело вуглецю СО2 повітря.

Гетеротрофи, або органотрофи, - бактерії, які потребують для свого харчування в органічному вуглеці (вуглеводи, жирні кислоти). За здатністю засвоювати азотмікроорганізми діляться на 2 групи: аміноавтотрофи і амоногетеротрофи. Аміноавтотрофи - для синтезу білка клітини використовують молекулярний азот повітря або засвоюють його з амонійних солей. Аміногетеротрофи - отримують азот з органічних сполук - амінокислот, складних білків. Сюди відносяться всіпатогенні мікроорганізми і більшість САПР-фітів.

За характером джерела використання енергії мікроорганізми діляться на фототрофи, що використовують для біосинтетичних реакцій енергію сонячного світла, і хемотрофи.

Хемотрофи отримують енергію за рахунок окислення неорганічних речовин (бактерії тощо) і органічних сполук (більшість бактерій, в тому числі і патогенного для людини виду).

Графологічна структура «Харчування бактерій» за характером засвоєння вуглецю за характером засвоєння азоту за характером використання джерела енергії автотрофи, гетеротрофи аміно-аміно-фото-хемо-(літотрофи) (органотрофи) автотрофи гетеротрофи.

Фактори зростання: поряд з пептонами, вуглеводами, жирними кислотами і неорганічними елементами, бактерії потребують спеціальних речовинах - ростових факторах, які грають роль каталізаторів в біохімічних процесах клітини і які є структурними одиницями при утворенні деяких ферментів. До факторів росту відносяться різні вітаміни, деякі амінокислоти, пуринові і піримідинові підстави та ін..

Дихання (або біологічне окислення) - це складний процес, який супроводжується виділенням енергії, необхідної мікроорганізмам для синтезу різних органічних сполук. Бактерії, як і вищі тварини, для дихання використовують кисень. Однак Л. Пастером було доведено існування таких бактерій, для яких наявність вільного кисню є згубним, енергія, необхідна для життєдіяльності, виходить ними в процесі бродіння.

Всі бактерії за типом дихання поділяються на про-Лігатне аероби, мікроаерофіли, факультативні анаероби, облігатні анаероби. Облігатні (строгі) аероби розвиваються за наявності в атмосфері 20% кисню (мікобактерії туберкульозу), містять ферменти, за допомогою яких здійснюється перенесення водню від окислюваного субстрату до кисню повітря.

Мікроаерофіли потребують значно меншій кількості кисню, і його висока концентрація хоча і не вбиває бактерії, але затримує їх ріст (актіноісцети, бруцели, лептоспіри).

Факультативні анаероби можуть розмножуватися як у присутності, так і під час відсутності кисню (більшість патогенних і сапрофітних мікробів - збудники черевного тифу, паратифів, кишкова паличка).

Облігатні анаероби - бактерії, для яких наявність молекулярного кисню є згубним (клострідії правця, ботулізму). Аеробні бактерії в процесі дихання окислюють різні органічні речовини (вуглеводи, білки, жири, спирти, органічні кислоти та ін.) Дихання у анаеробів відбувається шляхом ферментації субстрату з утворенням невеликої кількості енергії. Процеси розкладання органічних речовин в безкисневих умовах, що супроводжуються виділенням енергії, називають бродінням. Залежно від участі певних механізмів розрізняють такі види бродіння: спиртове, здійснюване дріжджами, молочнокисле, що викликається мовляв очно-кислими бактеріями, маслянокисле і пр. З виділенням великої кількості тепла при диханні деяких мікроорганізмів пов'язані процеси самозаймання торфу, гною, вологого сіна і бавовни.

мікроб біологічний катетер іммобілізований

2. Мікроорганізми та їх хімічний склад

Мікробні клітини майже цілком складаються з води (біля 80%). Лише 20% вмісту клітини припадає на сухі речовини. Якщо їх прийняти за 100%, то хімічний склад клітини буде такий:

· вуглецю - 46-50%.

· кисню - 30,

· водню - 6-7,

· азоту - 7-14,

· мінеральних речовин - 2-14%.

3. Спосіб визначення ступеня прикріплення мікробних клітин до поверхні катетерів

Спосіб визначення ступеня прикріплення мікробних клітин до поверхні катетерів включає забезпечення контакту фрагментів катетера з агаризованим середовищем та досліджуваними мікроорганізмами. Додатково внутрішню поверхню порожнини катетера блокують заповненням розплавленим парафіном, катетер асептично нарізають на фрагменти довжиною 0,8-1,2 см, які на 43-46 хвилин занурюють в суспензію досліджуваного виду мікроорганізмів визначеної концентрації, потім тричі відмивають від надлишку мікробного забруднення в змінюваних ємкостях з 0,9 % розчином хлориду натрію, якому дають стекти на фільтрувальний папір, підсушують в термостаті 15 хвилин, після чого занурюють в охолоджене до 40 °C агаризоване середовище, експонують в термостаті в досліджуваних умовах, після чого мікроскопують, підраховують кількість колоній, вирослих на поверхні катетера і кількість відокремлених колоній, та по рівню визначених показників судять про ступінь прикріплення мікробних клітин до поверхні катетерів в досліджуваних умовах.

Мікробні клітини, які колонізують внутрішні і зовнішні поверхні сечових катетерів, формують біоплівки, що є ключовим моментом в патогенезі катетер-асоційованих інфекцій [Кондратюк В.М. і співавт., 2010]. Встановлено, що 60 % інфекцій (інфекції дихальних і сечовивідних шляхів, остеомієліти, ендокардити тощо) обумовлені сесильними формами бактерій, тобто бактеріями, що входять до складу біоплівок. Але початковим пусковим механізмом утворення біоплівок на поверхні катетерів є адгезія мікроорганізмів. Тому залежно від того, в якій кількості адгезуються мікроорганізми на поверхні катетера, залежить тривалість його безпечного утримання в сечовивідних шляхах, а отже і ефективність лікування. Як відомо катетери, залежно від матеріалу і способу виготовлення, неоднаково фіксують на своїй зовнішній поверхні мікроорганізми, завдяки чому вони по-різному сприяють виникненню мікробних біоплівок та гнійно-запальних процесів в місцях дотику катетера до слизових оболонок сечовивідних органів людини.

Токсини бактерій - біологічно активні речовини, які можуть викликати різноманітні патологічнізміни у структурі та функціях клітин, тканин, органів і цілого макроорганізму чутливого тварини або людини. Відомості про механізми дії бактеріальних токсинів обмежені: відомо, що у частини токсинів активність обумовлена їх ферментативними властивостями. Грампозитивні бактерії зазвичай активно секретують в токсини під час росту, що призводить до їх накопичення в середовищі існування. Токсини грамнегативних бактерій (наприклад, кишкового сімейства) пов'язане із ліпополісахаридної компонентом клітинної стінки. На початку XX століття основними причинами розвитку хвороб людини стали екологічна і генетична моделі.

4. Вплив на мікробну клітину отруйних речовин

Відповідно до першої, хвороби викликаються, головним чином, зовнішніми ушкоджу вальними чинниками, а другий - внутрішніми, вродженими. Тому заходи профілактики були спрямовані на усунення цих факторів, у першу чергу, зовнішніх, а заходи лікування, - на нейтралізацію дії цих факторів в організмі. Починаючи з 50-х років нашого століття позначилися нові причини у виникненні захворювань. З'явилися і стали домінувати хронічні хвороби, перш за все: атеросклероз і його ускладнення (інфаркт, інсульт), рак, ожиріння, цукровий діабет, гіпертонічна хвороба. Саме ці захворювання відносять до групи неінфекційних хвороб. В даний час вони складають більше 80% всіх випадків смерті людини. Структура причин захворюваності та смертності змінилася завдяки соціальному прогресу і успіхам медицини в області лікування інфекцій, що збільшило тривалість життя і призвело до розвитку багатьох хронічних хвороб в середньому і літньому віці.

Відповідно до цих уявлень про причини хвороб розробляються заходи їх профілактики та лікування. Так, наприклад, щодо профілактики атеросклерозу такими заходами є обмеження в харчовому раціоні жирів, глюкози і холестерину, а при лікуванні вже виникла хвороби впливу спрямовуються на посилення виведення холестерину з організму. Друга категорія хвороб - це вроджені, чи генетичні, хвороби. В даний час вже відомо понад 2500 порушень, локалізованих на генетичному або хромосомному рівні, які викликають певні синдроми або хвороби, включаючи головні хвороби. Екологічні та генетичні хвороби характеризуються тією особливістю, що вони вражають не кожного індивідуума, а лише певну їх частину в кожній популяції.

При проведенні певних профілактичних заходів можна домогтися істотного зниження частки осіб, слабості екологічними і генетичними хворобами. Оскільки причини генетичних поломок пов'язують, насамперед, з дією пошкоджуючи екологічних факторів (радіація, хімічні та ін мутагени), то поняття «хвороби» у цьому випадку слід трактувати, як порушення відносин організму і середовища її проживання. Третя категорія хвороб ставитися до групи інволюційних або метаболічних порушень. Це хвороби пов'язаніз дією побічних продуктів метаболізму клітин старіючого організму. Одним з найбільш інтенсивних джерел такого роду пошкоджуючих факторів є утворення вільних радикалів, що генеруються в реакціях, що йдуть з використанням кисню. Клітина - це складна організація з напівжорстким скелетом із структурних білків, з безліччю «каналів», по яких циркулюють струми рідин, що містять прості і складні молекули. За ним здійснюються як речовинно-енергетичні, так і інформаційні зв'язки.

Оболонка клітини - не пасивна мембрана, а складна структура з керованими з «центру» порами, вибірково пропускає і навіть активно захоплююча речовини ззовні. Розрізняють активний і пасивний транспорт речовин через мембрану. Перший здійснюється без витрат енергії (амінокислоти, цукор, нуклеотиди тощо) і проходять з участю певних білків-ферментів. Другий вимагає енергетичних витрат клітини шляхом гідролізу АТФ на АДФ і фосфорну кислоту (катіони натрію, калію, кальцію, магнію). Клітинна мембрана складається з білково-ліпідних комплексів. Її бар'єрна функція забезпечується за рахунок гідрофобних компонентів - ліпідів і деяких білків (фосфоліпіди). Мембрани є високоактивними в метаболічному відношенні клітинними структурами. З їх участю відбуваються такі життєво важливі процеси, як транспорт різних речовин всередину і назовні клітин, рецепція гормонів та інших біологічно активних речовин, сигнальна трансдукція і пр.

5. Іммобілізовані мікробні клітини

Клітини мікроорганізмів, зафіксовані на твердих носіях або включені до матриці за допомогою адсорбції (з використанням активованого вугілля, оксиду алюмінію, силікагелю, поліуретанів та ін.) або механічних включень у гелі (які отримані полімеризацією ненасичених мономерів чи поліконденсацією і здатні до просторової структуризації, або отримані на основі неструктурованих природних і синтетичних полімерів) та хімічних методів (напр. приєднання чи зв'язування клітин до поверхні зерен сефадексу за допомогою глутарового альдегіду) тощо. Іммобілізація нативних мікробних клітин розширює шляхи використання мікроорганізмів і вироблених ними біокаталізаторів (ферментів) у різних технологічних процесах за рахунок суттєвого подовження роботи біокаталізаторів у стандартних умовах. І.м.к. як поліферментних систем стала основою технологічної дисципліни -- інженерної ензимології, яка знаходиться на стадії розвитку.

І.м.к. використовуються для створення іммобілізованих ферментних препаратів для медицини та різних галузей народного господарства: б-амілази, бромелаїну, папаїну, пероксидази, трипсину, уреази, стрептокінази та ін.

Вода складає основну масу мікробної клітини в капсульних бактеріях її більше, в бацилах - менше. Кількість води у мікробних клітинах в середньому коливається від 75 до 85 відсотків (%). В ущільненні цитоплазми мікробної клітини вода знаходиться в зв'язаному стані, у вегетативній формі - у вільному стані. Зв'язана вода обумовлює більш високий склад кальцію та магнію. В такому середовищі білки не коагулюють, що підвищує їх стійкість до високих температур. Зв'язана вода входить до складу молекул білків, вуглеводів, жирів та інших сполук. Вільна вода являється середовищем, в якому відбувається рух іонів та електричних зарядів. За участю води відбуваються біохімічні та фізіологічні процеси в клітині. Зменшення її веде до затримки життєдіяльності (анабіоз), зневожування клітини веде до загибелі вегетативних форм. Отже, вода - один з головних компонентів. З котрим пов'язана життєдіяльність мікробної клітини.

Сухої речовини в мікробній клітині вміщується в середньому 15-25% (органічні з'єднання і зальні елементи). Органічні з'єднання представлені білками, нуклеїновими кислотами, вуглеводами, ліпідами. До їх складу належать: вуглець (45-55%), кисень (30-40%), азот (8-10%), водень (6-8%), що складають 90-97% сухої речовини.

Білки серед органічних речовин займають перше місце: в тім патогенних мікробів їх кількість складає більш половини сухої речовини, у інших мікробів - досягає 80%. Вміст білків залежить від виду мікроба і складу поживного середовища. Такі речовини, як актигени, токсини, ферменти уявляють собою білки, що вказують на велике значення їх в житті мікробної клітини. Розділяють прості білки або протеїни, та складні або протеїди. Протеїди при гідролізі дають амінокислоти. В білках патогенних мікроорганізмів вміщуються дев'ять амінокислот: лізин, аргінін, гістідін, триптофан, тірозін, валін, фенілаланін та лейцин. До складу інших мікробів вміщується біля 15-20 амінокислот. Протеїди - комплекси простих білків (протеїнів) з небілковими групами. При з'єднанні протеїнів з нуклеїновою кислотою утворюються нуклеопротеїди, з полісахаридами - глікопротеїди, з жироподібними речовинами - ліпопротеїди. Нуклеопротеїди складають основну масу мікробного білка, приймають активну участь в розмноженні клітини, передачі спадкових ознак.

6. Хімічний склад мікробної клітини

Велика роль в житті мікробної клітини нуклеїнових кислот. Відомі нуклеїнові кислоти: рибонуклеїнова (РНК) та дезоксірібонуклеїнова (ДНК). ДНК звичайно знаходяться в ядрі клітини, РНК - в цитоплазмі. Розділяють три типа РНК:

- рибосомну;

- інформаційну;

- транспортну.

У вірусів визначена тільки одна нуклеїнова кислота: ДНК або РНК. З інших протеїдів слід визначити хромопротеїди, які приймають участь в процесі дихання, та ферменти, роль яких непомірно велика як каталізаторів біологічних процесів. Вуглеводи в мікробній клітині представлені полісахаридами. У цитоплазмі вуглеводи зустрічаються у вигляді зерен, крохмалю та глікогену. Вони служать головним чином енергетичним матеріалом, їх склад в мікробній клітині від 12 до 18%.

Для пояснення механізму бактерицидної дії срібла висунутий ряд гіпотез. За однією з них іони срібла взаємодіють з ферментами бактерій, порушують обмін бактеріальної клітини з навколишнім середовищем і цим приводять її до загибелі. За іншою гіпотезою іони срібла проникають всередину мікробної клітини, з'єднуються з її протоплазми і руйнують її. Вважають також, що іони срібла, адсорбуючись на мікробної клітці, грають роль каталізаторів в процесі окислення плазми киснем повітря.

У живій мікробної клітці завжди спостерігається вища концентрація солей, ніж у навколишньому середовищі, тому мікроби можуть існувати в слабких водних розчинах. На підставі осмотичних законів у клітку надходять вода і розчинені в ній поживні речовини. Внутрішнє осмотичний тиск створює напружений стан клітини, яке називається тургором. Якщо мікробна клітина потрапляє в концентрований розчин, осмотичний тиск якого більше, ніж в клітці, то вода йде з неї, протоплазма стискується і відстає від верхньої оболонки. Це явище називається Плазмоліз. Таку клітку легко повернути до нормального стану тургору, якщо перенести її в розчин слабшої сольовий концентрації.

Мікробна клітина в момент акта харчування виділяє в середовище біологічні каталізатори - ферменти. Призначення їх полягає в тому, щоб розчинити поживні речовини, які інакше не зможуть пройти через клітинну оболонку.

Знезараження води хлором речовинами. Сутність дії хлору полягає в окислювальних процесах, що відбуваються при взаємодії хлору і його сполук з органічними речовинами мікробної клітини. Вважають, що хлорнуватиста кислота вступає в реакцію з ферментами бактерій і тим самим порушує обмін речовин в бактеріальної клітці.

Бактерицидну дію озону пов'язано з його високим окислювальним потенціалом і легкістю його дифузії через клітинні оболонки мікробів. Він окисляє органічні речовини мікробної клітини і призводить до загибелі.

Ферменти. Вони беруть активну участь у всіх біологічних процесах, пов'язаних з життєдіяльністю мікробної клітини.

Будь-який чинник, діючий на ферменти, діє п на мікроорганізми, так як фізіологічні процеси, що протікають в мікробної клітці, майже повністю залежать від активності ферментів.

В мікробної клітці в дуже малих кількостях крім перерахованих містяться і інші зольні елементи Р, К, Са, Mg, 8, N3, Ре, Мп, Вг, С1, Со, N1, Ag, 2п, У, С1, V, А1 тощо.

Анаеробні процеси використовуються в практиці при знезараженні і розкладанні опадів стічних вод. Через малого теплового ефекту цієї реакції анаеробний процес зручний для сани тарної техніки, так як лрі синтезі мікробної клітини переробляється значна кількість органічної речовини.

Мікроорганізми пристосовуються до навколишнього середовища і всяке порушення оптимальних умов призводить до придушення їх розвитку і навіть до відмирання. Згубно діють на мікробну клітину зміна pH середовища, порушення кисневого режиму, різка зміна температури, поживних речовин, дія прямих сонячних променів, а також ібіологіческіе чинники. Наприклад, він і гинуть внаслідок лізису (розчинення їхніх клітин бактеріофагом) і внаслідок антагонізму з іншими бактеріями.

7. Мікробна клітина

Найважливішою особливістю патогенних мікробів є їх токсичність. Розрізняють екзотоксини і ендотоксини. Екзотоксини - отрути, які легко дифундують в навколишнє середовище. Ендотоксини міцно пов'язані з тілом мікробної клітини н звільняються тільки після її відмирання. Дія екзотоксинів специфічно, т. ч. вони вражають певні органи тканин.

У морській воді біохімічні процеси протікають повільніше, ніж у річковій. Це пов'язано з осмотичними явищами, за допомогою яких відбувається обмін речовин в мікробної клітці. Із середовища з високою концентрацією солей важче витягуються поживні

Усередині мікробної клітини відбувається ряд біохімічних перетворень поживних речовин, що призводять до синтезу нових клітинних компонентів (анаболічні перетворення) і до утворення низькомолекулярних сполук, включаючи продукти обміну або відходи метаболізму (катаболічні перетворення). Метаболічний шлях перетворень характеризують клітку як складну систему великим числом взаємозалежних і процесів, аналогічних стадіями виробництва.

Споживання поживних речовин в свою чергу пов'язано з конструктивними і енергетичним процесами в мікробних клітинах і залежить від витрат на ріст клітин і підтримання їх життєдіяльності в популяції. Так, для вуглецевмісного субстрату швидкість споживання складе

Характерним параметром процесу окислення органічного субстратасточних вод мікробними клітинами є величина біологічного споживання кисню (БПК). Розроблено велику число моделей кінетики споживання кисню ВПК.

Хімічний склад мікроорганізмів подібний хімічному складу тварин і рослин. Найважливішими елементами, що входять до складу клітин мікроорганізмів, є вуглець, кисень, (водень, азот, сірка, фосфор, магній, калій, кальцій, залізо. Перші чотири складають основу органічних сполук, їх міститься 90 ... 97% в сухому речовині. Інші елементи утворюють мінеральні сполуки, їх 5 ... 10%. Склад сухого речовини не перевищує 20 ... 25%, решта припадає на воду. Вміст води свідчить про її велике значення в житті мікроорганізмів . У воді розчинені як органічні, так і неорганічні мікробні клітини. У водному середовищі відбуваються основні біохімічні процеси (гідроліз вуглеводнів, білків і ін.), з водою видаляються продукти обміну.]

Фолієва кислота широко поширена в природі, будучи присутнім у всіх тварин, ростить, і мікробних клітинах. Особливо велике її зміст Вміст зелених рослин і в таких продуктах харчування (наводиться кількість фолієвої кислоти в мкг в 100 г продукту), як печінка (240), нирки (56), зелені овочі (петрушка - ПО, салат - 48 ), хліб з цілого зерна і борошна грубого помелу (20-30). М'ясо, яйця і молоко більш бідні фолієвої к-тій (4-15).

На поверхні клітинної стінки мікроорганізму розташовані макромолекули, які сприяють утворенню на ній заряду. Поверхня мікробної клітини заряджена негативно, тому що серед компонентів, що утворюють цю поверхню, присутні з'єднання, Ізоелектричний стан яких лежить в кислому середовищі. Окремі організми ми поляризовані, так як заряд рівномірно розташований по поверхні.

Кількості цих елементів коливаються і залежать від виду мікробів умовна існування, Значення зольних елементів при обміні речовин мікробної клітини дуже велике. Відсутність хоча б одного з них ускладнює процес обміну.

Технологічну основу БТС становить процес культивування мікроорганізмів - ферментація. При цьому біофаза споживає продукти харчування - мінеральну живильне середовище і субстрат, переробляє їх кліткою і виділяє в середовище метаболіти. В результаті обміну, синтез внутрішньоклітинних речовин, ріст клітини (збільшення біомаси) та її розвиток (морфологічні та фізіологічні зміни). Ріст і розвиток популяції мікроорганізмів є результатом найскладнішої сукупності фізіологічних, біохімічних, генетичних і кліткових процесів. Крім того, важливе місце займають процеси фізичної природи - перенос маси, енергії, кількості руху з навколишнього середовища до клітин і назад. Таким чином, процес ферментації можна розглядати як певним чином популяції мікроорганізмів у взаємодії з навколишнім середовищем (ферментаційної середовищем). Ферментаційна середу, що містить мікробні клітини, компоненти мінерального живлення, субстрат.

Роль розглянутої підсистеми зводиться в більшості випадків до механічної, хімічної чи фізико-хімічної обробці суспензії мікроорганізмів з метою виділення цільового продукту мікробіологічного синтезу з рідкої фази, отриманню його в концентрованому вигляді.

Слід зазначити, що особливості мікробіологічних середовищ з мікробними клітинами (дріжджі, бактерії), клітинні міцелії (гриби) і т. д., зумовлюють на практиці вибір того чи іншого технологічного процесу, а також схеми з'єднання технологічних елементів на даній стадії. Так, інтенсивний процес сепарації розділення твердих і середовищ в поле відцентрових сил у багатьох випадках, зокрема для бактеріальних суспензій, мало ефективний зважаючи незначної різниці густини клітини і рідкої фази.

На поверхні клітинної стінки мікроорганізму розташовані макромолекули, склад групи, які сприяють утворенню на ній заряду. Поверхня мікробної клітини заряджена негативно, тому що серед компонентів, що утворюють цю поверхню, присутні з'єднання, Ізоелектрична стан яких лежить в кислій середовищі. Окремі організми ми поляризовані, так як заряд рівномірно розташований на поверхності.

Кількості цих елементів коливаються і залежать від виду мікробів. Значення зольних елементів при обміні речовин мікробної клітини дуже велике. Відсутність хоча б одного з них ускладнює процес обміну.

Технологічну основу БТС становить процес культивування мікроорганізмів - ферментація. При цьому біофаза споживає продукти харчування - мінеральну живильне середовище і субстрат, переробляє їх кліткою і виділяє в середовище метаболіти. В результаті обміну речовин відбувається синтез внутрішньоклітинних речовин, ріст клітини (збільшення біомаси) та її розвиток (морфологічні та фізіологічні зміни). Ріст і розвиток популяції мікроорганізмів є результатом найскладнішої сукупності фізіологічних, біохімічних, генетичних і інших внутрішньоклітинних процесів. Крім того, важливе місце займають процеси фізичної природи - перенос маси, енергії, кількості руху з навколишнього середовища до клітин і назад. Таким чином, процес ферментації можна розглядати як певним чином популяції мікроорганізмів у взаємодії з навколишнім середовищем (ферментаційної середовищем). Ферментаційна середу, що містить мікробні клітини, компоненти мінерального живлення, субстрат, продукти метаболізму являє собою багатофазну систему, фізико-хімічні процеси. До середовища відноситься складний характер взаємодій між її складовими.

Роль розглянутої підсистеми зводиться в більшості випадків до механічної, хімічної чи фізико-хімічної обробці суспензії мікроорганізмів з метою виділення цільового продукту мікробіологічного синтезу з рідкої фази, отриманню його в концентрованому вигляді для подальшого перетворення.

Слід зазначити, що особливості мікробіологічних середовищ, з мікробними клітинами (дріжджі, бактерії), клітинні міцелії (гриби) і т. д., зумовлюють на практиці вибір того чи іншого технологічного процесу, а також схеми з'єднання технологічних елементів на даній стадії. Так, інтенсивний процес сепарації розділення твердих і рідких середовищ в поле відцентрових сил у багатьох випадках.

У цей період, що тривав до першої половини 40-х років, було синтезовано і вивчено кілька тисяч різноманітних аналогів I і П1. Сформульована загальна гіпотеза про механізм дії на мікробну клітину сульфаніламіда як конкурентного антагоніста памінобензойної кислоти, необхідного компонента нормального фолієвого обміну. Надалі було встановлено, що сульфаніламідні препарати інгібують дигідрофолатсинтетазу. З'ясовані певні закономірності зв'язку.

Для нормальної життєдіяльності і росту багатьох мікроорганізмів необхідна фолієва кислота, яка синтезується в мікробної клітці з ПАБК, глутамінової кислоти і птерину.

Размещено на Allbest.ru