BÀI 23: QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI CÁC CHẤT Ở VI SINH VẬT I. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP
1. Đặc điểm của quá trình tổng hợp ở vi sinh vật
- Diễn ra với tốc độ nhanh, phương thức tổng hợp đa dạng đảm bảo cho sự sinh trưởng nhanh chóng của vi sinh vật.
- Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các chất là thành phần chủ yếu của tế bào như axit nuclêic, prôtêin, pôlisaccarit,… nhờ sử dụng năng lượng và các enzim nội bào.
2. Một số quá trình tổng hợp ở vi sinh vật
- Tổng hợp prôtêin: do các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit.
n(axit amin) → Prôtêin
- Tổng hợp pôlisaccarit: sử dụng chất khởi đầu là ADP - glucôzơ.
(Glucôzơ)n + ADP – glucôzơ → (Glucôzơ)n+1 + ADP - Tổng hợp lipit: do sự kết hợp glixêrol và các axit béo bằng liên kết este.
Glixêrol + Các axit béo → Lipit
- Tổng hợp axit nuclêic: các bazơ nitơ kết hợp với đường 5 cacbon và axit phôtphoric để tạo ra các nuclêôtit, sự liên kết các nuclêôtit tạo ra các axit nuclêic.
Bazơ nitơ + Đường 5C + Axit phôtphoric → Nuclêôtit → Axit nuclêic 3. Ứng dụng quá trình tổng hợp ở vi sinh vật
Con người ứng dụng quá trình tổng hợp ở vi sinh vật để tổng hợp nên các chất cần thiết cho con người. Ví dụ:
- Tổng hợp axit amin quý: sử dụng vi khuẩn Corynebacterium glutamicum để tổng hợp axit glutamic, sử dụng vi khuẩn Brevibacterium để tổng hợp lizin,…
- Tạo prôtêin đơn bào: sử dụng nấm men, vi tảo,… tạo prôtêin đơn bào giàu chất dinh dưỡng làm thức ăn cho người và vật nuôi.
- Sản xuất kháng sinh: sử dụng nấm Penicillin để sản xuất thuốc kháng sinh,…
II. QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI 1. Phân giải prôtêin và ứng dụng
- Diễn ra bên ngoài cơ thể: vi sinh vật tiết prôtêaza ra môi trường để phân giải các prôtêin phức tạp thành các axit amin. Các axit amin này được vi sinh vật hấp thụ và phân giải tiếp để tạo ra năng lượng cho hoạt động sống của tế bào.
- Ứng dụng: sử dụng vi sinh vật để phân giải prôtêin của cá và đậu tương để làm nước mắm, nước tương,…
Bào tử mốc tương Aspergillus oryzae được sử dụng để làm tương.
2. Phân giải pôlisaccarit và ứng dụng
- Nhiều loại vi sinh vật có khả năng phân giải ngoại bào các pôlisaccarit tạo thành đường đơn, sau đó các đường đơn này được vi sinh vật hấp thụ và phân giải tiếp theo con đường hô hấp hiếu khí, kị khí hay lên men.
- Ứng dụng:
+ Sử dụng nấm (đường hóa) và nấm men rượu lên men êtilic để sản xuất rượu (êtanol), sử dụng nấm men bia để sản xuất bia,…
+ Sử dụng vi khuẩn lactic để lên men lactic để sản xuất sữa chua, muối chua rau củ,…
+ Sử dụng vi sinh vật có khả năng tiết ra hệ enzim phân giải xenlulôzơ để phân giải xác thực vật làm cho đất giàu chất dinh dưỡng và tránh ô nhiễm môi trường.
- Tác hại: do quá trình phân giải mà vi sinh vật làm hỏng thực phẩm, đồ uống, quần áo và thiết bị có xenlulôzơ.
III. MỐI QUAN HỆ GIỮA TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI
- Tổng hợp (đồng hóa) và phân giải (dị hóa) là hai quá trình ngược chiều nhau, nhưng thống nhất trong hoạt động của tế bào: quá trình tổng hợp cung cấp nguyên liệu cho quá trình phân giải; còn quá trình phân giải các chất cung cấp năng lượng, nguyên liệu cho quá trình tổng hợp.
- Con người đã sử dụng mặt có lợi và hạn chế mặt có hại của quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật nhằm phục vụ cho đời sống và bảo vệ môi trường.
