Типы питания. Микроорганизмы нуждают­ся в углеводе, азоте, сере, фосфоре, калии и других элементах. В зависимости от источников углерода для питания бактерии делятся на аутотрофы, использующие для построения своих клеток диоксид углерода С0₂ и другие неорганические соединения, и гетеротрофы, питающиеся за счет готовых органических соединений. Аутотрофными бактериями являются нитрифицирующие бактерии, находящиеся в почве; серобактерии, обитающие в воде с сероводородом; железобак­терии, живущие в воде с закисным железом, и др.

Гетеротрофы, утилизирующие органические остатки отмерших организмов в окружающей среде, называются сапрофитами. Гетеротрофы, вызывающие заболевания у человека или живот­ных, относят к патогенным и условно-патогенным. Среди пато­генных микроорганизмов встречаются облигатные и фа­культативные паразиты (от греч. parasitos — нахлебник). Облигатные паразиты способны существовать только внутри клетки, например риккетсии, вирусы и некоторые простейшие.

В зависимости от окисляемого субстрата, называемого доно­ром электронов или водорода, микроорганизмы делят на две группы. Микроорганизмы, использующие в качестве доноров во­дорода неорганические соединения, называют литотрофны-ми (от греч. lithos — камень), а микроорганизмы, использую­щие в качестве доноров водорода органические соединения, — органотрофами.

Учитывая источник энергии, среди бактерий различают фототрофы, т.е. фотосинтезирующие (например, сине-зеленые во­доросли, использующие энергию света), и хемотрофы, нуж­дающиеся в химических источниках энергии.

Автотроф — синтезирует все углеродсодержащие компоненты клетки из СО2, как единственного источника углерода

Гетеротрофы — используют разнообразные органические углеродсодержащие соединения (гексозы, спирты и др)

Прототрофы — МО, способные синтезировать все необходимые им органические соединения из глюкозы и солей аммония.

Ауксотрофы — не способны синтезировать какое-либо из этих соединений (чаще, это патогенные или условно патогенные для человека МО)

27. Ферменты бактерий: основные группы, примеры. Методы изучения ферментов для идентефикации

Ферментный состав МО определяется его геномом и является стабильным признаком, поэтому определение сахаролитических и протеолитических свойств является дифференциально-диагностическим.

По локализации:

- экзоферменты (во внешнюю среду)

- эндоферменты (в ЦП или ЦПМ)

Функциональное назначение экзоферментов связано с расщеплением макромолекул в окружающей среде.

Конститутивные ферменты — постоянно синтезируются в микробной клетке

Индуцибельные — их концентрация возрастает в зависимости от наличия соответствующего субстрата.

· В микробной клетке ферменты катализируют многочисленные процессы биосинтеза клеточ­ных структур и получения энергии. У бактерий обнаруживаются основные группы ферментов:

•  Оксидоредуктазы – катализируют реакции окисления-восстановления.
• Трансферазы – катализируют реакции переноса различных групп от донора к акцептору.
• Гидролазы – катализируют разрыв связей в субстратах с присоединением воды.
• Лиазы – катализируют реакции разрыва связей в субстрате без присоединения воды или окисления.
• Изомеразы – катализируют превращения в пределах одной молекулы (внутримолекулярные перестройки).
• Лигазы (синтетазы) – катализируют присоединение двух молекул с использованием энергии фосфатных связей:

 Часть из них (экзоферменты) выделяется наружу, осуществляя внеклеточные реакции: расщепление макромолекул пита­тельных веществ до простых соединений, разрушение антибиотиков (например, бета- лактамаза инактивирует пенициллин) и др. Эндоферменты катализируют реакции внутри клетки: расположенные в цитоплазматической мембране пермеазы переносят питательные вещества в клетку, оксидоредуктазы обеспечивают получение энергии и т.д. Кроме того, болезнетворные бактерии могут обладать ферментами, выполняющими функцию факторов патогенности. Например, гиалуронидаза расщепляет основное вещество соединительной ткани, фибринолизин участвует в растворении кровяных сгустков, что способствует распространению возбудителя в организме.

Ферменты обладают высокой специфичностью и многообразием у микробов. По индивидуальному набору ферментов (биохимическим свойствам) часто определяют вид микроба. Наибольшее значение при идентификации бактерий имеет определение сахаролитических и потеолитических свойств. При этом изучаемый микроорганизм помещают в питательную среду, содержащую субстрат (углевод или белок) и индикатор. О наличии фермента судят по изменению цвета индикатора, который реагирует на продукты разложения субстрата.

Микробные ферменты широко используют в биотехнологии и медицине. С их помощью осуществляют генноинженерные исследования, получают биологически активные вещества, вакцины, сыворотки. В медицине, например, для улучшения пищеварения применяют амилазу и диастазу из аспергиллов, для заживления ран (ожогов) - коллагеназу из клостридий.