МИКРОБИОЛОГИЯ Учебное пособие - 2012

ГЛАВА 9. ФИЗИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

9.2. ПИТАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ

9.2.2. Механизмы поступления питательных веществ в клетку

На скорость поступления питательных веществ в клетку оказывают влияние величина молекул и их растворимость в воде или липидах, pH среды, концентрация растворенных веществ и др. Клеточная стенка пропускает лишь небольшие молекулы и ионы и является барьером, задерживающим проникновение внутрь клетки веществ с высокой молекулярной массой (более 600 Д). Избирательное поступление питательных веществ в микробную клетку регулируется цитоплазматической мембраной. В настоящее время изученными являются следующие механизмы поступления питательных веществ в клетку: пассивная диффузия, облегченная диффузия, активный транспорт, транслокация группы.

Пассивная диффузия — процесс поступления воды и некоторых растворенных низкомолекулярных веществ (например, токсинов) через цитоплазматическую мембрану в клетку по градиенту концентрации. Скорость пассивной диффузии невелика, она происходит без затраты энергии.

Облегченная диффузия также происходит по градиенту концентрации без затраты энергии, однако она отличается от пассивной диффузии тем, что перенос молекулы питательного вещества осуществляется с помощью субстрат-специфического транспортного белка — пермеазы. Пермеаза катализирует присоединение молекулы вещества к активному центру на своей поверхности и транспортирует ее через цитоплазматическую мембрану в цитоплазму. Там пермеаза освобождается от вещества и возвращается за новой молекулой к наружной поверхности мембраны. Местом синтеза и локализации пермеаз является цитоплазматическая мембрана.

Активный транспорт отличается от облегченной диффузии тем, что перенос молекулы вещества происходит с помощью пермеазы, но против градиента концентрации, что требует затраты энергии в виде АТФ.

Транслокация группы. В этом случае перенос молекулы вещества осуществляется с помощью специфических белков-переносчиков транслоказ против градиента концентрации с затратой энергии. В отличие от активного транспорта молекула вещества при прохождении через цитоплазматическую мембрану претерпевает химическую модификацию. В частности, процесс переноса в клетки бактерий молекул глюкозы сопровождается ее фосфорилированием.