Allgemeine Mikrobiologie

234 8Biosynthesen
Tab.8.2 MittlereZusammensetzungeinerProkaryontenzelle(Escherichiacoli).
DieMakromolekülemachen96%desTrockengewichtsaus.
Makromolekül
(%desTrockengewichts)
BedarfanBausteinenfür
1gZelltrockenmasse(mmol)
Bausteine
Aktivierung
Protein(50%) 5000 20L-Aminosäuren alsaa-tRNA
RNA(10–20%) 300–600 4NMP alsNTP
DNA(3%) 100 4dNMP alsdNTP
Lipide(10%) 130 Glycerin alsGlycerin-3-phosphat
260 3–4Fettsäuren
(16:0,16:1D9,18:1D11)
130 3–4polareKopfgruppen
(Ethanolamin,Glycerin,L-Serin)
mitAcyl-Carrier-Protein
mitCDP
Murein(3–10%) 30–100 N-Acetylglucosamin mitUDP
30–100 N-Acetylmuraminsäure mitUDP
90–300 3D-,L-Aminosäuren mitATP
30–100 D-Ala-D-Ala mitATP
Lipopolysaccharid(10%) 16 N-Acetylglucosamin mitUDP
48 3–4Fettsäuren mitAcyl-Carrier-Protein
24 Ethanolamin mitCDP
100–200 mehrereZucker mitNDP
alsoxidierteIonen(Nitrat,Phosphat,Sulfat,Fe(III))inanorganischer
Form frei. Solche Ionen müssen in die Zelle transportiert werden.Bei
MangelandiesenIonenwirddafürhäufigeinhochaffines,ATP-getriebenesTransportsystemverwendet.SinddieseIoneningrößererKonzentrationvorhandenwirdeinSymportmitH
+ oderNa + bevorzugt.Erkostet
wenigerEnergie,kannaberauchnurgegeneingeringeresKonzentrationsgefällezwischeninnenundaußenarbeiten.
Plus8.2 Urease
Harnstoff wird durch das Nickelenzym
Ureasehydrolytischzersetzt:
NH 2 –CO–NH 2 +2H 2 O p2NH 3 +H 2 CO 3
(pCO 2 +H 2 O).
Manche Bakterien, die hohe Harnstoffkonzentrationen
in ihrer Umgebung vorfinden,
bilden konstitutiv Urease. Beispiele sind das
Magenbakterium Helicobacter pylori,dasdie
Base NH 3 bildet und dadurch in der sauren
Magenschleimhaut überlebt, und Bacillus
pasteurii und Sporosarcina ureae, die in
Jauche vorkommen und an pH-Werte von
9–10angepasstsind.
8.4.1 Stickstoff
Ammoniakbzw.NitratalsN-Quelle
BeimAbbauvonorganischenVerbindungenwirdderZellstickstoffwieder
als Ammoniak NH 3 frei.Ammoniakist auch diebevorzugteN-Quelle.
Ammoniakistflüchtig,giftigundeineschwacheBase(NH 4 + ,pK a =9,3);
erliegtbeineutralempHals NH 4 + vor,das aktiv aufgenommenwird.
Wegen seiner Giftigkeit binden Landtiere den Ammoniak sofort und
scheidenStickstoffinunschädlicher,gutwasserlöslicherFormalsHarnstoff
(Plus 8.2)oderHarnsäure (ein Purin) aus; beides sind ebenfalls
wichtigeN-QuellenfürMikroorganismen.
Ammonium bleibt nur unter anaeroben Bedingungen erhalten und
istfürchemolithotropheBakterien(Nitrifizierer)einbegehrtesSubstrat.
MitSauerstoffwirdesüberNitritzuNitratoxidiert(Kap.11.3.3), das
unteraerobenBedingungendiehäufigsteN-Quelleist.
Aus Fuchs, G. : Allgemeine Mikrobiologie (ISBN 978-313-444608-1) © Georg Thieme Verlag KG 2007
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