Mikrobio 05. Metabolismus
Nutrients, microbial growth, principles of metabolism
Nutrients, microbial growth, principles of metabolism
Wichtigste Elemente in Mirkoorganismen
Makronährstoffe:
CONHPS
(Protein, Nukleinsäure, Lipid, Polysaccharid)
Mikronährstoffe:
Na, Mg, K, Ca, Cl
Fe, Cu, Ni, Zn, Mn, ....
Autotroph ≠ Heterotroph
C-Quelle
- Anorganisch
- Organisch
(Hat NICHTS mit Energiegewinnung zu tun)
Kulturmedium
Nährstofflösung
- Definiertes Medium (chemische zusammensetzung bekannt)
- Komplexes Medium
Exponetielles Wachstum
(Formel)
Nt = N0 * 2n
N: Zellzahl zu Zeit t oder 0
n: Anzahl Generationen
Generationszeit g = t/n
Typische Wachstumskurve
(Phasen)
- Lag
- (Epigenetische) Anpassung an Nährmedium, schnelles Wachstum, ..
- Mehr Mitochondrien
- evt. Anpassung des Mediums (Redoxpotential)
- Exponential
- fixe Verdoppelungszeit
- Sationär
- Kapazität erreicht (Nahrung, Raum)
- Absterbe
- Zu geringes Nahrungsangebot
- Toxine
- toxische Ausscheidungsprodukte
Mikrobielles Wachstum messen
- Mikroskopisch zählen
- Verdünnungsreihe, Zählen neuer Kulturen
- Trübung messen
Verdünnungsreihen kommen auf viel weniger Organismen
- Tote Bakterien nicht mitgezählt
- Nicht aus jedem lebenden Bakterium wird eine neue Kolonie
Temperatur
Wichtiger abiotischer Faktor
- zu tief
- gefriefen
- zu unstabile Membran
- langsame Reaktionen
- zu hoch
- Denaturierung von Proteinen
- RGT-Regel (+10°C => doppelt so schnell)
- Anpassung an verschiedene Temperaturoptimums
Psychrophil (Psychrotolerant)
Wachstum bei tiefen Temperaturen Optimal (möglich)
Anpassungen:
- Veränderte Enzymkinetik
- Mehr Polare Aminosäuren
- Ungesättigte Fettsäuren
Sauerstoff
- Aerob (benötigen O2 für Stoffwechsel)
- Anaerob (Dürfen keinem O2 ausgesetzt sein)
- Fakultativ (nutzen O2 falls vorhanden)
- Microaerophiles (O2 muss zu tieferer Konzentration vorhanden sein)
- Aerotolerant (Tolerieren O2 ohne zu nutzen)
Methabolismus
Anabolismus
Katabolismus
Stoffwechsel
Energie verbrauchend
Energie freisetzend
Cofaktoren
Alles was nicht zur Peptidkette gehört
fest gebunden: kovaltent oder mit hoher Affinität
lose gebunden: kann Dissoziieren
Energiequelle
(≠ C-Quelle)
Energiequelle
- Cemotrophie
- Lithotrophie
- Organotrophie
- Phototrophie
C-Quelle
- Autotrophie (>50% von CO2)
- Heterotrophie
Möglichkeiten ATP zu Synthetisieren
- Substrat-level Phosphorylierung
- Chemiosmotische Phosphorylierung
- Oxidative Phosphorylierung
- Photo Phosphorylierung
Aufbau des H+ Gradients durch e- Transport Kette
Redoxpotential (E°')
Umwandlung in ΔG
Tendenz seinen Reaktionspartner durch e- entzug zu oxidieren
Es können nur relative Werte angegeben werden
⇒ Definierter Nullpunkt 2H+ + 2e- → H2
ΔG = z*F*ΔE°'
- F: Faradeykonstante
- z: Anzahl übertragene e- (von Reaktionsgleichung abhängig)
Begriffe für O2
- Aerob ≠ Anaerob
- Aerotolerant
- Oxisch ≠ Anoxisch
- Oxigen ≠ Anoxigen
- Aerob ≠ Anaerob
- e- Akzeptor
- Aerotolerant
- nicht als e- Akzeptor, aber keine Schäden
- Oxisch ≠ Anoxisch
- Umwelt mit O2
- Oxigen ≠ Anoxigen
- Photosynthese mit H2O als e- Donator
Chemoorganotroph
- Gärung
- Anaerobe Atmung
- Aerobe Atmung
Energie und C aus Organischen Verbindungen
Chemolithotroph
- Anaerobe Atmung
- Aerobe Atmung
Energie und C aus anorganischen Molekülen
Phototroph
- Oxigen
- Anoxigen
- Photoheterotroph
- Photoautotroph
Energie aus Licht
C je nach dem
-
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Lernkarten
Wichtigste Elemente in Mirkoorganismen
Makronährstoffe:
CONHPS
(Protein, Nukleinsäure, Lipid, Polysaccharid)
Mikronährstoffe:
Na, Mg, K, Ca, Cl
Fe, Cu, Ni, Zn, Mn, ....
Autotroph ≠ Heterotroph
C-Quelle
- Anorganisch
- Organisch
(Hat NICHTS mit Energiegewinnung zu tun)
Kulturmedium
Nährstofflösung
- Definiertes Medium (chemische zusammensetzung bekannt)
- Komplexes Medium
Exponetielles Wachstum
(Formel)
Nt = N0 * 2n
N: Zellzahl zu Zeit t oder 0
n: Anzahl Generationen
Generationszeit g = t/n
Typische Wachstumskurve
(Phasen)
- Lag
- (Epigenetische) Anpassung an Nährmedium, schnelles Wachstum, ..
- Mehr Mitochondrien
- evt. Anpassung des Mediums (Redoxpotential)
- Exponential
- fixe Verdoppelungszeit
- Sationär
- Kapazität erreicht (Nahrung, Raum)
- Absterbe
- Zu geringes Nahrungsangebot
- Toxine
- toxische Ausscheidungsprodukte
Mikrobielles Wachstum messen
- Mikroskopisch zählen
- Verdünnungsreihe, Zählen neuer Kulturen
- Trübung messen
Verdünnungsreihen kommen auf viel weniger Organismen
- Tote Bakterien nicht mitgezählt
- Nicht aus jedem lebenden Bakterium wird eine neue Kolonie
Temperatur
Wichtiger abiotischer Faktor
- zu tief
- gefriefen
- zu unstabile Membran
- langsame Reaktionen
- zu hoch
- Denaturierung von Proteinen
- RGT-Regel (+10°C => doppelt so schnell)
- Anpassung an verschiedene Temperaturoptimums
Psychrophil (Psychrotolerant)
Wachstum bei tiefen Temperaturen Optimal (möglich)
Anpassungen:
- Veränderte Enzymkinetik
- Mehr Polare Aminosäuren
- Ungesättigte Fettsäuren
Sauerstoff
- Aerob (benötigen O2 für Stoffwechsel)
- Anaerob (Dürfen keinem O2 ausgesetzt sein)
- Fakultativ (nutzen O2 falls vorhanden)
- Microaerophiles (O2 muss zu tieferer Konzentration vorhanden sein)
- Aerotolerant (Tolerieren O2 ohne zu nutzen)
Methabolismus
Anabolismus
Katabolismus
Stoffwechsel
Energie verbrauchend
Energie freisetzend
Cofaktoren
Alles was nicht zur Peptidkette gehört
fest gebunden: kovaltent oder mit hoher Affinität
lose gebunden: kann Dissoziieren
Energiequelle
(≠ C-Quelle)
Energiequelle
- Cemotrophie
- Lithotrophie
- Organotrophie
- Phototrophie
C-Quelle
- Autotrophie (>50% von CO2)
- Heterotrophie
Möglichkeiten ATP zu Synthetisieren
- Substrat-level Phosphorylierung
- Chemiosmotische Phosphorylierung
- Oxidative Phosphorylierung
- Photo Phosphorylierung
Aufbau des H+ Gradients durch e- Transport Kette
Redoxpotential (E°')
Umwandlung in ΔG
Tendenz seinen Reaktionspartner durch e- entzug zu oxidieren
Es können nur relative Werte angegeben werden
⇒ Definierter Nullpunkt 2H+ + 2e- → H2
ΔG = z*F*ΔE°'
- F: Faradeykonstante
- z: Anzahl übertragene e- (von Reaktionsgleichung abhängig)
Begriffe für O2
- Aerob ≠ Anaerob
- Aerotolerant
- Oxisch ≠ Anoxisch
- Oxigen ≠ Anoxigen
- Aerob ≠ Anaerob
- e- Akzeptor
- Aerotolerant
- nicht als e- Akzeptor, aber keine Schäden
- Oxisch ≠ Anoxisch
- Umwelt mit O2
- Oxigen ≠ Anoxigen
- Photosynthese mit H2O als e- Donator
Chemoorganotroph
- Gärung
- Anaerobe Atmung
- Aerobe Atmung
Energie und C aus Organischen Verbindungen
Chemolithotroph
- Anaerobe Atmung
- Aerobe Atmung
Energie und C aus anorganischen Molekülen
Phototroph
- Oxigen
- Anoxigen
- Photoheterotroph
- Photoautotroph
Energie aus Licht
C je nach dem
