Регуляция обмена веществ у микроорганизмов

После изучения данной главы студент должен: знать

• • особенности регуляции метаболизма у различных микроорганизмов; уметь
• • объяснить различия разных уровней регуляции; владеть
• • навыками контроля активности ферментов микроорганизмов.

Способы регуляции микробного метаболизма

Основные уровни регулирования

Для существования и функционирования живых клеток важна не только регуляция активности отдельных путей метаболизма, но и координация деятельности этих путей. Без адекватного контроля происходит дезорганизация метаболизма и, в конечном итоге, гибель клетки. Задача регуляторных механизмов необычайно сложна. Все пути метаболизма должны регулироваться и координироваться так эффективно, чтобы все клеточные компоненты присутствовали в данный момент в точно необходимых количествах. К тому же микробные клетки должны эффективно «отвечать» на изменения окружающей среды использованием имеющихся на данный момент питательных веществ и включением новых катаболических путей, когда другие вещества становятся доступными. Поскольку композиция химических соединений окружающей среды непрерывно меняется, то регуляторные процессы должны постоянно соответствовать новым условиям. Регуляция важна для поддержания баланса между энергодающими и синтетическими реакциями в клетке.

Поток углерода и энергии через тот или иной путь может регулироваться тремя основными способами:

• 1) локализацией метаболитов и ферментов в разных частях клетки;
• 2) стимуляцией или ингибированием активности определенных ферментов, позволяющей быстро менять путь метаболизма;
• 3) контролем количества молекул фермента у микроорганизмов (обычно на уровне транскрипции). Этот способ более медленный, поскольку ферменты синтезируются только тогда, когда в них есть необходимость.