Grundvorlesung Mikrobiologie Teil II (Unden) Stoffwechsel 1 ...

Grundvorlesung Mikrobiologie
Teil II (Unden)
Stoffwechsel
1. Bedeutung des Stoffwechsels der Mikroorganismen für Mensch und Natur
- Stoffkreisläufe (N-, C- Redox-Kreisläufe)
- Lebensmittelmikrobiologie
- Biotechnologie
- Schadreaktionen
- Vielfalt des Stoffwechsel: wissenschaftliches Interesse
Lebensmittelmikrobiologie:
Wichtige Prozesse, Beispiele Reaktionen aus der Lebesmittelmikrobiologie
2. Energetik des Stoffwechsels: wichtige Grundlagen
- Beziehung zwischen freier Energie (∆G) und Gleichgewichtskonstante K Gl
- Kopplung exergone Reaktion (Energiestoffwechsel) mit endergoner Reaktion (ATP-
Synthese)
- Energiereiche Bindungen und Verbindungen
- 'Synthese' energiereicher Verbindungen: Kopplung an energiereiche Redoxreaktionen
- NADH als zentraler [H]-Speicher der Zelle
3. Abbau von Zuckern (Hexosen)
– Strategie und Prinzipien der Glycolyse: Bildung Akzeptor für [H], Spaltung der Glucose
(Aldoladdition), Oxidation der Aldehyde (Neubildung einer energiereichen Bindung)
- Reaktionen der Glycolyse
- Hexoseabbau: KDPG- (Entner-Doudoroff-) Weg
- Oxidativer Pentosephosphat-Weg (Phosphoketolase-Weg)
4. (Anaerober) Gärungsstoffwechsel
a) Fermentatives Wachstum mit Zuckern
Gärreaktionen, Stoffwechselreaktionen, typische Mikroorganismen, ATP-Ausbeute;
energiekonservierende Reaktionen
– Alkoholische Gärung (S. cerevisiae, Zymomonas mobilis)
– Homo- und Heterofermentative Milchsäuregärung (Hexosen, Pentosen)
- Buttersäuregärung und 'Lösungsmittelproduktion' durch Clostridien
- Gemischte (Ameisen-) Säuregärung von E. coli
b) Vergärung von Aminosäuren
– Sticklandreaktion
c) Anaerobe Nahrungskette (Pansen)
5. Aerober Stoffwechsel: Oxidation der Substrate
- Pyruvatdehydrogenase und Citratzyklus (Prinzip und Reaktionen)
- Oxidativer Abbau von Fettsäuren, Kohlenwasserstoffen und Phenolen
Mono- und Dioxygenasen
6. Elektronentransport und ATP-Synthese
- Prinzip des Elektronentransports
- Elektronentransport und Bildung des Protonenpotentials (Beziehung ∆G 0 ’ und ∆E 0 ’)
- Aufbau von Elektronentransportketten und Elektronentransportenzymen
- Chinoloxidase-Weg und Cytochrom c-Oxidaseweg

7. Anaerobe Atmung
– Wichtige Elektronenakzeptoren und Formen der anaeroben Atmung
- Nitratatmung (Denitrifikation, Nitratammonifikation)
Enzyme und Reaktionen; Bildung des Protonenpotentials
- Fumaratatmung
8. Photosynthese von Bakterien (Grundlagen9
- Oxygene Photosynthese (Cyanobakterien)
- Anoxygene Photosynthese (Purpurbakterien, Grüne S-Bakterien, S-freie Bakterien)
Aufbau und Funktion Photosynthese Purpurbakterien (Organisation, Pigmente, Enzyme,
Bildung Protonenpotential, H-Donoren)
Viren
- Definition, Klassifizierung
- Aufbau Virionen
- Vermehrung von Viren, Virusreplikation
- Temperente Phagen (lytischer, lysogener Zyklus)
- Nachweis und Quantifizierung von Viren
Regulation des Stoffwechsels
- Ebenen der Regulation
- Expressionskontrolle/ Transkriptionskontrolle (Induktion, Repression, Genaktivierung)
- Regulation der Enzymaktivität