Бактерії, що руйнують целюлозу
Целюлоза - полісахарид, який є головним компонентом клітинних стінок вищих рослин і водоростей. Її синтез за своїми масштабами перевершує синтез всіх інших природних з'єднань, так що (поряд з крохмалем) целюлоза - найпоширеніше на Землі органічна сполука.
У той же час хімічну будову целюлози таке, що робить її матеріалом, інертним до багатьох впливів. Целюлоза - полімер, що складається з ланцюжків молекул бета-D-глюкози. з'єднаних бета-1,4-глікозидними зв'язками. Ланцюжки, в свою чергу, об'єднані в пучки (волокна). Волокна організовані таким чином, що гідрофільні групи целюлозних ланцюжків захищені від зовнішніх впливів. Волокна, крім того, оточені оболонкою, до складу якої входять віск і пектин. Все це надає целюлозним волокнам механічну міцність, робить їх нерозчинними в воді і стійкими до різних хімічних впливів.
Розкладати целюлозу в анаеробних і аеробних умовах здатні еубактеріі, що відносяться до різних таксономічних груп: окремі представники роду Clostridium. ряд актиноміцетів. миксобактерии. деякі бактерії роду Pseudomonas. з корінеформних бактерій представники роду Cellulomonas. постійні мешканці шлунка жуйних тварин, що відносяться до пологів Ruminicoccus. Bacteroides. Butyrivibrio і ін. Єдине, що об'єднує ці організми, - здатність синтезувати ферменти, що розщеплюють целюлозу.
Ферментативне розкладання целюлози здійснюється за допомогою целлюлазной комплексу і складається з декількох етапів. Спочатку ендо- бета-1,4-глюканаза розриває гликозидні зв'язку всередині целюлозної ланцюжка, що призводить до утворення досить великих фрагментів з вільними кінцями. Потім екзо- бета-1,4-глюканаза каталізує відщеплення від кінця ланцюжка дисахарида целлобіози. І, нарешті, остання гідролізується до глюкози за допомогою бета-глюкозидази.
Ферменти, що входять до складу целлюлазной комплексу, можуть виділятися в навколишнє середовище або залишатися пов'язаними з клітинної поверхнею. У першому випадку целюлоза за допомогою екзогенних глюканаза може розщеплюватися до целлобіози. У другому випадку ніяких позаклітинних целлюлаз і проміжних продуктів розщеплення целюлози в навколишньому середовищу не виявляється. На поверхні бактеріальної клітини знайдені сферичні частинки - центри целлюлолитической активності, що отримали назву целлюлосом. що складаються з поліпептидних субодиниць (комплекс целлюлазной ферментів) і вуглеводних фібрил.
Розкладання целюлози в аеробних умовах призводить до подальшого метаболізірованія глюкози в системі катаболічекіх процесів (гліколіз переходить в ЦТК) з надходженням водню (електронів) в дихальний ланцюг і переносу їх на О2.
Бактеріям, які використовують целюлозу, належить величезна роль в природі, так як саме їм ми зобов'язані розкладанням клітковини, що становить основну масу всіх синтезованих природних сполук.