Metabolismus chemotrofních bakterií - základní informace

Katabolismus v chemotrofní buňce probíhá ve čtyřech navazujících etapách, jejichž výsledkem je vznik intermediárních metabolitů, ATP a NAD(P)H₂. První etapu představuje rozklad vysokomolekulárních látek na jednoduché molekuly (tuků na mastné kyseliny a glycerol, bílkovin na aminokyseliny a polysacharidů na jednoduché cukry).

Ve druhé etapě jsou tyto látky postupně metabolizovány za vzniku kyseliny pyrohroznové (pyruvátu) a acetylkoenzymuA (acetyl-CoA), dvou ústředních metabolitů bakteriální buňky. Hlavní osou katabolismu je rozklad cukrů procesem označovaným jako glykolýza, kdy je molekula glukosy postupně přeměňována až na pyruvát za vzniku 2 molekul ATP. Pyruvát je dále oxidován na acetyl-CoA (mimo procesu anaerobní fermentace). Acetyl-CoA je dílčím metabolitem také katabolismu aminokyselin a mastných kyselin.

Acetyl-CoA vstupuje do Krebsova cyklu, kde je postupně oxidován za vzniku CO₂ (třetí etapa). Odejmuté vodíky ve formě NADH₂ vstupují do dýchacího řetězce lokalizovaného na cytoplasmatické membráně a redukují kyslík na vodu, příp. jiný terminální akceptor elektronů na jeho redukovanou formu, za současného vzniku ATP (čtvrtá etapa). Paralelně s glykolýzou probíhá tzv. fosfoglukonátová dráha, která generuje NADPH₂ pro potřeby biosyntézy.