VetBact

Inledning

Alla bakterier av betydelse inom veterinär- och humanmedicin är kemo­organo­heterotrofa, vilket betyder att de får sin energi från organiska kolföreningar, som också utnyttjas som kolkälla. Enda undantaget är cyano­bakterier, som är fotolitoautotrofa, d.v.s. de får sin energi från ljus och de utnyttjar oorganiskt kol i form av CO₂ (koldioxid) som kolkälla.

Bakterier kan alltså utvinna energi genom oxidation av kolhydrater (framför allt glukos) och dessa bakterier sägs vara sackarolytiska. En del andra bakterier kan istället använda aminosyror eller lipider som energikälla, men detta är ovanligare och dessa bakterier sägs vara asackarolytiska. Kolhydrater ingår också i en mängd olika cellulära processer hos bakterier och bakteriell kolhydratmetabolism är mycket diversifierad. Detta är förklaringen till att bakterier kan växa och frodas i praktiskt tagat alla miljöer på vår planet.

Glykolys

Glukos, som är en monosackarid med 6 kolatomer (hexosmonosackarid), är en av de viktigaste kolhydratmolekylerna, som bakterier kan utvinna energi ifrån. Detta sker genom en oxidationsprocess, som kallas glykolys och vid glykolysen bryts glukos ner till pyruvat. Bakterier kan också bryta ner bl.a. laktos och mannitol till pyruvat genom glykolys. Laktos är en disackarid, som består av två hexosmono­sackarider (galaktos och glukos). Mannitol är en hexos­mono­sackarid­alkohol. Om en bakterie har de rätta enzymsystemen så kan även dessa kolhydrater oxideras genom glykolys.

Under anaeroba förhållanden kan pyruvat omvandlas till en rad olika produkter, beroende av vilka enzymsystem mikroorganismen ifråga har. Denna process kallas fermentation och genom att undersöka vilka kolhydrater en viss bakterie kan fermentera och vilka slutprodukter, som bildas, kan man identifiera bakterien ifråga.

Vissa bakterier kan också omvandla aminosyran tryptofan till pyruvat om de har enzymet typtofanas (kan påvisas genom indol­testet). Puruvat kan sedan ta olika vägar i metabolismen, beroende på om O₂ (syrgas) finns tillgängligt och beroende på vilka enzymsystem, som bakterien har. Om O₂ saknas och om bakterien är fakultativt anaerob, syretolerant eller anaerob kan puruvat omvandlas vidare genom fermentation.

Fermentation

Fermentation är en metabolisk process, som inte kräver O₂ och som kan utnyttjas av väldigt många olika bakterier. Fermentationen i kombination med glykolysen resulterar i produktion av ATP, som är den viktigaste energiformen för bakterier och andra organismer. Exempel på slutprodukter efter fermentationen är: mjölksyra (laktobaciller), etanol (jäst), 2,3-butandiol (Klebsiella spp.), myrsyra (Shigella spp.), smörsyra (Clostridium sp.) och blandade syror (E. coli m.fl.). Glykolys i kombination med fermentation är inte någon effektiv process för att utvinna energi eftersom kolhydraten inte oxideras fullständigt  till CO₂ och H₂O. Därför bildas det bara 2 ATP-molekyler för varje kolhydratmolekyl som oxideras och fakultativa anaerober växer alltid bättre i närvaro av O₂.

I avsnitten om Krebscykeln och Elektrontransportkedjan beskrivs hur den kemiska energin i pyruvat kan utvinnas på ett effektivare sätt.

Uppdaterad: 2019-10-10.