KARBONHİDRATLARIN SENTEZİ

Polisakkaridlerin sentezi, monosakkaridlerden başlar. Dışardan hücreye giren veya hücre içinde bulunan monosakkaridler arasında glikozid bağının kurulması suretiyle polisakkaridler sentezlenirler. Bu sentez olayı bakterilerde başlıca iki tarzda yürütülür:

1- Fosforilasyon: Fosforilase enzimleri tarafından katalize edilen bu reaksiyonda monosakkarid üniteleri arasında glikozid bağı kurularak polisakkaridler sentezlenirler: Örn: N. meningitidis tarafından maltozun sentezi şöyledir.

beta-D-glukoz-1-P6+D-glukoz « beta-D-glukozil D-glukoz +P

                                                                                    (beta-maltoz)

Bu reaksiyonda maltoz fosforilase enzimi beta-bağlarının kurulmasını katalize eder.

Sakkarozun sentezi de şöyledir:
alfa-D-glukoz -1-P + D-fruktoz « sakkoroz +P

Bazı mikroorganizmalarda bulunan sukroz fosforilase enzimi, fosforilasyon olayını katalize ederek sakkaroz oluşumunu sağlar.

Eğer glukoz monomerleri devamlı olarak birbirleriyle birleşirse düz bir nişasta zinciri (alfa-1,4-poliglikozid) meydana gelir. Glukojende ise zincir branşlıdır.
glukoz 1-fosfat + glukoz « nişasta + H₃PO₄ 

2- Transglikozilasyon: Bu reaksiyonda, glikozid bağının bir üniteden diğerine aktarılması ile, yeni bağlar kurulur ve polisakkaridler oluşturulur.

L. mesenteroides, bu biyokimyasal yolla, sakkarozdan bir polisakkarid olan dekstranı sentezler. Dekstran, glukoz monomerlerinden meydana gelmiştir.
n-sakkaroz(glukoz-1-fruktoz)®(dekstran)n+n-fruktoz

E. coli maltozdan nişasta benzeri madde sentezler.
n-maltoz (glukoz-1-glukoz)® (Dekstran)n + n-glukoz

Kapsül polimerlerinin sentezi: Desktran ve levanlar, disakkaridler (sakkaroz) kullanılarak sentezlenirler. Bu da ortamda sakkaroz ünitelerinin varlığına bağlıdır. Bakterilerde bulunan hyaluronik asit sentezi de benzer yollarla yapılır.

Hücre içi depo polisakkaritlerinin sentezi: Bazı hücreler içinde enerji ve karbon kaynağı olarak polisakkaritler (nişasta, glikojen) biriktirilir. Bunlar, gıda maddesi olarak, dış ortamdaki besin maddelerinin azaldığı durumlarda kullanılır.

Lipit Metabolizması

Lipidler, çeşitli bileşikler halinde, mikroorganizmaların hücre duvarında (özellikle, Gram negatiflerde), sitoplasmik membranda ve gıda deposu olarak ta hücre içinde bulunurlar. Mikobakterilerde de hücre duvarında balmumu halinde ve çok fazla miktarda lipitlere rastlanılır. Lipitler genellikle, yağlar (yağ asitlerinin gliserin esterleri), balmumu (yağ asitlerinin monoalkol esterleri) ve kompleks lipitler (fosfolipid, lipopolisakkarid, lipoprotein, v.s.) halindedirler.

Lipitler, karbon (C) ve hidrojenden (H) oluşmuş organik bileşiklerdir. Yapılarında, ayrıca, fosfor (P), nitrogen (N) ve sülfür (S) bulunabilir.

Lipitlerin Parçalanması

Mikroorganizmalarda bulunan hidrolitik enzimlerden, lipazlar yağları esas bileşenlerine ayrıştırır. Lipitler, hidrolize olunca, yağ asitleri ve gliserin meydana gelir.

                      lipase
Lipid + H₂O---------àyağ asitleri + gliserin

 Lipitlerin Sentezi

 Mikroorganizmalarda lipitlerin sentezi, üredikleri ortamdaki karbon bileşiklerinin karakterine bağlıdır. Asetat, laktat ve glukoz içeren ortamlarda, Mycobacterium phlei ürediği zaman, kafi derecede lipid sentez ederek asido-rezistans hale gelmesine karşın, karbon kaynağı ihtiva etmeyen aynı besi yerinde, asido-rezistans karakter oluşmamaktadır.

Gliserin, genellikle, glukoza oranla lipid oluşturmada daha aktiftir. B. subtilis, glukoz ve maya ekstratı ihtiva eden ortamlarda, 6-karbonlu zincir ile iki-düz zincirli yağ asitlerini sentez eder. Eğer besi yerine kısa zincirli yağ asitleri (propionik asit, butirik asit, v.s.) katılırsa uzun zincirli yağ asitleri sentezinde artma meydana gelir.

Uzun zincirli yağ asitlerinin monomerik öncülleri Acetyl-CoA ile malonyl-CoA'dır. Malonyl-CoA, CO₂ ve acetyl-CoA'dan biotin gerektiren reaksiyon sonucu meydana gelir. Yağ asitlerinin sentezi, genellikle, malonyl-CoA'dan başlar.

                                      Mn⁺⁺
CO₂ + ATP + E -biotin « CO₂ — E— biotin + ADP + Pi

CO₂ — E — biotin + CH₃.COSCoA  ® E — biotin + HOOCCH₂ COSCoA (malonyl — CoA)

Yağ asitlerinin sentezi, öncüllerden başlayarak bir seri reaksiyonlar sonunda gerçekleştirilir. Sentez için gerekli enerji ATP'den sağlanır. Önce acetyl-CoA, asetilasyona maruz kalarak malonyl-CoA meydana gelir. Bunu izleyen seri reaksiyonlardan sonra palmitik asit sentezlenebilir. Bu yağ asiti için net reaksiyon şöyledir:

Acetyl-CoA + 7 malonyl — CoA + 14 NADPH + 14H+  ® palmitik asit + 7CO₂ + 8 CoA + 14 NADP + 67H₂O

Bu reaksiyonda palmitik asit oluşuncaya kadar geçen birçok ara reaksiyonlar özel enzimler tarafından katalize edilirler.

GERİ