Mikrobni metabolizam

Mikrobni metabolizam je proces kojim mikrobi dobijaju energiju i nutrijente (e.g. ugljenik) koji su im neophodni da žive i da se reprodukuju. Mikrobi koriste mnoštvo različitih tipova metaboličkih strategija i vrste se obično mogu međusobno diferencirati na osnovu njihovih metaboličkih karakteristika. Specifična metabolička svojstva mikroba su glavni faktori u određivanju mikrobne ekološke niše, i često omogućavaju datom mikrobu da bude koristan u industrijskim procesima ili odgovoran za biogeohemijske cikluse.

Tipovi

Shema protoka za određivanje metaboličkih svojstava mikroorganizama

Svi mikrobni metabolizmi se mogu grupisati koristeći tri principa:

1. Način na koji organizmi dobijaju ugljenik za sintetisanje ćelijske mase:

• autotrofni – ugljenik se dobija iz ugljen-dioksida ($\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$)
• heterotrofni – ugljenik se dobija iz organskih jedinjenja
• miksotrofni – ugljenik se dobija iz organskih jedinjenja i putem fiksacije ugljen-dioksida

2. Način na koji organizmi dobijaju redukujuće ekvivalente koristeći bilo energiju konzervacije ili biosintetičke reakcije:

• litotrofni – redukujući ekvivalenti se dobijaju iz neorganskih jedinjenja
• organotrofni – redukujući ekvivalenti se dobijaju iz organskih jedinjenja

3. Način na koji organizmi dobijaju energiju za život i rast:

• hemotrofni – energija se dobija iz spoljašnjih hemijskih jedinjenja
• fototrofni – energija se dobija iz svetlosti

U praksi se ovi termini slobodno kombinuju. Tipični primeri su:

• hemolitoautotrofi dobijaju energiju putem oksidacije neorganskih jedinjenja i ugljenika iz fikacije ugljen-dioksida. Primeri: nutrifikacione bakterije, sumpor-oksidujuće bakterije, gvožđe-oksidujuće bakterije, nolgas bakterije
• fotolitoautotrofi dobijaju energiju iz svetla i ugljenika iz fiksacije ugljen-dioksida, koristeći redukujuće ekvivalente iz neorganskih jedinjenja. Primeri: modrozelene bakterije (voda (Шаблон:Chem) kao donor redukujućeg ekvivalenta), -{Chlorobiaceae}-, -{Chromatiaceae}- (vodonik sulfid (Шаблон:Chem) kao donor redukujućeg ekvivalenta), -{Chloroflexus}- (vodonik (Шаблон:Chem) kao donor redukujućeg ekvivalenta)
• hemolitoheterotrofi dobijaju energiju iz oksidacije neorganskih jedinjenja, ali ne mogu da fiksiraju ugljen-dioksid (Шаблон:CO2). Primeri: neki pripadnici -{Thiobacilus}-, -{Beggiatoa}-, -{Nitrobacter spp.}-, -{Wolinella}- (sa Шаблон:Chem kao donorom redukujućeg ekvivalenta), nolgas bakterije, sulfat-redukujuće bakterije
• hemoorganoheterotrofi dobijaju energiju, ugljenik i redukujuće ekvivalente za biosintetičke reakcije iz organskih jedinjenja. Primeri: većina bakterija, e. g. -{Escherichia coli}-, -{Bacillus spp.}-, -{Actinobacteria}-
• fotoorganoheterotrofi dobijaju energiju iz svetlosti, a ugljenik i redukujuće ekvivalente za reakcije biosinteze iz organskih jedinjenja. Neke vrste su striktno heterotrofne, mnoge druge imaju i sposobnost fiksiranja ugljen-dioksida i miksotrofne su. Primeri: -{Rhodobacter}-, -{Rhodopseudomonas}-, -{Rhodospirillum}-, -{Rhodomicrobium}-, -{Rhodocyclus}-, -{Heliobacterium}-, -{Chloroflexus}- (alternativno fotolitoautotrofima sa vodonikom)