อาหารเลี้ยงเชื้อ เมตาบอลิซึม การเจริญเเละการเสื่อมของเเบคทีเรีย

1. แหล่งของคาร์บอน
Autotrophs ได้คาร์บอนจากแก๊ส CO2 ส่วน Heterotrophs ได้คาร์บอนจากสารอินทรีย์
ธาตุทีเป็นองค์ประกอบของเซลล์เช่น C, H, O, N, S, P
ปัจจัยในการเจริญ (Growth Factors)(GF)
สารอินทรีย์จําเป็นสําหรับใช้ในการเจริญ ได้แก่ amino acids, vitamins, purines, pyrimidines
Prototrophs do not require GF→ Nonfastidious ไม่เรืองมาก
Auxotrophs require some GF(s) → Fastidious เรืองมาก
อาหารเลียงเชือ (ซํา*)
1. Plain media ใช้กับ non-fastidious bacteria เช่น Trypticase soy agar (TSA) เป็นอาหารเลียงเชือ ประกอบด้วย เค
ซีน และถัวเหลืองทีถูกย่อยด้วยเอนไซม์
2. Enriched media ใช้กับ fastidious bacteria เช่น
-Blood agar
-Chocolate agar → ทําตอนร้อนทําให้เม็ดเลือดแดงแตก
3. Enrichment media ส่วนใหญ่เป็นของเหลว ใส่สารยับยัง bacteria ทีเราไม่ต้องการ มีสารอาหารทีจําเป็นต่อ
target bacteria เช่น Selenite F broth for Salmonella Alkaline peptone water for Vibrio
4. Selective media ส่วนใหญ่เป็นของแข็ง ใส่สารยับยัง bacteria ทีเราไม่ต้องการ มีสารอาหารทีจําเป็นต่อ target
bacteria เช่น
MacConkey agar for Gram negative bacteria (crystal violet inhibits Gram positive bacteria)
Shigella-Salmonella agar
Succinate broth for bacteria that can use succinate as carbon source
เกลียด้วยวิธี steck plate
ต้องการสารอาหารในเม็ดเลือด

2. 5. Differential media for distinguishing different bacteria from different growth characteristics เช่น
Indicators i.e. pH indicators
MacConkey agar, SS agar, blood agar → เป็นได้ทังสอง media
6. Transport media ใช้เก็บเชือในระหว่างการขนส่ง ช่วยให้แบคทีเรียมีชีวิตแต่ไม่ทําให้เจริญ เพราะ มี Low
nutrients มี Buffers และ salts มี Activated charcoal ช่วยดูดซับสารพิษ เช่น Cary-Blair medium, Stuart medium,
Amies medium
Bacterial metabolism
Hemolysis pattern on blood agar สามารถแยกแบคทีเรีย 3 ชนิดออกจากกันได้
1. Alpha hemolysis = ย่อยเม็ดเลือดแดงได้บางส่วน
2. Beta hemolysis = ย่อยเม็ดเลือดแดงได้สมบูรณ์
3. Gamma hemolysis = ย่อยเม็ดเลือดแดงไม่ได้
Biochem reaction in TSI agar
(TSI (Triple Sugar Iron Agar slant) ใช้ในการแยกเชือแกรมลบ)
Yellow = acid
Pink = alkaline
Black = hydrogen sulfide
Crack/space bottom = gas
แยกเชือจากตําแหน่งของการเกิดปฏิกิริยาและผลิตภัณฑ์
NADH, NADPH
นําไปสร้างหน่วยย่อยต่างๆ

3. การนําเข้าสารอาหาร
Passive diffusion เป็นการลําเลียงทีไม่ใช้พลังงาน ความเร็วลดลงเมือความเข้มข้นเท่ากันทังสองฝัง
มีขัวเข้าทาง protein channel
Facilitated diffusion -> Higher diffusion rate มีความจําเพาะต่อสารมากกว่า
Active transport มีความจําเป็นมากทีสุด เป็นการลําเลียงต้านความเข้มข้น ใช้พลังงานจาก ATP และ motive force
(PMF) เช่นการลําเลียง Sugars, amino acids, minerals
Group translocation
เป็นการใช้โปรตีนจํานวนมากในการขนส่งสารเข้าไป เช่น กระบวนการ phosphotransferase system เพือย่อยนําตาล
โดยกลุ่มของเอนไซม์ส่งผ่านฟอสเฟตจาก PEP ไปยังนําตาล และใช้พลังงานจาก PEP ผลลัพธ์ทีได้คือได้นําตาลเข้ามาอยู่
ภายในเซลล์
ศูนย์กลางของกระบวนการ metabolism
Glycolysis PPP
Krebs/TCA cycle
1 glucose -> 6 NADH, 4 CO2, 2 FADH2, 2 GTP

4. การสร้าง ATP
1. Substrate phosphorylation  Glycolysis
2. Oxidative phosphorylation  ETC *ส่วนใหญ่เกิดแบบนี
Substrate phosphorylation
Oxidative phosphorylation มีออกซิเจนรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย
มี Nitrite รับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย complex 4 จะไม่ทํางาน
แบคทีเรียสร้างพลังงานได้อย่างไร
Aerobic respiration Anaerobic respiration Fermentation
Cytochrome b6f complex อยู่ใน peptidoglycan
1 mol NADH ได้3 หรือ 2.5 mol ATP
1 mol FADH2 ได้2 หรือ 1.5 mol ATP
FAD+
กับ NAD+
กลับไปเข้าสู่ TCA
cycle
1. End products = acids/ alcohols/ gases
2. NAD+
regeneration is critical for driving Glycolysis

5. ระยะการเจริญของแบคทีเรีย
เป็นการเพิมจํานวนโดยการแบ่งเซลล์
Standard bacterial growth curve
1. Lag phase  ไม่มีการแบ่งเซลล์, เป็นการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่, สังเคราะห์องค์ประกอบต่างๆ, มีการ
เพิมขนาด
2. Log phase (exponential phase)  Cell division
3. Stationary phase  มีการเกิดและการตายในอัตราทีเท่ากัน, เซลล์ยึดกับพืนผิวดีขึน, มีการหลังสารต้านจุลชีพ
4. Death phase (decline phase)  No cell division, cells die off
ออกสอบ* Generation time (doubling time) = time used for cell division n = จํานวนครังทีมีการ
แบ่งตัว
การวัดการเจริญของแบคทีเรีย
1. Cell mass
1.1 ความขุ่น (Turbidity) = OD600 nm 1.2 นําหนักแห้ง (Dry mass) 1.3 DNA, protein
2. Cell numbers
2.1 Plating techniques (Spread plate, drop plate, membrane filtration)
2.2 Counting chamber (ด้วยการย้อมสี)
ปจจัยที่สงผลตอการเจริญของแบคทีเรีย
ออกซิเจน
5-2=3
6-2=4
เจริญบนผิวหน้า มี O2
บริเวณถัดลงมา
เจริญทัวหลอด
ต้องไม่มี O2 แต่บางชนิดใช้ O2 ได้
เจริญอยู่ก้นหลอด ต้องไม่มี O2

6. Enzymes that neutralize toxic แล้วกลายเป็น O2
Superoxide radicals (O -
) ปกติแล้วถูกสร้างโดย cytochrome bc1 complex หรือ cytochrome 4 ในระหว่าง ETC, มี
ความเป็น oxidizing หรือ toxic สูง
1. Superoxide dismutase (SOD) สร้าง O2 กับ H2O2 เป็นพิษ
2. Peroxidase สร้างนํากับ NAD+
3. Catalase สร้างนํากับ O2
อุณหภูมิ
ส่งผลต่อการทํางานของเอนไซม์และหน้าทีของเยือหุ้มเซลล์
pH
ส่งผลต่อการทํางานของเอนไซม์
Acidophiles pH < 7 (0.1-5.4) (basic proteins)
Neutrophiles pH = 7 (5.4-8.5) most pathogens
Alkaliphiles pH > 7 (7-12) (acidic proteins) some pathogens
Halophiles requires high NaCl to grow (hypertonic condition)
Osmotic pressure
⬺⬺⬺⬺⬺
มีกรดไขมันไม่อิมตัวมาก มีกรดไขมันอิมตัวมาก