У клітинах бактерій фосфор присутнійу вигляді фосфатів (переважно фосфатів Сахаров) в складі нуклеотидів і нуклеозидів. Фосфор також входить до складу фосфоліпідів різних мембран. Фосфати відіграють особливу роль в енергетичному обміні, розщепленні вуглеводів і в мембранному транспорті. Ферментативний синтез ряду біополімерів може початися тільки після утворення фосфорних ефірів вихідних сполук (тобто після їх фосфо-рілірованія). Основний природний джерело фосфору для бактерій - неорганічні фосфати і нуклеїновікислоти. Вони присутні в складі бульйонів, в синтетичні живильні середовища їх вносять додатково.
Сірка
Сірка входить до складу деяких амінокислот (цистеїн, метіонін), вітамінів (біотин, тіамін), пептидів (глутатіон) і білків, бере участь у синтетичних процесах у відновленому стані - у вигляді R-SH-груп, що володіють високою реакційною здатністю і легко дегидрируются в RSS -R'-групи. Останні використовуються дляутворення більш складних з'єднань, з'єднаних дисульфідними (SS) містками. Гідратірованіем цих сполук відновлює їх і розриває містки. Подібні реакції мають важливе значення для регуляції окислювально-відновного потенціалу в цитоплазмі бактерій. Основний серосодержащий компонент бактеріальної клітини - цистеїн, до складу якого сірка входить у вигляді тіолової (-SH) групи. Так, сірка в складі метіоніну, біотину, тіаміну і глутатіону відбувається з тіолової групи цистеїну.Хоча сірка входить до складу амінокислот і білків у відновленій формі, більшість бактерій утилізує сірку в формі сульфатів. Переклад окисленої сірки з сульфат-іона в відновлену форму в тіолової групі відомий як асиміляційна сульфатредукція.
У значно меншого числа бактерій (наприклад, анаеробних бактерій роду Desulfovibrio) відбувається Дисиміляційна сульфатредукція, При якій сульфати, сульфіти чи тіосульфати використовуються як термінальні акцептори електронів. При цьому утворюється сірководень (H2S), як продукт відновлення. Здатність бактерій виділяти сірководень застосовують на практиці як диференційно-діагностична ознака. Окремі групи бактерій (наприклад, серобактерии пологів Beggiatoa, Thiothrix) можуть окислювати сірководень і елементну сірку до сульфатів.
Кисень
Кисень, Що входить до складу органічних речовин бактерій, включається в них двояким шляхом: опосередковано (з молекул води або з С02) і безпосередньо. Спеціальні ферменти - оксигенази - включають кисень (О2-) в органічні сполуки безпосередньо з молекулярного кисню (02). Оксигенази необхідні для розкладання багатьох речовин (наприклад, ароматичних вуглеводнів), які важко піддаються дії інших ферментів. Багато бактерій задовольняють свої енергетичні потреби за рахунок дихання, в процесі якого кисень виступає в якості термінального акцептора електронів і протонів в дихального ланцюга. Відповідно до потреб в молекулярному кисні бактерії поділяють на п'ять основних груп.
Облігатні (суворі) аероби здатні отримувати енергію лише шляхом дихання і тому обов'язково потребують молекулярному кисні. До строгих аеробам відносять, наприклад, представників роду Pseudomonas.
Облігатні (суворі) анаероби. Зростання таких бактерій може бути зупинений навіть при низькому р02 (наприклад, при 10 "s атм), оскільки у них відсутні ферменти, що розщеплюють токсичні сполуки кисню (каталази, супероксид дисмутази). До Облігатним анаеробів Відносять пологи Bacteroides, Desulfovibrio.
Факультативні анаероби ростуть як в присутності, так і у відсутності 02. До факультативних анаеробів відносять ентеробактерії і багато дріжджі, здатні перемикатися з дихання в присутності 02 на бродіння у відсутності 02.
. аеротолерантнимі бактерії здатні рости в присутності атмосферного кисню, але не використовувати його як джерело енергії. Енергію аеротолерантнимі бактерії отримують виключно за допомогою бродіння (наприклад, молочнокислі бактерії).
мікроаерофільні бактерії хоча і потребують кисню для отримання енергії, краще ростуть при підвищеному вмісті С02 тому вони також відомі як «капнофільние мікроорганізми»[від грсч. kapnos, дим, + philos, любовь1. До мікроаерофілам відносять більшість аеробних бактерій (наприклад, бактерії пологів Campylobacter і Helicobacter). Бактерії можуть існувати в середовищі, що містить кисень тільки при наявності толерантності до кисню, яка пов'язана зі здатністю бактеріальних ферментів нейтралізувати токсичні сполуки кисню. В залежності від кількості електронів, одночасно переносите на молекулу 02 утворюються: іон пероксиду 02 (утворюється флавіновими оксиду-зами при перенесенні 2е "), супероксид-радикал (можуть утворити ксантин оксидаза, альдегід ок-сідаза, НАДФН-оксидаза при перенесенні 1е-), і гідроксил-радикал (продукт реакції супероксид-радикала з перекисом водню). У детоксикації реактивних кисневих радикалів беруть участь супероксид дисмутаза, пероксидаза і каталаза.
Супероксид дисмутаза конвертує супероксид-радикал (найбільш токсичний метаболіт) в Н202. Фермент присутній в аеробних і аеротолерантнимі бактеріях. Каталізу перетворює Н202 в Н20 і 02 Фермент є у всіх аеробних бактерій, але відсутній у аеротолерантнимі організмів.
Суворі анаероби зазвичай каталаза - І супероксиддисмутаза -Негативні.
Пероксидаза. З усіх каталаза-негативних мікроорганізмів лише молочнокислі бактерії здатні рости в присутності повітря. Їх аеротолерантнимі пов'язана зі здатністю накопичувати пероксидазу. Фермент нейтралізує Н202 в реакції з глутатіоном; при цьому перекис водню перетворюється в воду.