1 / 34

Metabolismo Microbiano

Metabolismo Microbiano. Produção de energia e biossíntese. Introdução. Metabolismo: . grego: metabole = mudança, transformação. Toda a atividade química realizada pelos organismos São de dois tipos gerais: - Aquelas que envolvem a liberação de energia: CATABOLISMO

linnea
Télécharger la présentation

Metabolismo Microbiano

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Metabolismo Microbiano Produção de energia e biossíntese

  2. Introdução • Metabolismo: • grego: metabole = mudança, transformação • Toda a atividade química realizada pelos organismos • São de dois tipos gerais: • - Aquelas que envolvem a liberação de energia: CATABOLISMO • - Aquelas envolvidas na utilização da energia: ANABOLISMO • Muitos dos mecanismos metabólicos microbianos são também utilizados pelos macro organismos, inclusive o homem.

  3. Produção de energia • Requerimentos de energia: • Síntese dos componentes celulares: parede, membrana, etc. • síntese de enzimas, ácidos nucléicos, polissacarídeos, etc. • reparos e manutenção da célula • crescimento e multiplicação • acumulação de nutrientes e excreção de produtos indesejáveis • motilidade

  4. Fontes de energia • Para a maioria dos microrganismos a energia é retirada de moléculas químicas (nutrientes) • Para outros a energia é proveniente da luz.

  5. Quimiotróficos (utilizam substâncias químicas como fonte de energia) Quimiolitotróficos C= CO2 Quimiorganotróficos C=orgânico Nitrosomonas europaea: Amônia nitrito + energia Streptococcus lactis: glicose ácido lático + energia

  6. Anabaena cylindrica (cianobactéria) Luz energia

  7. Compostos que armazenam energia Mais importante nos seres vivos

  8. Fluxo da energia A concentração de ATP na célula é baixa. Numa célula em plena atividade chega a 2 mM Até 45% Em motores a explosão ou em turbinas o rendimento oscila em torno de 30%. Fosforilação

  9. Produção de ATP pelos microrganismos Mecanismos: a. Fosforilação em nível de substrato: O grupo fosfato de um composto químico é removido e adicionado diretamente ao ADP b. Fosforilação oxidativa c. Fotofosforilação

  10. O grupo fosfato é adicionado a algum intermediário tornando-se de alta energia que pode ser transferido ao ADP. Reações OXI-RED internamente balanceadas: alguns átomos do substrato tornam-se mais reduzidos, enquanto outros mais oxidados

  11. Fosforilação em nível de substrato

  12. b. Fosforilação oxidativa A energia liberada pela oxidação de compostos químicos é utilizada na síntese de ATP Oxidação: perda de elétrons (ou também perda de H) H  H+ + e- COOH-CH2-CH2-COOH  COOH-CH=CH-COOH + 2H (ácido succínico) A Fosforilaçãooxidativaenvolve uma cadeia de transporte de elétrons (série de reações integradas) ► energia liberada aos poucos e mais eficientemente (até 45 %)

  13. Peter Mitchell, 1978- Prêmio Nobel

  14. Fosforilação oxidativa Sistema O/R: próximo membro do sistema tem maior capacidade para receber elétrons

  15. 3.Fotofosforilação: A energia da luz é utilizada para a síntese de ATP O NADPH é utilizado para reduzir o CO2 no processo de fixação do CO2

  16. Vias de degradação de nutrientes para produção energia • Microrganismos que obtém energia de nutrientes orgânicos (Quimiotróficos) devem inicialmente decompor os nutrientes em compostos que possam ser utilizados para a produção de energia. • Isso é feito por meio de uma série de reações químicas catalisadas por enzimas: catabolismo

  17. Vias de degradação de nutrientes para produção de energia

  18. Carreadores de elétrons • Numa reação de oxidação-redução, a transferência de elétrons normalmente requer a participação de intermediários, denominados carreadores. • Classes: • Que se difundem livremente: NAD+, NADP+ • Associados à membrana: • Flavoproteínas FMN/FAD • Proteínas com Fe e S • Quinonas • NAD+ + 2 e- + 2 H+ → NADH + H • bom doador

  19. Vias de degradação de nutrientes para produção energia • Vias catabólicas - regeneração do NAD+ (as células possuem uma quantidade limitada de NAD) 1. Fermentação: O NAD é regenerado utilizando um aceptor produzido pela própria célula 2. Respiração aeróbia 3. Respiração anaeróbia Todas as vias também fornecem precursores para a biossíntese

  20. quantidade limitada na célula Glicólise Lactobacilos Enterobactérias Leveduras

  21. Síntese da Fermentação • ausência de aceptores externos de elétrons • reações de oxidação e redução de um composto orgânico balanceadas internamente • fosforilação em nível de substrato • Pouca eficiência na produção de de energia: (2 ATP/mol de glicose) • Maior parte da energia retida no produto final: O álcool tem alto teor energético

  22. Vias catabólicas • regeneração do NAD+ 1. Fermentação 2. Respiração aeróbia: - O NADH doa elétrons para o sistema de transporte de elétrons para regenerar o NAD. - O aceptor final de elétrons é o oxigênio - Resulta também na geração da força protomotiva e produção de mais ATP 3. Respiração anaeróbia

  23. O ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico) A degradação da glicose por organismos aeróbios normalmente não para com a produção do ácido pírúvico. Cada molécula de NADH pode doar elétrons para o sistema de transporte para geração da força protomotiva e produção de ATP.

  24. Fosforilação oxidativa

  25. Síntese da Respiração aeróbia • reações de oxidação e redução em presença de um aceptor de elétrons externo • A molécula inteira do substrato é oxidada • alto potencial de energia • grande quantidade de ATP é gerada: 38 ATPs

  26. 3. Respiração anaeróbia • aceptor final de elétrons diferente do O2 • C6H12O6 + 12 NO3- 6CO2 + 6H2O + 12NO2- • 2 lactato + SO4= + 4H+  2 acetato + 2CO2 + S= + H2O A respiração anaeróbia, exclusividade dos procariotos, só ocorre em ambientes onde o oxigênio é escasso, como nos sedimentosmarinhos e lacustres ou próximo de nascentes hidrotermais submarinas.

  27. Nenhum desses aceptores são eletro positivos quanto o O2/H2O. Assim, menos energia é liberada. Em contrapartida, o uso desses aceptores alternativos permitem os microrganismos respirarem na ausência de O2, com grande importância ecológica.

  28. Utilização da energia

  29. Generalidades sobre as vias biossintéticas: • As vias começam com a síntese das unidades estruturais simples • As unidades estruturais são ativadas com a energia de moléculas como o ATP, GTP, NADH, NADPH • As unidades estruturais são unidas para formar substâncias complexas da célula.

  30. Fornecimento de precursores de aminoácidos

  31. Biossíntese Polímeros Polissacarídeos (ex: peptideglicano) são sintetizados a partir de hexoses como o UDP-Glicose A ativação do monossacarídeo utiliza energia do ATP e UTP (uridina trifosfato)

  32. Ácidos nucléicos ATP

  33. Aminoácidos

  34. Ácidos graxos Para biossíntese de lipídeos Energia fornecida pelo NADPH

More Related