Metabolismo bacteriano
Metabolismo
1. Anabolismo: Síntese de compostos
mais complexos a partir de moléculas
simples. Precisa de energía.
2. Catabolismo: Quebra de moléculas
para produzir energía.
NAD+
NADP+
FAD+
NADH
NADPH
FADH2
Reações de óxido-redução
Redutores + fortes
Oxidantes mais fortes
A torre de elétrons. Os paresredox estão arrumados de acordo com o seu poder redutor. No topo os mais redutores e no final
Os oxidantes mais fortes. Algs reações requerem transferência de mais de um elétron. Ex. de pares redox com importancia biolog
Formação de NADH ou NADPH
Como sintetizam NADH as bacterias?
-Crescimento na presença de doadores de elétrons:
H2, H2S (gas sulfídrico), NH3 (amonia), NO2- (nitrito)
Crescimento na presença de hidrogênio:
H2 + NADP+ ------------- NADPH2
hidrogenase
-Reversão do fluxo de elétrons na cadeia transportadora
de elétrons:
H2S + NADP+-------- SO4-2 + NADPH2
Succinato
Fumarato
Classificação bactérias metabolismo
–
Fotótrofos: Energía da luz
Bacteria fotossintética. Contêm pigmentos capazes de
captar energia da luz assimilando CO2
-Heterotrofos: Energía química
Quimiólitótrofo
Quimioorganótrotofo
Fotossíntese Bacteriana
Fase luminosa -no qual a luz é convertida a
energía química (ATP/NADH)
Fase escura- a energía química é usada para
fixar CO2
Existem dois tipos de fotótrofos:
-Oxigênicos. Cianobactérias e plantas verdes
-Anoxigênicos. Bactérias purpuras etc.
Chlorophyll a and
bacteriochlophyll a(1)
Absorbe entre 650-750nm
Chlorophyll a and
bacteriochlophyll a(2)
Absorbe entre 800-1000nm
Tipos de fotofosforilação: cíclica
FOTOFOSFORILAÇÃO NÃO CÍCLICA
Fotossíntese cíclica
Fotossíntese Bacteriana





i. Consiste de um fotosistema único e
não realiza fotólise de água.
ii. A H2O não é fonte doadora de
elétrons
iii. Nunca forma O2 como produto
iv. Clorofila bacteriana absorbe luz a Wl
v. Fixação de CO2 similar a plantas
vi. A fotofosforilação é cíclica.
Acoplamento de fase luminosa e escura
Comparison of reaction
centers of anoxyphototrophs
Bacteria fotosintética
(1) Bactéria verde-sulfurosa
Usa pigmento verde cloforila.
Use H2S (gas sulfídrico), S (sulfuro), Na2S2O3 (tiosulfato de sódio) e
H2 como doadores de e-
(2) Bacteria Chromatium-purpura sulfurosa
Usa pigment purpura carotenoide, mesmos doadores de e-
(3) Rhodospirillum-bactéria púrpura não sulfurosa
Usa H2 and outros compostos orgánicos como isopropanol etc,
como doadores de e-.
Reação: CO2 + 2H2A -----> CH20 + H20 +2A
 A não é O
Bacterias aeróbicas
anoxigênicas.
Porcentagem de bactérias aeróbicas anoxigênicas
marinhas
Global Ocean Sampling expedition
Ciclo de carbono marino.
Ratio between the number of pufM and recA reads reflected the
ratio between AAnP and total bacteria
Bactérias heterotróficas
–
Usam compostos orgánicos como fonte de
energía. Por exemplo açúcar,
Responsáveis pela biodegradação do
ambiente
•
•
•
Respiração Aerobia
Respiração Anaerobia
Fermentação
Respiração aeróbia
–
–
–
–
–
Método eficiente para obtenção de energia
da glicose.
Procesos: Glicólise
Ciclo de Krebs (TCA)
Cadeia transportadora de elétrons.
Glicólise: Existem diversas vias de glicólise.
Mais comum:
glicose-----> piruvato + 2 NADH + 2ATP
Aerobic respiration
–
–
–
Euk.
glucose -----> G-6-P----->F-6-P----->
…... 2 pyruvate +2ATP + 2NADH
Prok.
glucose-----> G-6-P------>F-6-P
Process take places during transport of the
substrate. Phosphate is from
phosphoenolpyruvate (PEP)
.....-----> 2 pyruvate +2ATP + 2NADH
–
Kreb cycle:
Pyruvate + 4NAD + FAD ----->
3CO2 +4NADH + FADH
GDP + Pi -----> GTP
GTP + ADP -----> ATP + GDP
–
Electron transport Chain
4HADH -----> 12 ATP
FADH ------> 2 ATP
Total 15 ATP
Glycolysis -----> 8 ATP
–
Total equation:
C6H12O6 + 6O2 ------> 6CO2 + 6H2O + 38 ATP
Embden-Meyerhof
fermentations
Fermentação homoláctica (Lactobacillus e quase todos os estreptococos)
streptococci. Ácido láctico é o único produto. São usadas para fermentar leite e
lacticíneos como iogurte, manteiga, creme ácida, queijo cottage, cheddar, etc..
Fermentação heteroláctica
Leite fermentado chamado kefir,
especies de lactobacillus,
fermentação sauerkraut usa
leuconostoc
Fermentações mistas. Principal via de Enterobacteriaceae.
Produtos finais são misturas de ácido láctico, ácido acético,
ácido fórmico, succinato e etanol. Possibilidade de formar
gas ( CO2 e H2) se a bactéria apresenta enzima formato
deidrogenase que quebra formato a gases.
The Entner-Doudoroff Pathway
Zymomonas-pulque tequila
Respiração Anaeróbia
–
Aceptor final de elétrons: Nunca é o O2

Redutor de Sulfato : aceptor final de elétrons é o
sulfato de sódio (Na2 SO4)
Redutor de metano. Aceptor final de elétron é o
CO2
Redutor de nitrato : Aceptor final de elétron é o
nitrato de sódio (NaNO3)


O par O2/H2O é o mais oxidativo, fornece mais
energia na respiração aeróbia. A respiração
anaeróbia é menos eficiente.
Alternative energy generating
patterns(1)
Alternative energy generating
patterns(2)
Alternative energy generating
patterns(3)
Alternative energy generating
patterns(4)
Energy/carbon classes of
organisms