8 e 9_Nutricao_Diversidade_Metabolica

CATEGORIAS NUTRICIONAIS
DOS
MICRORGANISMOS,
DIVERSIDADE METABÓLICA
E
ECOLOGIA MICROBIANA
CATEGORIAS
NUTRICIONAIS
DOS
MICRORGANISMOS
Fontes de Carbono
CO2
- Autotrofismo
Compostos orgânicos
- Heterotrofismo
Fontes de energia
Fototrofismo
Quimiotrofismo
Quimiorganotrofismo
Quimiolitotrofismo
Maior parte dos microrganismos
usam um de três tipos de
fontes de energia
Chlorophyll or
bacteriochlorophyll
(In Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
Fig. 9.1
Catabolismo e anabolismo
Papel chave do ATP e da força H+-motriz como formas de energia celular
Substratos
Produtos (“waste products”)
Catabolismo
Produção de energia
FORÇA H+-MOTRIZ – gradiente electroquímico de
protões transmembranar
ATP
Força H+-motriz
- SÍNTESE DE ATP para vias anabólicas
- Mobilidade das células
- Transporte activo de nutrientes
Teoria quimiosmótica
Anabolismo
Consumo de energia
Monómeros
- extracelulares, ou
- metabolitos intermediários
de vias catabólicas, ou
- sintetizados a partir dos
anteriores.
Biossíntese
- macromoléculas
- constituintes celulares
(In Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 5th ed)
Diversidade microbiana vs. diversidade metabólica
(diferentes estratégias para obter energia - Bioenergética)
Passos principais do catabolismo em microrganismos
quimiorganoheterotróficos
Diversos
microrganismos
produtores de
hidrolases
Posição central do ciclo
de Krebs ou TCA
Síntese de ATP,
por fosforilação
oxidativa
RESPIRAÇÃO ANAERÓBIA
(In Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
aceitadores finais de electrões alternativos
(diversas bactérias)
RESPIRAÇÃO
AERÓBIA*
*Bactérias aeróbias, fungos, protozoários
½ O2
H2O
RELAÇÃO DOS MICRORGANISMOS COM O OXIGÉNIO
Posição de células microbianas em tubos de meio de cultura em
função da relação do microrganismo com o oxigénio:
(a) Aeróbio obrigatório
(b) Anaeróbio obrigatório
Indicador redox
É rosa na forma oxidada
(na presença de O2)
PORQUÊ?
(c) Aeróbio facultativo
(d) Microaerófilico
(e) Anaeróbio aerotolerante
(Brock – biology of microorganisms, prentice Hall, 11th ed)
OXIGÉNIO e STRESSE OXIDATIVO
Espécies reactivas de oxigénio formadas na
Cadeia de Transporte de Electrões – Respiração Aeróbia
(Brock – biology of microorganisms, prentice Hall, 11th ed)
O anião superóxido (O2-), o peróxido de hidrogénio (H2O2) e o radical hidroxilo (OH.)
são extremamente tóxicos para as células. Podem causar, por exemplo:
- oxidação de macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos);
- oxidação dos lipidos das membranas celulares ( comprometimento da
função da bicamada lipídica como barreira selectiva de permeabilidade).
CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
na Respiração
Membrana plasmática – em procariotas*
Membrana interna da mitocôndria – em
eucariotas
H+
H+
H+
ATP
H
+ + Pi
ADP
H+
ATPsintetase
(ou, ATPase)
*Exemplo:
cadeia de transporte de electrões
membrana plasmática de E. coli
(presença de O2)
Enzimas que protegem as células da
acção tóxica das espécies reactivas de oxigénio
Nem todos os microrganismos
estão protegidos
(Brock – biology of microorganisms, prentice Hall, 11th ed)
Microrganismo
Aeróbio
Aeróbio facultativo
Microaerofilico
Anaeróbio obrigatório
Catalase
+
+
+/-
Dismutase do superóxido
+
+
+
-
REVISÃO de CONCEITOS (Bioquímica)
RESPIRAÇÃO
Oxidação completa de compostos orgânicos, com utilização de um aceitador de electrões externo
(exógeno) para contrabalançar reacções de oxidação-redução usadas para gerar ATP; a maior parte do
ATP é formado por fosforilação oxidativa com base num gradiente protónico (força H+-motriz)
estabelecido através de membranas (m. plasmática em procariotas ou m. interna da mitocôndria em
eucariotas). Quanto à natureza dos aceitadores finais de electrões, são conhecidas 2 situações genéricas:
1. respiração aeróbia
Oxigénio como aceitador final de electrões na Cadeia de Transporte de Electrões
Membranar. A transferência de electrões de NADH e FADH2 para o O2 através dos componentes da
cadeia de transporte de electrões conduz ao estabelecimento do Gradiente Transmembranar de
Protões (força H+-motriz). Este gradiente é a força motriz para a síntese de ATP pela ATPase
(ATPsintetase); o O2 é reduzido a H2O. Este processo rende grande quantidade de energia.
2. respiração anaeróbia
Compostos inorgânicos, tais como nitrato, sulfato, dióxido de Carbono (ou carbonato), etc. são
aceitador final de electrões na Cadeia de Transporte de Electrões que estabelece o
Gradiente Transmembranar de Protões (força H+-motriz) para síntese de ATP. Nesses
processos, os compostos inorgânicos são reduzidos. Presente em bactérias.
FERMENTAÇÃO
Ocorre frequentemente em condições anaeróbias (ausência de O2). O substrato orgânico sofre
oxidação parcial. Não requere um aceitador de electrões externo - o equilíbrio de reacções de
oxidação-redução é obtido com base em metabolitos intermediários (endógenos) resultantes da oxidação
da molécula de substrato orgânico (p.ex. na glicólise). ATP é sintetizado por fosforilação a nível do
substrato; encontramos diferentes vias fermentativas em diferentes microrganismos (eucariotas
ou procariotas), as quais rendem diferentes produtos finais.
O rendimento energético para a célula é mais baixo que o da respiração.
METABOLISMO
QUIMIO-ORGANOHETEROTRÓFICO
*
Biossíntese
FLUXO DE
CARBONO
OBTENÇÃO DE
ENERGIA
Composto orgânico
Respiração
aeróbia
O2
Síntese de ATP
por fosforilação
oxidativa
Respiração
anaeróbia
Nitrato (NO3-),
sulfato,
CO2,
Fumarato
Aceitadores finais de electrões
exógenos
Fermentação
Aceitador de electrões
orgânico endógeno
Síntese de ATP
por fosforilação
ao nível do substrato
()
()
* Em protozoários, fungos e maior parte das bactérias não-fotossintéticas
Melhores
dadores
de electrões
Acetogénese
(acetato)
(bactérias acetogénicas;
anaeróbias obrigatórias)
RESPIRAÇÃO
ANAERÓBIA *
Metanogénese
Potencial de redução (E0)
(bactérias metanogénicas;
anaeróbias obrigatórias)
Metano
BIOCOMBUSTÍVEL
Redução do sulfato
(bactérias sulfato-redutoras;
anaeróbias obrigatórias)
Desnitrificação
(bactérias desnitrificantes;
aeróbias facultativas)
(►)
Melhores
aceitadores
de electrões
Sulfureto de
Hidrogénio
(nos sedimentos de lagos
e de rios com muita matéria
orgânica;
H2S é TÓXICO)
-Produtos são gasosos
-Principal causa de
perda de fertilidade
dos solos
-Importante no tratamento
de águas residuais
*Usa outros aceitadores de electrões (≠ O
2
), em
ambientes onde o O2 está ausente
(elevada importância ecológica)
(►)
-Em geral, rendimento energético mais baixo
do que na resp. Aeróbia.
(a)
Electron transport
processes in the
plasma membrane
of Escherichia coli
when (a) O2, or
(b) nitrate,
is the final electron
acceptor.
(b)
Denitrification
(nitrate reductase
is a key enzyme)
Escherichia coli
Possible scheme for electron transport in the membrane of Pseudomonas stutzeri during denitrification.
Steps in the dissimilative
reduction of nitrate.
Some organisms, for example
Escherichia coli, can carry out only
the first step. Other bacteria can
further reduce nitrite (for example,
species from the genera Pseudomonas).
Example: in sewage treatment,
denitrification is beneficial
(for the environment)
because it converts nitrate to N2.
Fermentations
•
oxidation of NADH
produced by glycolysis
•
pyruvate or derivative
used as endogenous
electron acceptor
•
ATP formed by
substrate-level
phosphorylation
ADP
ATP
Figure 9.9
(In Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
FERMENTAÇÃO
DIVERSIDADE NAS FERMENTAÇÕES
(diferentes produtos de fermentação em diferentes microrganismos)
⇒
FERMENTAÇÃO
Vias fermentativas principais e destino do piruvato em diferentes microrganismos
Produtos
gasosos
Ex. Responsáveis pela
deterioração
de alguns alimentos
Na produção de
Yougurt, pickles,
etc
Na produção de
bebidas fermentadas,
etanol industrial
Papel importante
para produção de
acetona e butanol
no início sec XX
(1st World War)
Bacteria
Examples of common microbial fermentations
and some of the organisms carrying them out
METABOLISMO QUIMIOLITOTRÓFICO –
obtenção de energia a partir da oxidação de
compostos inorgânicos dadores de electrões
. Bactérias quimiolitotróficas;
. Importância ecológica (nos ciclos biogeoquímicos dos elementos)
. Em geral, respiração é aeróbia; mas, algumas são anaeróbias (aceitador final de
electrões podem ser nitrato ou sulfato)
. ATP sintetizado por fosforilação oxidativa
Electrões são transferidos directamente do composto inorgânico (reduzido) para componentes da
Cadeia de Transporte de Electrões localizada na membrana plasmática, e transferidos para
aceitador final, que sofre redução.
. Rendimento energético baixo
Usualmente,
são autotróficas
(ciclo de Calvin)
Fig. 5.23.(b)
(Brock – biology of microorganisms, Prentice Hall, 11th ed)
EXEMPLO (bactéria nitrificante, p.ex. Nitrobacter):
Fluxo de electrões na Cadeia de Transporte de Electrões directa
(Linha a cheio – lado direito na figura)
(Oxidação de nitrito a nitrato, e transporte de electrões no sentido normal, de modo a gerar gradiente
electroquímico de protões transmembranar (força H+-motriz) para a síntese de ATP por fosforilação oxidativa)
NITRITO
NITRATO
Respiração
é aeróbia
(In Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
Cadeia de transporte de electrões inversa
(Linha a tracejado – lado esquerdo na figura)
Uma parte da força-protão-motriz estabelecida na Cadeia de transporte de Electrões directa é usada
para forçar o fluxo de electrões no sentido inverso (contra o gradiente de potencial de redução)
do nitrito para NAD+ de modo a gerar NADH (fonte de electrões para fixação de CO2 – ciclo de Calvin)
Tipos de quimiolitotrofismo
(fontes de energia mais usuais)
OXIDAÇÃO DE H2
(Bactérias do hidrogénio)
NITRIFICAÇÃO
(Bactérias Nitrificantes)
*
OXIDAÇÃO DE ENXOFRE
(Bactérias do enxofre)
OXIDAÇÃO DE FERRO
(adaptadao de Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
(Bactérias do Ferro)
• Exemplo de metabolismo quimiolitotrófico anaeróbio
ORIGEM DAS FONTES DE ENERGIA USADAS POR BACTÉRIAS
QUIMIOLITOTRÓFICAS (fontes geológicas, antropogénicas e biológicas):
. Actividade vulcânica (H2S);
. Agricultura (Amónia; nitrito)
. Actividades mineiras (Fe2+)
. Queima de combustíveis fósseis e lixo (H2S; NH3)
. Biológicas – decomposição microbiana de matéria orgânica (p.ex. H2S; NH3; H2)
FOTOTROFISMO
Luz como fonte de energia
Alguns, são
fotoheterotróficos *
* Na natureza,
alguns microrganismos
fototróficos mudam
o metabolismo entre
heterotrofismo e
autotrofismo,
dependendo dos
recursos
disponíveis.
Maior parte, são
fotoautotróficos
(a)
(a)
(b)
(a)
(a)
(b)
(b)
(b)
(In Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
(a) oxygenic photosynthesis – eucaryotes and cyanobacteria
(H2O is the source of reducing power to reduce NADP+ to NADPH)
(b) anoxygenic photosynthesis – all other bacteria
(some phototrophic bacteria obtain reducing power from electron donors in their environment,
typically reduced sulfur sources, e.g. H2S, S0, S2O32-, or H2, or organic compounds)
FOTOSSÍNTESE
ANOXIGÉNICA
(ex. em sulfo-bactérias purpura e verde)
OXIGÉNICA
(ex. em microalgas e cianobactérias; em plantas)
Tipos de fotossíntese – obtenção de energia e de poder redutor em fototróficos
oxigénicos e anoxigénicos. Ambos obtém energia da luz. Nos fototróficos oxigénicos,
a luz captada também é usada na fotólise da água, gerando O2 e poder redutor
(necessário para a fixação do CO2). Na fotossíntese anoxigénica, o poder redutor é
formado a partir de H2S, S, H2 ou compostos orgânicos (dependendo da espécie bacteriana);
ocorre na ausência de oxigénio (condições anaeróbias).
Photograph of a core taken through a hot spring microbial mat.
Upper layer –
cyanobacteria
Several layers of
anoxygenic
phototrophyc bacteria
(until the mat becomes
light-limited)
Bottom layer fermentative and
sulphate-reduction
bacteria
The distribution
of photosynthetic
microorganisms
in a Norwegian
Fjord.
Cyanobacteria and most
eucaryotic photosynthetic
microbes – near surface
Dinoflagellates (unicellular algae)
Purple
bacteria
21.4. (In Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
green and purple
bacteria – in
deeper, anaerobic
zones of aquatic
habitats (H2S rich)
Light-sensitive pigments are essential for photosynthesis to occur.
Chlorophyl a
The principal photosynthetic pigment
of higher plants, most algae and the
cyanobacteria
Bacteriochlorophylls (diverse structures)
Bacteriochlorophyll is the form of chlorophyll
present in anoxygenic phototrophs
Structure of all known bacteriochlorophylls.
In vivo absorption spectra are the physiologically relevant absorption peaks.
→ (green curve) Absorption spectra of cells of the green algae Chlamydomonas. The peak at 430 and 680 nm
is due to chlorophyl a; the peak at 480 nm is due to carotenoids.
→ (red curve) Absorption spectra of the cells of a phototrophic purple bacteria (Rhodopseudomonas sp.).
Peaks at 870, 805, 590 and 360nm are due to bacteriochlorophyll a while peaks at 525 nm and 475 nm are
due to carotenoids.
Acessory pigments
Acessory pigments like
carotenoids and phycobilins
are also involved in the capture
and processing of light energy.
They absorb different wavelengths
of light than chlorophylls.
They allow the organisms to capture
more of the available light, making
photosynthesis more efficient over
a broader range of wavelenghts.
Carotenoids also play a photoprotective role,
protecting microorganisms from intense light
(photo-oxidation).
They are thus an advantage for the organism.
Pigment diversity has
ecological significance.
Differences in absorption spectra
correlates with ecological distribution.
By having different pigments, 2
organisms can coexist in a habitat,
each using wavelenght of light that the
other is not using.
Example
There often is a dense surface layer of
cyanobacteria and algae in lakes and ponds
that absorb a large amount of blue (λ~430 nm)
and red (λ~680nm) light.
The bacteriochlorophyll pigments of purple
and green bacteria absorb longer wavelenghts
not used by other photosynthetisers.
(In Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
ISOLAMENTO DE MICRORGANISMOS A PARTIR DO
AMBIENTE NATURAL – culturas de enriquecimento (II)
Factores importantes:
1. inóculo (fonte dos microrganismos);
2. Composição meio de cultura;
3. Condições ambientais (oxigénio; Temperatura, pH, luminosidade, etc.)
Ex. 1 Isolamento de bactérias nitrificantes (p.ex. dos géneros Nitrobacter e Nitrosomonas –
quimiolitoautotróficas aeróbias; Importância – fertilização dos solos com nitrato)
1 Inóculo: solo, lama
2 Meio de cultura: ausência de Carbono orgânico (para seleccionar bactérias autotróficas);
sais de NO2- e de NH4+ (como dadores de electrões);
3 Presença de O2 / ar (porque é aeróbia);
Ausência de luz (para eliminar fotoautotróficas)
Ex. 2. Isolamento de bactérias desnitrificantes (p.ex. género Pseudomonas
– respiração anaeróbia; Importância – remoção de nitrato de águas residuais em ETARs)
1 Inóculo: solo, sedimentos de lagos
2 Meio de cultura: ácidos orgânicos, como fontes de C e energia;
sal de NO32- (aceitador de electrões);
3 Ausência de ar (O2).
Incubation under anoxic conditions
in the laboratory
Anoxic jar.
Anoxic glove chamber.
A chemical reaction in the
Envelope in the jar generates
H2 + CO2.
The anaerobic atmosphere is maintained largely with
a vacuum pump and N2 purges. The remaining oxygen is
removed by a palladium catalyst and hydrogen.
The palladium catalyst catalyzes the formation of H2O from H2 + O2.
Water is absorbed by a dessicant.
ECOLOGIA MICROBIANA
Ecossistema
Unidade funcional de organização biológica, constituida por
comunidades de organismos (microrganismos e macrorganismos) que
interagem entre si e com o seu ambiente natural (factores físicos e químicos).
Papel vital dos microrganismos nos ecossistemas
(Animais, Homem)
(Animais pequeno porte)
(Protozoários, insectos)
()
MINERALIZAÇÃO
OM – Organic matter
(adaptadao de Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
Fotossintese
Quimiolitotrofismo
Fig. 28.28
PAPEL VITAL DOS MICRORGANISMOS NOS ECOSSISTEMAS (cont)
1. Produção primária (de matéria orgânica)
por microrganismos autotróficos
(nutrição: quimiolitotrofismo autotrófico; fototrofismo autotrófico)
Também contribuem para oxigenação
dos compartimentos ambientais
Ambientes terrestres: principalmente, plantas; cianobactérias, algas;
bactérias quimiolitotróficas;
Ambientes aquáticos e marinhos: algas unicelulares, cianobactérias; bactéria fotossintéticas
anoxigénicas (b. Purpura e verde do enxofre); bactérias quimiolitotróficas.
2. Consumo directo ou primário (de matéria orgânica)
(por consumidores primários – p.ex. protozoários, insectos, pequenos animais)
Cadeias alimentares
(consumidores secundários, terciários, etc.)
PAPEL VITAL DOS MICRORGANISMOS NOS ECOSSISTEMAS (cont)
3. MINERALIZAÇÃO
(decomposição microbiana de compostos orgânicos complexos, com formação de compostos simples
Metabolismo:respiração aeróbia ou anaeróbia; fermentação)
P.ex.
- Tecidos de plantas e
animais mortos
- células mortas de
mcrorganismos
Quimiorganoheterotróficos
(bactérias, fungos, protozoários)
Compostos inorgânicos simples
(minerais)
(CO2, H2O, NH3, H2S)
Estima-se que 90% da mineralização dos compostos orgânicos na Natureza
seja resultado da actividade metabólica de bactérias e fungos; este processo
torna os compostos inorgânicos simples de novo disponíveis para
os produtores primários e outros organismos.
Influência do oxigénio no destino da matéria orgânica complexa
- Produtos finais são
diferentes em condições
aeróbias ou anaeróbias
- Os sub-produtos de um
grupo de microrganismos
podem ser usados e
transformados por outro
tipo fisiológico de
microrganismos.
Mineralization
- Os ciclos dos elementos
estão interligados.
Mineralization
(In Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
Fig. 28.19
Exemplo –
decomposição de matéria orgânica
em ambientes anóxicos
Cooperação
(consórcio microbiano)
SINTROFISMO – dois ou mais organismos
cooperam na degradação de um substrato que
não pode ser catabolizado por cada um deles
sózinho
Fig. 19.23
Ambientes anaeróbios,
ricos em compostos orgânicos:
. Sedimentos (lagos, pântanos)
. Digestores anaeróbios
(tratamento de lamas em ETARs)
. Rumen (animais ruminantes)
Bactérias metanogénicas na Natureza:
. Zonas húmidas naturais
. Pântanos
. Animais ruminantes
. Térmitas (
)
. Solos (zonas anóxicas)
Emissões de metano de origem
biológica excedem largamente
as emissões de origem abiótica.
Aparelho digestivo de térmitas
Contém protozoários, e bactérias metanogénicas no interior destes.
Os protozoários ajudam as térmitas na digestão dos substratos celulósicos, e fornecem
às bactérias os substratos para a metanogénese.
Pensa-se que as bactérias beneficiem os protozoários hospedeiros (celulolíticos) ao
consumirem o H2 gerado pela fermentação dos açucares.
Particulas de plantas
(amarelas)
Protozoários
Bactérias
metanogénicas
Observação com microscópio de fluorescência
interior do aparelho digestivo de térmita.
LUZ
Exemplo comunidades microbianas
num ecossistema aquático
(lago)
Populações microbianas –
agrupamentos de células de
microrganismos idênticos;
Guildas – associações de
populações de microrganismos
com um determinado tipo de
Metabolismo.
As guildas interagem entre si
(e com o meio ambiente)
formando comunidades.
As diversas comunidades
não estão isoladas
Papel do O2 no catabolismo de compostos orgânicos
Além de aceitador final de electrões na respiração aeróbia, o O2 também pode ter uma
participação importante na oxidação de compostos orgânicos, em processos catabólicos
realizados por microrganismos particulares.
. Participação de enzimas específicas - OXIGENASES
. Impacto ambiental importante
- Várias bactérias e fungos ambientais realizam
a degradação de compostos orgânicos poluentes,
em condições aeróbias, recorrendo a vias
catabólicas onde o passo inicial de oxidação
do composto orgânico envolve oxigenases;
Bactérias mais estudadas: género Pseudomonas
BIODEGRADAÇÃO DE COMPOSTOS
ORGÂNICOS POLUENTES NO AMBIENTE
(ex. hidrocarbonetos do petróleo)
OXIGENASES – enzimas que catalizam a incorporação de 1 ou 2 átomos de oxigénio (do
O2 ) em moléculas orgânicas.
- MONOOXIGENASES
- DIOXIGENASES
Exemplo – oxidação de hidrocarbonetos
. Hidrocarbonetos alifáticos (ex. octano)
Passos principais na via catabólica de
um hidrocarboneto alifático
O 1º passo é catalizado por uma
monooxigenase (iniciadora do processo
de degradação)
- Especificidade
Acetil-CoA
as
(vi
ó
tab
a
c
tr
en
c
s
lica
)
ais
Ciclo dos ácidos
Tricarboxilicos (TCA)
CO2, H2O, ATP
. Vias catabólicas de hidrocarbonetos aromáticos (ex. benzeno, tolueno)
(metabolito intermediário)
Vias catabólicas
centrais
Methyl
catechol
CO2, H2O, ATP
Catecol (e derivados) são metabolitos intermediários
na oxidação de vários compostos aromáticos
Papel dos microrganismos nos
Ciclos biogeoquímicos dos elementos
Os microrganismos têm um papel essencial na reciclagem dos vários elementos
químicos no Ambiente, em particular de Carbono, Azoto, Enxofre e Ferro.
Ciclo biogeoquímico - descreve as transformações, catalizadas por agentes biológicos e
químicos, dos compostos que contêm estes elementos essenciais.
In Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
Todos os ciclos de elementos estão interligados e têm impactos a nível global.
Participação dos microrganismos no CICLO DO AZOTO
Assimilação de Nitrato
como fonte de N
Nitrificação (bactérias nitrificantes)
(plantas, microrganismos)
Desnitrificação
Assimilação
de amónia
Processo
anammox
NH3
Fixação de N2
Nitrificação (bactérias nitrificantes)
Mineralização de
proteínas
(amonificação)
Processos anaeróbios
(adaptadao de Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
Fig. 28.21
Processos aeróbios
Processos que ocorrem em condições aeróbias e anaeróbias
Processo anammox (anoxic ammonia oxidation) – acoplamento entre oxidação anaeróbia de NH4+
(quimiolitotrofismo) e redução de NO2- (aceitador final de electrões)
(Aplicação: remoção de N de águas residuais, em estações de tratamento de esgotos)
Participação dos microrganismos no CICLO DO ENXOFRE
Oxidação do
enxofre
Assimilação de S
(redução de sulfato)
Redução
de sulfato
(respiração
anaeróbia)
Mineralização de
matéria orgânica
(dessulfurilação)
Oxidação
do enxofre
Bactérias
quimiolitotróficas
Bactérias
purpura e verde
(Fotossintese
anoxigénica)
(adaptadao de Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
Processos anaeróbios
Processos aeróbios
Processos que ocorrem em condições aeróbias e anaeróbias
Fig. 28.20
Diagrama esquemático da participação
dos microrganismos no ciclo do C no Ambiente
(e links aos ciclos de outros elementos)
Quimiolitoautotrofismo
aeróbio ou anaeróbio
(bactérias nitrificantes,
bactérias oxidantes de S)
(Link aos
ciclos do N e do S)
Fotoautotrofismo
anoxigénico
(bactérias purpura e
verde do enxofre)
(Link ao ciclo do S)
Respiração
anaeróbia
- Bactérias
desnitrificantes
(link ao ciclo do N)
- Bactérias
redutoras de sulfato
(link ao ciclo do S)
- Bactérias redutoras
do Ferro
(link ao ciclo do Fe)
Fotossíntese oxigénica
(microalgas, cianobactérias)
P.ex. Mineralização da
matéria orgânica
(link aos ciclos do N e do S)
(Bactérias
Oxidantes
de CO)
Fontes principais de
Monóxido de Carbono:
- Industria
- Automoveis
(Bactérias
metanogénicas)
(Bactérias metanotróficas)
(adaptadao de Prescott, Harley & Klein, Microbiology, McGrawHill, 6th ed)
Fig. 28.18
Os Ciclos do Carbono e do Oxigénio
estão interligados – fotosintese oxigénica
remove CO2 e produz O2, enquanto os
processos respiratórios aeróbios produzem
CO2 e removem O2
(Brock – biology of microorganisms, Prentice Hall, 11th ed)
CICLO DO
CARBONO
Fig. 19.21