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