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UNIVERSIDAD DEL PAPALOAPAN

CAMPUS TUXTEPEC

METABOLISMO MICROBIANO

MATERIA: MICROBIOLOGIA

DRA.SUSANA LOSANO

MARIA MERCEDES VARELA MARTINEZ

2 “A”

Metabolismo microbiano

Características generales de los grupos microbiano

Las bacterias se encuentran en casi todos los ambientes e intervienen en varios procesos biológicos.

El crecimiento microbiano requiere la formación de estructuras complejas como proteínas, ácidos nucleicos polisacáridos y lípidos a partir de elementos preformados en el medio de crecimiento o ser sintetizados por la propia célula, a su vez, este crecimiento necesita de una fuente de energía para ser llevado a efecto, todo este proceso se designa con el nombre de metabolismo, que se define como todas las transformaciones químicas que ocurren en una célula.

Función del metabolismo en la biosíntesis y el crecimiento

El crecimiento microbiano requiere la polimerización de los elementos bioquímicos. Los orígenes biosinteticos de los elementos constitutivos y de las coenzimas se pueden seguir hasta relativamente pocos precursores llamados metabolitos focales. Constitutivos en proteínas, ácidos nucleicos polisacáridos y lípidos.

Los elementos constitutivos deben encontrarse preformados en el medio o sintetizarse por las células en crecimiento.

Las reacciones biosinteticas de polimerización exigen la transferencia de enlaces anhídrido a partir del ATP.

El crecimiento requiere una fuente de energía metabólica para la síntesis de enlaces anhídridos y para mantener los gradientes de iones y metabolitos a través de las membranas.

El metabolismo microbiano se puede dividir en cuatro categorías generales: 1) vías para la interconversion de metabolitos focales, 2)vías de asimilación para la formación de metabolitos focales, 3) secuencias biosinteticas para la conversión de metabolitos focales a productos terminales y 4) vías que producen energía metabólica para el crecimiento y la conservación.

Metabolitos focales y su interconversión

Interconversiones de glucosa 6-fosfato y carbohidratos. La cadena de hexosa de seis carbonos de la fructosa, 6-fosfato se puede convertir a dos derivados triosa de tres carbonos mediante las acciones consecutivas de una cinasa y de una aldosa sobre la fructosa 6-fosfato.

Vias de asimilación

• Crecimiento con acetato

El acetato se metaboliza por la vía de la acetil-CoA y muchos organismos tienen la capacidad para formar acetil-CoA, y esta se utiliza en la biosíntesis de a-cetoglutarato.

Sin embargo, la capacidad para utilizar acetato como una fuente neta de carbono esta limitado pocos microorganismos y plantas.

Vías biosintéticas

• Rastreo de las estructuras de los precursores biosintéticos: glutamato y aspartato

En muchos casos, el esqueleto de carbono se puede rastrearse hasta sus orígenes biosinteticos.

• Ejemplo:
• la glutamina se deriva claramente del glutamato. El esqueleto del glutamato en las estructuras de arginina y prolina
• El esqueleto de carbono del aspartato. Obtenido de modo directo de modo metabolito focal oxaloacetato y en algunos casos el esqueleto de carbono se combinan en una vía biosintética.

Patrones de metabolismo microbiano productor de energía

Existen dos mecanismos metabólicos principales para generar enlaces ácidos de pirofosfato abundantes en energía en el ATP: la fosfoliracion del sustrato (la transferencia directa al ADP de un enlace anhídrido de fosfato a partir de un donador orgánico y la fosfolilacion del ADP mediante fosfato inorgánico. Esta última reacción es enérgicamente desfavorable y debe ser impulsada por un gradiente electroquímico transmembranal, la fuerza motriz protónica.

Vías de fermentación

• A. Estrategias para la fosforilacion del sustrato

Muchos compuestos pueden servir como sustrato fermentables para el crecimiento, y se han creado muchas vías para su fermentación.

Estas vías tienen las siguientes etapas generales:

• Conversión del compuesto fermentable en el donador de fosfato para la fosforilacion del sustrato.
• Fosforilacion del ADP por el donador de fosfato abundante en energía.

Etapas metabólicas que ponen a los productos de la fermentación en equilibrio químico con los materiales iniciadores.

• B. fermentación de la glucosa

La fermentación de la glucosa se inicia por su fosforilacion a glucosa-6 fosfato, hay dos mecanismo mediante los cuales se logra: 1)la glucosa extracelular puede transportarse a través de la membrana citoplasmática al interior de la célula y luego es fosforilada por el ATP para producir la glucosa 6-fosfato.

2) En muchos microorganismos, se fosforila conforme se transporta a través de la membrana citoplasmica

• C. fermentaciones de Entner-Doudoroff y de heterolactato

Esta vía se diferencia de otras por una deshidratación del 6-fosfogluconato, seguida por una reacción de la aldolasa que produce piruvato y fosfato de triosa.

La fermentación heterolactica y algunas otras dependen de una reacción de fosfocetolasa.

Fotosintesis bacteriana

• Muchas bacterias realizan un metabolismo fotosintético completamente independiente del oxígeno. La luz se utiliza como una fuente de energía metabólica y el carbono para el crecimiento se obtiene de compuestos orgánicos o de una combinación de un reductor inorgánico y el dióxido de carbono
• D. variaciones adicionales en la fermentación de los carbohidratos
• Estos pueden acomodar a muchos más sustratos y los productos finales pueden ser más diversos, por ejemplo: la oxidación del NADH a expensas del piruvato.

Regulación de las vías metabólicas

Cada regulación metabólica está regulada no solo respecto de las otras en la célula, sino también respecto de las concentraciones de nutrientes en el ambiente.

La regulación de la actividad y de la síntesis enzimática proporciona tanto un control fino como un control burdo de las vías metabólicas.

Los mecanismos mediante los cuales la célula regula la actividad enzimática son:

• Enzimas como proteínas alosstericas.- esta inhibición no depende de la competencia por el sitio de unión del sustrato con la enzima
• Inhibición por retroalimentación.-en cada caso el producto final inhibe alostericamente la actividad de la primera.
• Cooperativismo.- muchas enzimas oligomericas, que poseen más de un sitio de unión de sustrato, muestran interacciones cooperadoras de moléculas de sustrato.
• Modificación covalente de enzimas.- las propiedades reguladoras de algunas enzimas se alteran por la modificación covalente de la enzima.