Meccanismi di produzione energia dei batteri: Appunti di Microbiologia

SINTESI DI ATP

(ATP sintasi)

Confronto tra resa energetica fermentazione - respirazione (completamento con ossidazione glucosio)Glucosio + 4 NADH + FAD = 6 O₂ + 4 NADH + FADH

• ATP dalla ossidazione di glucosio a CO₂ dalla glicolisi a livello di substrato: 2
• dalla ossidazione di NADH: 6
• dalla ossidazione del piruvato: 2x15 30

36 molecole di ATP

• Fermentazione omolattica -> efficienza 32%: 2 ATP formati Glucosio -> 2 lattato
• Fermentazione alcolica -> efficienza 27%: 2 ATP formati Glucosio -> 2 etanolo + CO₂
• Respirazione -> efficienza 42%: 38 ATP formati Glucosio + 6 O₂ -> 6 CO₂ + 6 H₂O

Nei due tipi di respirazione il processo è identico, ciò che cambia è l’accettore finale.Per un microrganismo è più vantaggiosa la respirazione aerobica poiché viene generata una differenza di pHche potrà generare più energia per sintetizzare ATP.

Riduzione chemiomotiva del nitroto.L’enzima che opera la riduzione si trova nella membrana.Il nitrato è usato come accettore di elettroni ed è ridottoa nitrito.

Se il composto che viene ossidato non è H₂, non puòessere ossidato NADH, quindi il potere riducente deve essereottenuto in altri modi.

Il gradiente di elettroni:Nel gradiente del substrato di elettroni, il ΔE è sempresufficiente per generare il potenziale elettrochimico e laFMP per produrre ATP.I batteri ammonio-ossidanti sono tipicamente batterigram -.

Nei batteri chemio-litotrofi, gli elettroni scorrono su versonella catena di trasporto, generano energia che i batteri utilizzanoper sintetizzare.Ciò che cambia con gli altri batteri è il substrato cheossidano.Gli elettroni entrano nella catena di trasporto. L’energia prodottaviene utilizzata in parte per produrre ATP, in parte peraltre attività.

SINTESI DI ATP

(ATP sintasi)

Confronto tra resa energetica fermentazione - respirazione semplicemente ossid. glucosio Glucosio + 4 NADH + FAD ➔ 6CO₂ + 4 NADH + FADH

ATP dall'ossidazione di glucosio a CO₂dalla glicolisi, a livello di substrato 2dall'ossidazione di NADH 6dall'ossidazione del piruvato 2 x 15 30

• 38 molecole di ATP
• Fermentazione omolattica ➔ efficienza 32% ➔ 2 ATP formati
• Glucosio ➔ 2 lattato
• Fermentazione alcolica ➔ efficienza 27% ➔ 2 ATP formati
• Glucosio ➔ 2 etanolo + CO₂
• Respirazione ➔ efficienza 42% ➔ 38 ATP formati
• Glucosio + 6 O₂ ➔ 6CO₂ + 6H₂O

Nei due tipi di respirazione il processo è identico, ciò che cambia è l'accettore finale. Non tutti i microrganismi traggono vantaggio la respirazione aerobia perché viene generata una forza di FMP che potrà dar aver più energia per sintetizzare ATP.

Respirazione classica nitrativa dei nitrati: L'enzima che opera la riduzione si trova nella membrana. Il nitrato è usato come accettore di elettroni ed è ridotto a nitrito.

Se il composto che viene ossidato non è H₂, non può più essere prodotto NADH, quindi il potere riducente deve essere intercettato in altri modi.

Nel trasportatore del substrato di elettroni, il ΔE è sempre sufficiente per generare potenziale elettrochimiche e la FMP per produrre ATP.

I batteri ammonio-ossidanti sono tipicamente batteri gram -

Nei batteri chemilitotofici gli elettroni vengono inviati nella catena di trasporto, i vettori trasporto elettroni generano FMP questa energia che i batteri utilizzano per sintetizzare ATP. Ciò che cambia con gli altri batteri è il donatore di elettroni. Si parte da ammonio e da nitro, elettroni entrano nella catena di trasporto, l'energia prodotta viene utilizzata in parte per produrre ATP e in parte per

Il caso degli idrogenobatteri

Possono ridurre il NAD₊ direttamente a patto che ci siano degli enzimi (idrogenasi). A seconda di quale idrogenasi riceve, gli elettroni vengono eventi diversi. Una idrogenasi permette di produrre ATP, l'altra, solubile, riduce direttamente il NAD₊. L'idrogenasi solubile è esclusiva degli idrogenobatteri. Alcuni idrogenobatteri non hanno l'idrogenasi solubile. Negli altri battei chemolitotrofi parte dell'energia viene utilizzato per generare un flusso inverso di elettroni che servono per andare a ridurre il NAD₊.

Zolfo ossidanti: il flusso inverso è più breve se si utilizza S⁰ piuttosto che utilizzare ZandS⁰.

Ferro ossidanti: per ricevere gli elettroni è utilizzata la rustocianina (proteina). Il ferro in ambiente anaerobico o neutro si ossida spontaneamente.

In tutti questi casi l'accettore terminale è O