Microbiologia - Metabolismo

Metabolismo e ossidazione

Concetti di base

Metabolismo include i processi di anabolismo e catabolismo. Durante il catabolismo, avviene la rottura delle molecole organiche o inorganiche per liberare energia, mentre l'anabolismo è un processo di sintesi di nuove molecole.

Le reazioni metaboliche si dividono in endoergoniche ed esoergoniche, dove le prime richiedono energia e le seconde la rilasciano. La molecola centrale in questi processi è l'ATP (adenosina trifosfato), che si trasforma in ADP + P liberando energia.

Cos'è l'ATP?

A: Adenosin
T: Tre
P: Fosfato

Idrolisi dell'ATP porta alla formazione di ADP, liberando energia: ADENOSINA-P-P + ENERGIA + P → ADENOSINA-P-P-P

Reazioni di ossidazione e riduzione

Ossidazione: Perdita di un elettrone
Riduzione: Acquisto di un elettrone

Esempio: Fe⁺⁺ - 1e → Fe⁺⁺⁺ (ossidazione)
Fe⁺⁺⁺ + 1e → Fe⁺⁺ (riduzione)

Processo di ossidazione

1. OSSIDAZIONE = Deidrogenazione
AH (substrato ridotto) → A H₂

Ogni ossidazione si accompagna a una riduzione: AH + B (substrato ossidato) → A + BH (substrato ridotto)

3. L'ossidazione avviene attraverso diversi passaggi: AH + B → … → DH₂ + D → …
A: donatore iniziale di elettroni
D: accettore finale di elettroni

Trasportatori di idrogeno

• Flavina ossidata: I gruppi reattivi sono gli azoti in b e in c
• Coenzima Q = Ubichinone (forma ossidata e ridotta)
• CITOCROMI: Proteine + eme (Citocromi a, b, c, d)

Fermentazione e cicli metabolici

Fermentazione: Glicolisi... Lactobacillus (bastoncini batterio omolattico) GRAM+ Streptococcus, Cocchi Leptococcus, Enterococcus

Ciclo di Krebs e catena di trasporto elettroni

Bilancio energetico:
2 x 5 NADH x 3 = 30
2 x 1 FADH x 2 = 4
2 cicli Glicolisi = 2
Fosforilazione al livello del substrato
2 Ciclo di Krebs = 2
Totale: 38 ATP

Catena respiratoria

• Per ogni NADH che si ossida si formano 3 ATP, per ogni FADH si formano 2 ATP
• Il FAD può cedere elettroni direttamente all'O₂ formando H₂O
• L'azide blocca la fosforilazione
• Il citocromo C manca nelle enterobatteriaceae

Rapporto con l'ossigeno

Suddivisione per O₂

• Aerobi obbligati
• Aerobi microaerofili
• Aerobi-anaerobi facoltativi
• Aerotolleranti

Creazione di anaerobiosi

• Incorporare nel terreno sostanze riducenti
• Pompa da vuoto
• Candela
• Sistema GAS-PACK

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