Microbiologia - metabolismo - Appunti

Processo fermentativo e respirazione aerobica

• L'eccesso di NADH è un fattore limitante del processo fermentativo e il pool di NAD+ viene rigenerato con la riduzione di una molecola organica interna al processo.
• L'acido piruvico è un intermedio fondamentale del processo fermentativo ed è possibile ottenere vari prodotti finali.
• L'ATP è prodotto con reazioni di fosforilazione a livello di substrato.
• Le rese energetiche sono basse per sostanze chimiche chemiotrofi come fonte di energia.
• Le sostanze composti chimici inorganiche e organiche sono utilizzate come fonte di energia per i chemioorganotrofi e chemiolitotrofi (composti organici e composti inorganici).
• La fermentazione è una via anaerobica, mentre la respirazione aerobica richiede un accettore finale di ossigeno diverso dall'ossigeno.
• Non c'è un accettore finale esterno ossidato. L'ossidazione è associata alla riduzione di un composto organico prodotto durante il processo.
• La degradazione del glucosio è un processo chiave nel metabolismo energetico.

trasporto costituiti da TRASPORTATORI alla membrana

Diversi microrganismi hanno catene di trasporto degli elettroni differenti

NADH deidrogenasi associata alla superficie interna della membrana cellulare accettano atomi di H dal NADH e li cedono alle FLAVOPROTEINE FMN-FAD accettano atomi di H e cedono elettroni CITOCROMI sono noti diversi citocromi con diversi potenziali di riduzione trasportano solamente elettroni FERRO-ZOLFO PROTEINE come i citocromi trasportano solamente elettroni CHINONI molecole idrofobiche, non contengono proteine Accettori di atomi di H e donatori di elettroni

I trasportatori sono orientati nella membrana in modo che durante il trasporto avvenga una separazione degli e e dei protoni.

Gli atomi di idrogeno rimossi dal NADH vengono separati in elettroni e protoni Gli e vengono trasferiti lungo la catena di trasporto fino ad un ACCETTORE FINALE – O che si riduce a H O2 I protoni vengono pompati fuori dalle cellule (o nel periplasma se si tratta di Gram-)

L'uso di H per la

1. presenza dei trasportatori di membrana disposti in modo crescenteverso un potenziale di riduzione più positivo
2. un'alternanza fra trasportatori di soli elettroni e di soli atomi diidrogeno
3. la generazione di una forza proton-motrice come risultato dellaseparazione di cariche attraverso la membrana

differenti α , β , γ,ε, δ3 3complesso catalitico-canale conduttore di protoni F 03 polipeptidi differenti a, b , c2 12Il movimento del protone attraversola subunità a di F provoca la rotazione0delle proteine c.La torsione viene trasmessa alla testaattraverso le subunità determinandoγ,ε,un cambiamento della conformazione dellesubunità che diventano capaci di legareβADP e Pi che viene convertito in ATPquando la subunità ritorna nella suaβconformazione originale 12IL RUOLO CENTRALE DELLA FORZA PROTON MOTRICERESA ENERGETICA DELLA OSSIDAZIONE AEROBICADI GLUCOSIOVIA GLICOLITICA 2ATPFosforilazione a livello del substrato (ATP) 6ATPFosforilazione ossidativa con 2 NADHAcido piruvico ad AcetilCoAFosforilazione ossidativa con 2 NADH 6ATPCICLO DEGLI ACIDI TRICARBOSSILICI 1ATPFosforilazione a livello del substrato (GTP) 18ATPFosforilazione ossidativa con 6 NADH 4ATPFosforilazione ossidativa con 2 FADH2RESA AEROBICA

TOTALE 38ATP

13I MICRORGANISMI SONO IN GRADO DI METABOLIZZARE DIVERSI COMPOSTI

CATABOLISMO DI CARBOIDRATI DIVERSI DAL GLUCOSIO

9 CATABOLISMO DEI LIPIDI

9 CATABOLISMO DI PROTEINE E AMMINOACIDI

9 CATABOLISMO DEI CARBOIDRATI DIVERSI DAL GLUCOSIO

Il galattosio deve essere modificato in glucosio-6-fosfato con un processo a tre tappe

Altri zuccheri entrano facilmente nella via glicolitica

14I DISACCARIDI possono essere scissi negli zuccheri che li costituiscono direttamente o mediante FOSFOROLISI (attacco del fosfato sul legame che lega i due zuccheri)

I POLISACCARIDI vengono scissi grazie alla secrezione di enzimi specifici da parte di alcuni batteri come Mixobatteri, Clostridi, Attinomiceti e funghi

POLIMERI DI RISERVA:

Glicogeno: FOSFORILASI che accorcia di un monomero

Amido: la catena polisaccaridica glucosio + Pi glucosio + glucosio-1-P n-1

Acido poli-β-idrossibutirrico: Acetil-CoA

CICLO TCA