Metabolismo bacteriano

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Metabolismo bacteriano
Catabolismo de carboidratos
Carboidratos – fonte primária de energia;
Microrganismos oxidam carboidratos
como fonte primária de energia;
Glicose – fonte de energia mais comum;
Energia obtida a partir da glicose:
Respiração e fermentação.
Processo de oxidação da molécula
orgânica – os elétrons dessa molécula
são capturados pela molécula
transportadora (NAD+);
Esse NAD+ passa para a forma
carregada ou reduzida – Molécula com
dois hidrogênios associados (NADH e
H+);
Processo de redução - A molécula
orgânica foi reduzida (perde elétrons);
Isso que acontece nos processos de
respiração e fermentação;
Com uma fonte de carbono ocorre a
liberação de elétrons da matéria
orgânica; e esses elétrons são
convertidos em ATP que será usado nas
funções celulares.
Respiração Celular Aeróbica
Possui quatro passos: Glicólise, Reação
de transição, Ciclo de Krebs e Sistema de
transporte de elétrons;
A molécula de glicose que contém 6
carbonos será quebrada, gerando 2
ácidos pirúvicos;
Formação de Acetilcoenzima A;
A Acetilcoenzima A entra no Ciclo de
Krebs;
Várias moléculas transportadoras são
utilizadas para o processo de captura dos
elétrons (NADs e FADs são reduzidos),
gerando muitas moléculas carregadas de
elétrons;
Glicólise:
Reação de transição:
Ciclo de Krebs:
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Acoplado a crista mitocondrial;
Nas bactérias (que não possuem
mitocôndrias) isso processo ocorre
associado a membrana citoplasmática
As moléculas carregadas de elétrons
entram no Sistema de transporte de
elétrons;
Nesse sistema há várias proteínas que
estão associadas a membrana, que
recebem e passam esses elétrons até
chegar na enzima ATPase que faz a
conversão de ADP em ATP;
Na respiração há um saldo de 34 ATP;
30 ATP - moléculas de NADH2;
4 ATP – molécula de FADH2; 
Sistema de transporte de elétrons:
OBS: Como ocorre 34 ATP:
OBS: Produção total de ATP à partir da
oxidação completa de 1 molécula de
glicose na Respiração Aeróbica:
Respiração Anaeróbica
Os elétrons liberados pela oxidação são
passados pela cadeia transportadora de
elétrons (sistema de transporte de
elétrons), mas o oxigênio não é o aceptor
final de elétrons;
OBS: Quem recebe os elétrons na respiração
anaeróbica: 
Metabolismo bacteriano
As moléculas transportadoras de
elétrons (NAD+ e FAD+) chegam na
cadeia transportadora de elétrons
(sistema de transporte de elétrons);
Ocorre acúmulo de hidrogênio no espaço
periplasmático (fora da célula);
Esses hidrogênios passam, através da
enzima ATPsintase, formando uma força
próton motiva;
A força próton motiva faz a ligação do
ADP com o pirufosfato gerando o ATP;
OBS: Nitrato recebe o último elétron, e o
resultado é a formação do nitrito;
Saldo menor de ATP, comparado a
respiração aeróbica. Porém o impacto no
metabolismo não é muito grande.
EX: Respiração anaeróbica em Escherichia
coli:
Fermentação
A fermentação é outra forma de
oxidação das moléculas orgânicas e é
muito mais simples;
Utiliza apenas a primeira etapa da
respiração: a glicólise (A molécula de
glicose que contém 6 carbonos será
quebrada, gerando 2 ácidos pirúvicos);
A molécula do ácido pirúvico pode ser
convertida a ácido lático ou álcool (isso
depende de tipo de microrganismo);
Esse processo gera menos energia;
NADH sofre oxidação (perde hidrogênio)
e o resultado final é uma molécula
orgânica;
Metabolismo bacteriano
OBS: Produtos finais da fermentação:
Sacarose pode ser transformada em
frutose e glicose;
A frutose pode ser usada para
fermentação, produzindo ácido;
A sacarose pode ser transformada em
glucanos (polissacarídeos extracelulares);
Destranos (baixo peso molecular) e
mutanos (alto peso molecular);
Esses produtos extracelulares,
principalmente os mutanos, são
extremamente insolúveis, e facilitam o
acúmulo de placa que se acumula na
superfície dos dentes, formando uma
placa bacteriana;
OBS: Existem dois tipos de glucanos: 
Polissacarídeos extra (EC) e
intracelulares (IC)
Sacarose pode ser transformada em
frutanos que são utilizados na
fermentação;
A glicose a partir da sacarose pode ser
acumulada dentro da célula na forma de
glicogênio e é usada pela bactéria;
OBS: Imagem: Streptococcus salivarius
em meio Mitis salivarium (15% sacarose).
Metabolismo bacteriano
Identificação de microrganismos através
das características fermentativas;
Manitol: carboidrato colocado no meio de
cultura;
Tubo A: tubo controle;
Tubo B: presença da bactéria S.
epidermidis; não fermenta manitol, logo,
não há mudança na coloração e não
produz ácido; resultado negativo para
manitol;
Tubo C: presença da bactéria S. aureus;
fermenta manitol, logo, há mudança na
coloração (de vermelho para amarelo) e
há pouca produção de gás; resultado
positivo para manitol;
Tudo D: presença da bactéria E. coli;
fermenta manitol, logo, há mudança na
coloração (de vermelho para amarelo) e
há uma produção maior de gás; resultado
positivo para manitol;
OBS: Explicação - imagem:
Aplicação do processo fermentativo
Testes bioquímicos
Priscila - Nutri/UFES