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RESPIRAÇÃO ANAERÓBIA • Característica típica e freqüente em procariotos heterotróficos • Raro em eucariotos • Grande parte das bactérias metabolismo facultativo (aero ou anaeróbico) • Geralmente, as bactérias anaeróbicas possuem o mesmo sistema de transporte de elétrons das aeróbias • Diferença: redução de outro composto no final da cadeia de transporte, que não o O2 � A energética da redução do oxigênio a água é muito maior que outros aceptores. Porém, na falta deste, o uso de aceptores como uma alternativa viável, sendo estes: NO3- (nitrato), SO42- (sulfato), CO2 ou até mesmo Compostos orgânicos (fermentação) � Metabolismo assimilativo: uso de nitrato, sulfato e gás carbônico como fonte de nutrientes (fontes de N, S e C respectivamente). NÃO é respiração anaeróbica, pois estes compostos serão utilizados na biossíntese de moléculas � Metabolismo dissimilativo: uso dos mesmos compostos como aceptores de elétrons na respiração anaeróbica, ou seja, serão reduzidos e EXCRETADOS ao ambiente. 1) Pseudomonas e Bacillus (algumas espécies) podem utilizar o íon nitrato (NO3-) como aceptor final de elétrons Nesse caso o íon nitrato é reduzido a nitrito (NO2-), oxido nitroso (N2O) ou gás nitrogênio Essencial para o ciclo do nitrogênio na natureza! 2) Desulfovibrio utiliza sulfato (SO4 2-) como aceptor final de életrons, com formação final de sulfeto de hidrogênio (H2S) Essencial para o ciclo do enxofre na natureza! 3) Algumas bactérias utilziam CO2 para formar metano � DENITRIFICAÇÃO - Uso de compostos nitrogenados inorgânicos como aceptores de elétrons Mais encontrados na natureza: amônia e nitrato - Importância da denitrificação: conversão do nitrato a gás nitrogênio elementar (importância no tratamento de esgoto, reduzindo a quantidade de nitrogênio no efluente, estimulando o crescimento de algas) - E. coli possui apenas a nitrato redutase (produz nitrito) – anaeróbico facultativo (figura abaixo) - Paracoccus denitrificans e Pseudomonas stutzeri � denitrificação verdadeira, liberação de dinitrogênio na atmosfera. Denitrificação completa !! � REDUÇÃO DO SULFATO • Utilização do sulfato como aceptor de elétrons, originando H2S (gás sulfídrico). • Ânion encontrado em grande quantidade nos mares. • Metabolismo dissimilativo já que não se assimila a nenhum composto organico. • Baixo potencial redutor em comparação a oxigênio e nitrato � crescimento global menor nestes organismos Potencial redutor O2 > NO3- > SO4 2- menor capacidade de receber elétrons O odor a ovos podres do sulfeto de hidrogénio é um marcador para a presença de bactérias redutoras de sulfato na natureza. • Geração de H2S, que pode ser utilizado tanto no metabolismo assimilativo quanto dissimilativo, e ambas as formas utilizam um intermediário de ativação, oriundo da conjugação do sulfato com moléculas de adenosina fosfatadas. O gás sulfídrico (H2S) pode ser oxidado (outras bactérias � Beggiatoa e Thiobacillus) � ciclo do enxofre H2S � S0 � SO42- � REDUÇÀO DO CO2 : acetogênese e metanogênese Metabolismo dissimilativo de CO2, formando compostos reduzidos: acetato ou metano. 1) Acetogênese Os organismos homoacetogênicos podem utilizar H2, ou compostos orgânicos (açúcares, proteínas, etc) como doadores de elétrons, ou seja, podem ser quimiolitotróficos ou heterotróficos. • Os homoacetogênicos fermentam glicose pela via glicolítica, gerando piruvato, que é transformado em acetato e CO2, com geração de NADH. glicose � 2 piruvato � 2 acetato + 2 CO2 + 4 NADH • A partir dos 2 CO2 e 4 NADH é gerado mais um acetato 2 CO2 + 4 NADH � 1 acetato • Com isso, a fermentação da glicose gera 3 acetatos, que podem ser utilizadas como fontes de carbono. • O piruvato pode ser oxidado em acetato para formação de H2 e geração de força próton-motiva (similar a bactérias redutoras de sulfato) • Via do acetil-CoA (via de Ljungdahl-Wood): formação de acetato via redução CO2 + H2 � autotrofia • Algumas bactérias ainda podem oxidar o acetato produzido 2) Metanogênese • Produção de metano biológico por Archaea anaeróbicas quimiolitotróficas (H2 � doador de elétrons) • Série de reações enzimáticas complexas, envolvendo uma série de coenzimas Apresentam fluorescencia devido a coenzima F420 Fosforilaçào a nivel de substrato C – C – C ~ P + ADP � C – C – C + ATP Geralmente o fosfato adquiriu sua energia durante uma reaçào inicial que o próprio substrato foi oxidado
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