Aula 10 - Metabolismo Bacteriano (aula_10_metabolismo_bacteriano.pdf)

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Metabolismo Bacteriano 
Prof.: Daniela Pontes 
Introdução 
• Metabolismo: soma de todas as reações 
químicas dentro de um organismo vivo, ou de 
uma célula.  REAÇÕES METABÓLICAS. 
Pode ser dividido em duas classes de reações químicas: 
Reações químicas que 
liberam energia 
Reações químicas que 
requerem energia 
CATABOLISMO ANABOLISMO 
* Metabólito: qualquer molécula que atua como nutriente, produto intermediário ou 
produto final em uma reação metabólica. 
Introdução 
• Catabolismo: quebra de compostos orgânicos 
complexos em compostos mais simples. 
 
 
 
- São também chamadas de reações catabólicas ou 
degradativas. 
- Constituem a principal fonte de energia para as 
células; já que sempre que as ligações químicas são 
degradadas, ocorre liberação de energia. 
 
 
Reações catabólicas envolvem a quebra de ligações 
químicas e a liberação de energia. 
Introdução 
• Anabolismo: construção de moléculas orgânicas 
complexas a partir de moléculas mais simples. 
 
 
 
- Também chamadas de reações anabólicas ou 
biossintéticas. 
- Para a formação de ligações químicas é necessário 
energia. Uma vez formadas, as ligações representam 
armazenamento de energia. 
 
 
Reações anabólicas envolvem a formação de ligações, com 
gasto de energia. 
Introdução 
Introdução 
• A energia liberada durante as reações catabólicas é 
utilizada para conduzir as reações anabólicas. 
• A energia requerida por uma célula pode ser capturada 
dos raios do sol (como na fotossíntese) ou pode ser 
produzida por certas reações metabólicas. 
• A energia pode ser temporariamente armazenada em 
ligações ricas em energia, em moléculas especiais, 
geralmente nas moléculas de ATP. 
 
Introdução 
Moléculas de ATP (adenosina trifosfato): 
• São as principais moléculas de armazenamento ou de 
transporte de energia no interior da célula. 
• São encontradas em todas as células, uma vez que elas 
são utilizadas para transferir energia de moléculas que 
requerem energia (como a glicose) para uma reação 
que necessite de energia. 
• É uma molécula temporária, intermediária. Se não for 
utilizado logo após sua produção, será hidrolisado a 
adenosina difosfato (ADP). 
 
ADP: fonte emergencial de energia. 
Molécula de adenosina trifosfato (ATP). 
Como o nome sugere, a molécula de 
ATP contém três grupamentos fosfato. 
Introdução 
Moléculas de ATP (adenosina trifosfato): 
Introdução 
Energia – necessária para: 
• Vias metabólicas; 
• Crescimento; 
• Reprodução; 
• Esporulação; 
• Movimento; 
• Transporte ativo de substâncias através da membrana. 
Introdução 
O papel do ATP no acoplamento das reações anabólicas e catabólicas. Quando moléculas complexas são 
quebradas (catabolismo), uma parte da energia é transferida e presa no ATP e o restante é liberado como 
calor. Quando moléculas simples se combinam formando moléculas complexas (anabolismo), o ATP fornece a 
energia para a síntese, e outra vez uma parte da energia é liberada como calor. 
Observações 
• Via bioquímica: série de reações bioquímicas 
interligadas que ocorrem de modo gradual, indo de um 
material inicial para um produto final. 
 
• A glicose é o “alimento” ou nutriente favorito das 
células, incluindo os microrganismos. 
 
• Os nutrientes devem ser considerados fontes de energia 
e as ligações químicas, formas de armazenamento de 
energia. 
 
CATABOLISMO 
Catabolismo 
• Respiração Aeróbica da Glicose 
- Glicólise 
- Ciclo de Krebs 
- Cadeia Transportadora de Elétrons 
 
• Fermentação da Glicose 
Catabolismo 
Respiração 
Aeróbica da 
Glicose 
• Glicólise 
- Pode ocorrer na 
presença ou ausência de 
O2, mas ele não participa 
dessa fase. 
- Produz muito pouca 
energia: rendimento 
líquido de 2 ATP. 
- Ocorre no citoplasma. 
NAD = nicotinamida adenina dinucleotídeo. 
NAD+ (oxidado) / NADH (reduzido) 
Respiração Aeróbica da 
Glicose 
• Ciclo de Krebs 
(ciclo do ácido cítrico, ciclo do ácido 
tricarboxílico) 
- Processo aeróbico. 
- É considerado ciclo porque, ao 
final das reações, o produto inicial 
(oxaloacetato) é regenerado. 
- Somente 2 ATP são formados, 
mas vários produtos (p. ex., 
NADH, FADH2 e H
+) formados 
durante o ciclo de Krebs entram 
na cadeia transportadora de 
elétrons. 
- Ocorre na superfície interna da 
membrana celular. 
FAD = flavina-adenina dinucleotideo (oxidado). FADH2 (reduzido). 
Respiração Aeróbica da 
Glicose 
• Cadeia Transportadora de Elétrons 
- Série de reações de oxidação-redução, por meio das quais a energia é 
liberada à medida que os elétrons são transferidos de um composto para 
outro. 
- O O2 está no ponto final da cadeia; é referido como aceptor final de elétrons. 
- Ocorre na superfície interna da membrana celular. 
- Produz 34 moléculas de ATP. 
(processo aeróbico) 
FMN: flavina mononucleotídeo. 
Q: ubiquitina ou coenzima Q. 
Respiração Aeróbica da 
Glicose 
 
A equação química que representa a respiração aeróbica 
é: 
 
C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 P  6 H2O + 6 CO2 + 38 ATP 
 
 
 
 P : grupo fosfato ativado 
Fermentação 
• Não envolve oxigênio; geralmente ocorrem em 
ambientes anaeróbicos. 
• A primeira etapa é a glicólise. 
• A etapa seguinte é a conversão do ácido pirúvico em um 
produto final, que é produzido dependendo do 
organismo específico envolvido. 
• A fermentação produz apenas 2 moléculas de ATP. 
Fermentação 
Fermentação 
• Aplicações: 
- Fermentação alcóolica: fabricação de vinhos, cervejas, 
outras bebidas alcóolicas, pão. 
- Fermentação lática: produção de queijos, iogurte, 
picles, salsichas curadas, coalhadas. 
- Odontologia: bactérias da cavidade oral provocam 
cárie (o ácido lático produzido ataca o esmalte 
dentário). 
Fermentação 
ANABOLISMO 
Anabolismo 
• As reações anabólicas necessitam de energia 
(uma vez que estão sendo formadas ligações 
químicas). 
• A maior parte da energia necessária às reações 
anabólicas é fornecida pelas reações catabólicas 
que estão ocorrendo simultaneamente na célula. 
• Conhecidas também como reações 
biossintéticas. 
Anabolismo 
• Biossíntese de Compostos Orgânicos: 
 
- Fotossíntese (biossíntese que utiliza energia 
luminosa) 
 
- Quimiossíntese (biossíntese que utiliza energia 
química) 
 
Fotossíntese 
• A energia luminosa é convertida em energia química na 
forma de ligações químicas. 
 
• Objetivo: captar a energia luminosa e convertê-la em 
ligações químicas ricas em energia nas moléculas de 
ATP e carboidratos, particularmente glicose, que pode, 
então, ser convertida em mais moléculas de ATP na 
etapa final da respiração aeróbica. 
 
• Ex.: algas, vegetais, cianobactérias e outras bactérias. 
Fotossíntese 
 
A equação química que representa a fotossíntese é: 
 
6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O + ADP + P 
 
 
 
 
 P : grupo fosfato ativado 
luz 
ATP 
Quimiossíntese 
• Envolve uma fonte química de energia e matéria-
prima para a síntese de metabólitos e 
macromoléculas necessários ao crescimento e à 
realização das funções dos organismos. 
• Quimioautotróficos: utilizam CO2 como fonte de 
carbono. 
• Químio-heterotróficos: utilizam outras 
moléculas orgânicas, diferentes do CO2, como 
fonte de carbono. 
Bibliografia 
• TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 8. ed. 
Porto Alegre: Artmed, 2005. 
• BARBOSA, H. R.; TORRES, B. B. Microbiologia Básica. São Paulo: 
Editora Atheneu, 2005. 
• ENGELKIRK, P. G.; DUBEN-ENGELKIRK, J. Burton, Microbiologia 
para as ciências da saúde. 9.ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Koogan, 2012.