Metabolismo Bacteriano

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METABOLISMO BACTERIANO
Professora: Erica Pacheco Caetano
 METABOLISMO
 grego: metabole = mudança, transformação
 Soma de todas as reações químicas em um organismo
vivo.
 São de dois tipos gerais:
 Aquelas que envolvem a liberação/produção de energia
com a quebra de compostos complexos em compostos mais
simples: CATABOLISMO. Ex: Reações de Hidrólise.
 Aquelas envolvidas na utilização da energia para a
construção de moléculas complexas a partir de moléculas
mais simples: ANABOLISMO. Ex: Reações de síntese por
desidratação.
Metabolismo Bacteriano
Metabolismo
Catabolismo Anabolismo
Energia
Crescimento
E 
Multiplicação
Metabolismo Bacteriano
Reações catabólicas
ou degradativas
Reações anabólicas 
ou biossintéticas
 Produção de energia
Metabolismo Bacteriano 
Metabolismo Bacteriano 
Nutrientes Metabolismo
Sub-unidades
Estruturais 
Energia
Crescimento Bacteriano
+
Motilidade, bioluminescência...
Metabolismo Bacteriano 
 Requerimento de Energia
 Síntese dos componentes celulares: parede,
membrana, etc.
 Síntese de enzimas, ácidos nucléicos,
polissacarídeos, etc.
 Reparos e manutenção da célula.
 Crescimento e multiplicação.
 Acumulação de nutrientes e excreção de produtos
indesejáveis.
 Motilidade.
Metabolismo Bacteriano 
 Enzimas:
 Podem aumentar a velocidade das reações químicas
 São catalizadores
 Específicas (Cada uma atua em um substrato específico)
 Apoenzima + Cofator = Holoenzima
Metabolismo Bacteriano 
(Parte 
proteica)
(Íon metálico 
ou molécula 
orgânica 
complexa-
Coenzima)
(Enzima 
completa)
 Enzimas:
Metabolismo Bacteriano 
 Fatores que influenciam a atividade das enzimas:
 Temperatura
 pH
 Concentração do substrato
 Inibidores
Metabolismo Bacteriano 
 Produção de energia
 Reações de Oxidação-Redução
 Geração de ATP
 Fosforilação em nível de substrato
 Fosforilação oxidativa
 Fotofosforilação
Metabolismo Bacteriano 
 Vias metabólicas de produção de energia
 Metabolismo dos carboidratos
“Produção de energia a partir de GLICOSE”
 Respiração celular
 Glicólise
 Ciclo de Krebs
 Cadeia de transporte de elétrons
 Fermentação
Metabolismo Bacteriano 
 Respiração Aeróbica
Metabolismo Bacteriano 
 Fermentação
Metabolismo Bacteriano 
Produtos da 
Fermentação
Metabolismo Bacteriano 
 Vias metabólicas de produção de energia
 Catabolismo dos lipídios:
 Catabolismo das proteínas:
Gorduras Ácido graxo e glicerol
Lipases
Proteínas Aminoácidos
Proteases
Peptidases
Metabolismo Bacteriano 
 Vias metabólicas de uso de energia
 Biossíntese de polissacarídeos
 Biossíntese de lipídeos
 Biossíntese de aminoácidos e proteínas
 Biossíntese de purinas e pirimidinas
Metabolismo Bacteriano 
 Metabolismo Bacteriano Integrado
Metabolismo Bacteriano 
CRESCIMENTO BACTERIANO
 Aumento do número de células e não aumento das
dimensões celulares (acumulando em colônias).
Crescimento Bacteriano 
Fotografia por Martin Oeggerli, com suporte da School of Life Sciences, FHNW
COLÔNIAS => grupos de células => 
visualização sem utilização de microscópio.
Multiplicação= divisão binária
 Influência dos fatores físicos
 Temperatura
 pH
 Pressão osmótica
 Influência dos fatores químicos
 Água
 Fontes de Carbono
 Minerais (Nitrogênio, enxofre, fósforo)
 Elementos traços
 Oxigênio
Crescimento Bacteriano 
 Temperatura
Influência de Fatores Físicos 
Taxa de crescimento vs. temperatura
 Temperatura
 Microrganismos são classificados em 4 grupos:
 Psicrófilos: crescem em baixas temperaturas (-10 a 15 °C) 
Ex: Bacillus globisporus
 Mesófilos: crescem em temperaturas moderadas (10 a 50 
°C)
 Termófilos: crescem em altas temperaturas (40 a 70 °C) 
Ex: Clostridium botulinum
 Termófilos extremos (68 a 110 °C)
Ex: Thermus aquaticus
Influência de Fatores Físicos 
o pH
o Refere-se a acidez ou a alcalinidade de uma solução;
o Maioria dos microrganismos cresce melhor perto da
neutralidade (pH 6,5 – 7,5);
o Poucas bactérias são capazes de crescer em pH ácido
(como pH4,0)
Bactérias: faixa entre pH 7,0 
o Exceções:
o Bactérias acidófilas: alto grau de tolerância à acidez (H.pylori
0,1 a 5,4)
o Bactérias alcalifílicas: (Bacillus e Archaea) (pH 10 – 11).
o Fungos - tendem a ser mais acidófilos que as bactérias (pH
<5).
Influência de Fatores Físicos 
o pH
Influência de Fatores Físicos 
Organismo
pH mínimo pH ótimo pH máximo
Thiobacillus thiooxidans 0.5 2.0-2.8 4.0-6.0
Sulfolobus acidocaldarius 1.0 2.0-3.0 5.0
Bacillus acidocaldarius 2.0 4.0 6.0
Zymomonas lindneri 3.5 5.5-6.0 7.5
Lactobacillus acidophilus 4.0-4.6 5.8-6.6 6.8
Staphylococcus aureus 4.2 7.0-7.5 9.3
Escherichia coli 4.4 6.0-7.0 9.0
Clostridium sporogenes 5.0-5.8 6.0-7.6 8.5-9.0
Erwinia caratovora 5.6 7.1 9.3
Pseudomonas aeruginosa 5.6 6.6-7.0 8.0
Thiobacillus novellus 5.7 7.0 9.0
Streptococcus pneumoniae 6.5 7.8 8.3
Nitrobacter sp 6.6 7.6-8.6 10.0
o Pressão Osmótica
o Os microrganismos retiram da água a maioria dos
nutrientes solúveis (conteúdo celular 80 – 90 % de
água)
o Pressão osmótica: retira a H2O dentro da célula
o Reação Hipertônica: perda de H2O do meio intracelular
para o extracelular, através da membrana plasmática
(meio com concentração de sais).
o Plasmólise: diminuição da membrana plasmática da
célula devido a perda de H2O por osmose.
Influência de Fatores Físicos 
Influência de Fatores Físicos 
Figura 4. Taxa de crescimento de alguns microrganimos vs. a concentração de sal.
Não Halófilos: não 
necessitam de sal e 
não toleram a 
presença no meio.
Halotolerantes: não 
necessitam de sal mas 
toleram a presença no 
meio.
Halófilos: necessitam 
de sal em uma 
concentração 
moderada
Halófilos extremos:
necessitam de sal em 
altas concentrações.
o Água
o Essencial para os microrganismos
o Disponibilidade variável no ambiente
Influência de Fatores Químicos 
o Carbono
o Essencial para a síntese de todos os compostos orgânicos
necessários para a viabilidade celular
o Bactérias Fixadoras de Nitrogênio
o Fixação de N: algumas bactérias são capazes de utilizar N
gasoso diretamente da atmosfera.
Influência de Fatores Químicos 
o Enxofre
Utilizado na síntese de aminoácidos contendo S e de
vitaminas (tiamina e biotina).
o Fósforo
Essencial para a síntese dos ácidos nucléicos e para os
fosfolipídeos componentes da membrana celular.
Influência de Fatores Químicos 
o Potássio, Magnésio e Cálcio:
o São elementos essenciais para os microrganismos
o Frequentemente encontrados como co-fatores para as
reações enzimáticas.
o Elementos traços (Ferro, Cobre e Zinco)
o utilizados como co-fatores essenciais para atividade de
algumas enzimas
Influência de Fatores Químicos 
o Oxigênio
o Extremamente importante ao desenvolvimento microbiano.
o AERÓBIOS
o Estritos (obrigados): só crescem na presença de O2
(Pseudomonas)
o Facultativos: utilizam O2 em seu metabolismo energético,
mas podem crescer na ausência de O2 (família
Enterobacteriaceae)
o Microaerófilo: sobrevivem em ambientes com alta
concentração de CO2 e baixas de O2 (H. pylori)
Influência de Fatores Químicos 
o Oxigênio
o ANAERÓBIOS
o Aerotolerantes: suportam a presença de O2 mas sem
utilizá-lo em seu metabolismo. Ex: Lactobacillus
acidophillus
o Estritos (obrigados): não toleram O2 (letal) Ex: Clostridiumtetani e Clostridium botulinum
Influência de Fatores Químicos 
o Características do Crescimento Bacteriano
Crescimento Bacteriano
Divisão Binária 
Tempo de Geração, em 
geral de cerca de 15 a 
30 min para a maioria 
das espécies mesófilas 
de importância em 
micro médica e de 
alimentos
Células filhas idênticas a 
célula mãe = “clone”
o Características do Crescimento Bacteriano
Aumento da População Bacteriana em Progressão Geométrica 
Formação de Populações Elevadas em Curto Espaço de Tempo
Crescimento Bacteriano
Crescimento Bacteriano
 Curva de crescimento:
 Fase lag;
 Fase log;
 Fase estacionária;
 Fase de morte.
Crescimento Bacteriano
 Fase lag;
 Pouca ou ausência de divisão 
celular 
 Fase de adaptação ≥ 1 hora
 Síntese de enzimas nas novas 
condições
 Estado de latência, com 
intensa atividade metabólica. Tempo (min.)
Crescimento Bacteriano
 Fase log;
 Início do processo de 
divisão (período de 
crescimento ou aumento 
logarítmo= 2n);
 Reprodução celular 
extremamente ativa, 
sensíveis as mudanças 
ambientais;
 EFEITO DE 
ANTIBIÓTICOS.
Tempo (min.)
Crescimento Bacteriano
 Fase Estacionária;
 Velocidade de 
crescimento 
diminui;
 Escassez de 
nutrientes ou 
acúmulo de 
metabólitos;
 nº de células vivas 
= nº de células 
mortas.
Crescimento Bacteriano
 Fase de morte 
ou declínio:
 nº de células 
mortas excede o 
de células novas.
Crescimento Bacteriano
Representação 
Gráfica da 
População 
Bacteriana com 
Limitação 
Nutricional (Meio 
de Cultura)
OBRIGADO!!!