metabolismo microbiano

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METABOLISMO MICROBIANO
ENG. QUÍMICA, ENG. ALIMENTOS, ENG. AMBIENTAL
Profa. Luciane Maria Colla
DEFINIÇÕES: ATP
DEFINIÇÕES: COENZIMAS
Definições: NAD
Definições: FAD
Definições: coenzima A
Lembrando: enzima é....
Proteínas e enzimas se 
organizam no espaço....
A desnaturação pode ser causada por temperatura, pH, solventes, sais
Enzima e coenzima são 
estruturas diferentes
Estruturas 
orgânicas ou 
inorgânicas
CATABOLISMO X ANABOLISMO
 CATABOLISMO
 Produção de energia a partir de compostos
 Necessidades de energia nos microrganismos
Trabalho osmótico  manutenção concentrações intracelulares
Trabalho mecânico  movimento de flagelos, bioluminescência 
Síntese de macromoléculas
QUIMIOTRÓFICOS
OXIDAÇÃO AERÓBIA 
(quimioheterotróficos)
Substratos 
oxidáveis: 
carboidratos, 
aminoácidos, 
lipídios, 
hidrocarbonetos
O2  aceptor final de 
elétrons; - Geração de 
grandes quantidades de 
energia; Elevado 
crescimento celular; -
Conversão de 
compostos orgânicos a 
CO2 e água
OXIDAÇÃO AERÓBIA 
DE COMPOSTOS 
INORGÂNICOS
(quimioautotróficos)
CO2 como fonte de 
carbono e energia 
proveniente de 
oxidação química de 
compostos 
inorgânicos
OXIDAÇÃO 
ANAERÓBIA 
(quimioheterotróficos)
Aceptor de 
elétronsproduto do 
metabolismo; Geração 
de pequenas 
quantidades de energia; 
Baixo crescimento 
celular
RESPIRAÇÃO 
ANAERÓBIA
(quimioheterotróficos)
Compostos 
inorgânicos
aceptores finais de 
elétrons
Geração de 
quantidades de 
energia 
intermediárias
OXIDAÇÃO AERÓBIA DE CARBOIDRATOS
•Conversão de compostos orgânicos (glicose) em ácido pirúvico
GLICÓLISE
•Descarboxilação do piruvato com eliminação de CO2
CONVERSÃO DE PIRUVATO A ACETIL-COA
•Transformação do radical acetil em CO2 e H2O com geração de 
coenzimas reduzidas
CICLO DE KREBS
•Oxidação das coenzimas reduzidas através da passagem dos elétrons 
para o O2 com geração de ATP
CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS
C6H12O6 + 6O26CO2 + 6 H2O + energia
FOSFORILAÇÃO DA GLICOSE  REAÇÃO 1
NOVA FOSFORILAÇÃO  MOLÉCULA BIFOSFORILADA  REAÇÃO 3
HIDRÓLISE  2 TRIOSES MONOFOSFORILADAS  REAÇÃO 4
OXIDAÇÃO DA TRIOSE E INCORPORAÇÃO DE Pi  REAÇÃO 5
TRANSFERÊNCIA DOS GRUPOS 
FOSFATO PARA O ADP 
COM PRODUÇÃO DE ATP  REAÇÕES 
6 E 9
CONVERSÃO DE PIRUVATO ATÉ ACETIL-COA
piruvato + HSCoA + NAD+  acetilCoA + NADH + CO2
Reação catalisada pelo complexo piruvato
desidrogenase
- 3 enzimas
- 5 coenzimas
Ciclo de Krebs
Cadeia de transporte de elétrons 
Reoxidação das coenzimas 
reduzidas na glicólise e ciclo de 
Krebs
Produção de ATP a partir de ADP e 
Pi
Fosforilação oxidativa
Primeiro vídeo Até aqui
Fonte
- Cap. 4 – Barbosa e Torres, Microbiologia Básica.
- Tortora. Microbiologia.
CATABOLISMO
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
 Esqueletos carbônicos
 Acetil CoA
 Oxaloacetato
 Intermediários do ciclo de Krebs
 Intermediários da glicólise
OXIDAÇÃO DE TRIGLICERÍDIOS
 Triglicerídios glicerol + ácidos graxos (ação de 
lipases microbianas)
 Glicerol  intermediários da glicólise
 Ácidos graxos são convertidos até Acetil CoA pela 
beta-oxidação ou Ciclo de Lynen
Ciclo de Krebs
Beta oxidação
OXIDAÇÃO DE HIDROCARBONETOS 
 Alcanos e Alcenos  fontes de substrato oxidável para 
microrganismos
 Oxidações sucessivas do carbono terminal
 Álcool  aldeído  ácido carboxílico
Ciclo de Lynen
Acetil-CoA
Ciclo de Krebs
OXIDAÇÃO AERÓBIA DE COMPOSTOS INORGÂNICOS
 Oxidação compostos inorgânicos  reações de 
oxidorredução criam o fluxo de elétrons 
fluxo de prótons impulsiona a geração de ATP 
 Final da cadeia de transporte de elétrons  O2
 O ATP gerado é utilizado para a síntese de 
novas moléculas orgânicas  fixação do CO2
OXIDAÇÕES ANAERÓBIAS
 Fermentações
 Respiração anaeróbia
Nas oxidações 
anaeróbias ocorre a 
glicólise
Os NADH gerados são 
utilizados para 
transformar o 
piruvato em outras 
moléculas como o 
ácido lático e o etanol
A cadeia de 
transporte de elétrons 
está inibida e a 
reoxidação do NADH 
ocorre a nível de 
substrato
S. CEREVISIAE CONSEGUE CRESCER EM AMBIENTE AERÓBIO
OU ANAERÓBIO (OXIDAÇÃO PARCIAL – FERMENTAÇÃO
ALCOÓLICA)
RESPIRAÇÃO ANAERÓBIA
 Substratos oxidáveis  compostos reduzidos
 Lactato, acetato
 Aceptor final não é o oxigênio
 Aceptor inorgânico  CO3
-2, NO2
-, NO3
-, SO4
-2 , Fe+3
 Aceptor orgânico  fumarato
OBTENÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA 
FOTOSSÍNTESE
Fotoautotróficos
 CO2 como fonte de C
Fotossíntese oxigênica usam água para reduzir o CO2
Fotossíntese anoxigênica não usam água para reduzir o 
CO2  bactérias verdes e púrpuras
Fotoheterotróficos
 Usam compostos orgânicos como fonte de C e a luz 
como fonte de energia  bactérias verdes e 
púrpuras
CATABOLISMO
FOTOSSÍNTESE OXIGÊNICA
 6CO2 + 6 H2O  C6H12O6 + 6O2
 Fases da fotossíntese
 Fase clara
 Absorção da energia luminosa em fotossistemas com síntese de ATP
 Fase escura
 Utilização do ATP gerado na fase clara para a fixação de CO2 através do 
ciclo de Calvin
FASE CLARA DA FOTOSSÍNTESE OXIGÊNICA
A luz é utilizada para a síntese de ATP CATABOLISMO
FASE ESCURA DA FOTOSSÍNTESE
O ATP da fase clara é utilizado para as reações de fixação do carbono
CATABOLISMO