Homeostase microbiana. Interligação e regulação do metabolismo primário e secundário Flashcards
Podem as bactérias adaptar-se a diferentes condições do ambiente? Como se chama esse processo?
Sim, através da homeostase
O que é homeostase Microbiana?
Processos auto-reguláveis que as bactérias usam para manter a estabilidade interna e garantir a sua sobrevivência
Existe só um tipo de homeostase?
Que exemplos podes dar?
Qual destes está inserido em outras homeostases?
Não.
* Ferro: bactérias patogénicas podem usar a hemoglobina do nosso sangue para manter a sua homeostase do ferro
* Metais: bactérias podem avaliar os niveis externos de metais
* pH: podem tolerar pHs externos diferentes dos internos
* lípidos da membrana: podem ajustar a composição de lípidos da membrana alterando a sua permeabilidade –> inserido em outras homeostases
* etc
Os sistemas TCS são:
Funcionam para que MOs?
“Two-Component Signal” : vias de sinalização de duas componentes usadas pelos procariotas para sentir e adaptarem-se a estímulos do ambiente
Homeoestase procariota
O metabolismo microbiano é um processo … que usualmente não gasta … ou … para fazer compostos que já existam ….
- conservativo
- energia
- nutrientes
- no ambiente
Os metabolitos primários podem dividir-se em:
Dá exemplos
- Metabolitos essenciais: a.a; nucleósidos; vitaminas; enzimas
- Produtos do final do metabolismo (end-products): etanol e ácidos orgânicos
Exemplos de metabolitos secundários são:
- antibióticos
- pigmentos
- toxinas
De que se trata o controlo do metabolismo primário?
Da coordenação de funções metabólicas que garantem, a qualquer momento, que apenas as **enzimas necessárias ** e a quantidade correta são feitas.
Exemplos de funções metabólicas associadas ao mecanismo primário:
Qual é a mais importante no metabolismo primário?
- Indução: indução de genes (operão da lactose)
- Repressão catabólica: usar a fonte de carbono mais simples 1º
- Uso de fontes de fósforo, nitrogénio e enxofre
- inibição feedback: a acumulação de end products depois de uma série de reações enzimáticas inibe a primeira enzima que cataliza a via
Inibição feed-back
Enquanto os produtos de uma via metabólica estiverem a ser produzidos, a quinase encontra-se:
ativa/inativa
Inativa -> enzima responsável pela catálise encontra-se ativa
Qual elemento é dos mais importantes para os 2 metabolismos?
Porque é que o seu uso tem de ser altamente regulado?
Fosfato
Na natureza as suas quantidades são baixas
Repressores e Indutores ligam-se à região … do …
Os indutores quando se ligam aos … inativam/ativam a … .
Na ausência de … os … ligam-se à região promotora. Dá-se assim o nome de controlo …
- promotora … DNA
- repressores … ativam… transcrição
- indutores … repressores … negativo
Na homeostase microbiana, as fontes de fosfato podem ser:
O fosfato inorgânico é de fonte…
Primárias e secundárias
primária
O fosfato é essencial para:
E isto tudo implica a atividade de que componente genético?
- Componentes genéticos
- metabolismo energético
- integridade da membrana
- sinalização intracelular
- crescimento celular
Regulão Pho
O que é um regulão?
Conjunto de genes ou operões regulados por apenas uma proteína regulatória/ fator de transcrição.
Uma vez que Pi é tão … na natureza, os procariotas têm sistemas que permitem o seu melhor proveito. Estes sistemas são:
- Escasso
1. enzimas extracelulares capazer de obter Pi de fosfatos orgânicos
2. transportadores específicos de Pi
3. enzimas envolvidas no armazenamento de Pi
O Pho regula tanto no metabolismo 1º como no 2º?
Sim
O Pho é regulado por sistema de 2 componentes constituído por:
- Sensor de histidina-quinase (PhoR): atravessa a membrana -> capta sinal
- Regulador de resposta transcriptacional (PhoB/PhoR): citoplasma -> responde ao sinal
O mecanismo gobal de regulação envolvido na gestão de Pi pelas batérias é:
Regulão Pho
Caso o Pi no ambiente/periplasma for baixo, descreve o mecanismo do regulão Pho:
- Domínio periplasmático da PhoR perde fosfato
- conformação da PhoR altera-se -> ativação PhoR
- Transferência Pi de ATP para histidina da PhoR
- PhoB (citoplasma) recebe Pi transferido da histidina
- PhoB altera a sua conformação -> ativa-se
- PhoB ativa a transcrição de genes (phoA, B e R) -> produzem proteínas que ajudam a cell a responder a baixas [Pi]
O membro mais conservado do regulão Pho é:
Qual a sua função?
Transportador específico de Pi - Pst
Transporta Pi através do periplasma
O transporte de Pi do meio extracelular para o citoplasma é feito por quantos intervenientes? A que nome de se dá esse conjunto?
3
Transportadores ABC
A Pho box localiza-se a montante de que região conservada?
região -10
A síntese de metabolitos secundários é regulada … por concentrações … de Pi no meio de cultura.
Explica
negativamente … elevadas
Quando há Pi suficiente para ser metabolizado, não há necessidade de criar metabolitos secundários, uma vez que havendo Pi a produção de metabolitos primários é favorecida.
O sistema PhoR-PhoP só se conhece em 3 espécies do género …
Que espécies?
Streptomyces
S. lividans, natalensis e coelicolor
Quando Pi está em excesso, o regulão Pho está desativo?
Não, está ativo em quantidades basais. Tem de estar ativo caso haja depleção de Pi
A regulação de fosfato está relacionada com outros metabolitos importantes?
Sim
Os metabolitos secundários … para o crescimento.
não são necessários
Aos intermediários e end-products do metabolismo anabólico, usados pela célula para sintetizar macromoléculas essenciais designa-se o nome de:
Estes são essenciais ao crescimento?
Metabolitos primários
Sim
A curva de produção de M. primários segue a curva de crescimento celular?
Qual é o comportamento da curva do metabolismo secundário?
Sim
só começa a crescer exponencialmente a partir do momento que as células entram em fase estacionária (saem da fase log)
O mecanismo mais importante, responsável pela regulação de enzimas anabólicas responsáveis pela síntese de metabolitos primários é:
No que consiste este mecanismo?
Mecanismo de regulação por feedback
Produção de determinados metabolitos cujo determinado limite de concentração cessa a sua produção
Muitos dos metabolitos … são produto de intermediários do metabolismo …
O que acontece se este último metabolismo não for bem regulado?
secundários … primário
Pode não haver produção de metabolitos secundários
Como se pode aumentar o rendimento de metabolitos secundários?
- Aumentar a expressão genética
- aumentar a via anabólica
- remover o mecanismo de feedback por precursores
Modificação do meio de cultua
Regulação bioquímica
regulação genética
Basta uma modificação num metabolito secundário para que se forme outro tipo de metabolito?
Sim
A … comprova que através de um intermediário do metabolismo primário, é possível formar vários metabolitos secundários
Acetil - coenzima A
A maioria dos genes microbianos encontram-se…
Como podemos reverter essa situação? que vantagens pode trazer?
ativos/silenciados
Silenciados.
* Modificações no meio de cultura, co-culturas, stress/modificações ambientais
* Alternativas moleculares: eng. de ribossomas, ativação de ativadores, deleção de supressores, promotores artificiais, epigenética
-> Novas moléculas
Podemos alterar tanto o metabolismo primário como o secundário para a produção de moléculas de interesse?
Como?
Sim
Modificação M1º -> aumentar produção de antibióticos; M2º-> modificar antibióticos
A via do xiquimato liga o metabolismo dos … à biosíntese de …
Exemplos de produtos desta biossíntese são …
carbohidratos … compostos aromáticos
A. ácidos aromáticos como o triptofano, a tirosina e a fenilalanina
O “chorismate” é percursor de que compostos em que via metabólica?
Aminoácidos aromáticos e metabolitos secundários aromáticos.
Do xiquimato
A produção de metabolitos primários pode inibir vias de produção de metabolitos secundários. Qual o resultado?
Acumulação de precursores de metabolitos secundários
O que é balimicina?
Que via metabólica primária está associada?
Heptapeptídeo não ribossomal contendo aminoácidos não proteinogénicos mas sim derivados de aa não essenciais (derivados do metabolismo secundário) como a tirosina
Xiquimato
O “TE” no final de um módulo não ribossomal significa:
Libertação do pepídeo
Qual é a analogia destes componentes de NRPPS com os componentes de RIPPS?
1. Domínio de adenilação
2. transporte
3. domínio de condensação
- aminoacil tRNA sintetase
- tRNA
- ribossoma
Podem os mesmos genes criar diferentes glicopeptídeos? Como?
Que antibióticos são exemplo disso?
Sim, por adição de diferentes grupos após modificações pós-traducionais
balimicina e teicoplanina
Ao contrário do metabolismo primário, o secundário é restrito só a alguns MOs?
Sim
A acetil CoA está associada à formação de péptidos…
- Péptidos ribossomais
- péptidos não ribossomais –> bacitracina e vancomicina
Exemplos de antibióticos derivados de péptidos não ribossomais e ribossomais são:
- Não ribossomais: Vancomicina; daptomicina; bacitracina
- Ribossomais: lantibióticos
