Homeostase microbiana. Interligação e regulação do metabolismo primário e secundário

Question 1

Podem as bactérias adaptar-se a diferentes condições do ambiente? Como se chama esse processo?

Answer 1

Sim, através da homeostase

Question 2

O que é homeostase Microbiana?

Answer 2

Processos auto-reguláveis que as bactérias usam para manter a estabilidade interna e garantir a sua sobrevivência

Question 3

Existe só um tipo de homeostase?

Que exemplos podes dar?

Qual destes está inserido em outras homeostases?

Answer 3

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

Question 4

Os sistemas TCS são:

Funcionam para que MOs?

Answer 4

“Two-Component Signal” : vias de sinalização de duas componentes usadas pelos procariotas para sentir e adaptarem-se a estímulos do ambiente

Homeoestase procariota

Question 5

O metabolismo microbiano é um processo … que usualmente não gasta … ou … para fazer compostos que já existam ….

Answer 5

1. conservativo
2. energia
3. nutrientes
4. no ambiente

Question 6

Os metabolitos primários podem dividir-se em:

Dá exemplos

Answer 6

1. Metabolitos essenciais: a.a; nucleósidos; vitaminas; enzimas
2. Produtos do final do metabolismo (end-products): etanol e ácidos orgânicos

Question 7

Exemplos de metabolitos secundários são:

Answer 7

• antibióticos
• pigmentos
• toxinas

Question 8

De que se trata o controlo do metabolismo primário?

Answer 8

Da coordenação de funções metabólicas que garantem, a qualquer momento, que apenas as **enzimas necessárias ** e a quantidade correta são feitas.

Question 9

Exemplos de funções metabólicas associadas ao mecanismo primário:

Qual é a mais importante no metabolismo primário?

Answer 9

• 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

Question 10

Enquanto os produtos de uma via metabólica estiverem a ser produzidos, a quinase encontra-se:

ativa/inativa

Answer 10

Inativa -> enzima responsável pela catálise encontra-se ativa

Question 11

Qual elemento é dos mais importantes para os 2 metabolismos?

Porque é que o seu uso tem de ser altamente regulado?

Answer 11

Fosfato

Na natureza as suas quantidades são baixas

Question 12

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 …

Answer 12

1. promotora … DNA
2. repressores … ativam… transcrição
3. indutores … repressores … negativo

Question 13

Na homeostase microbiana, as fontes de fosfato podem ser:

O fosfato inorgânico é de fonte…

Answer 13

Primárias e secundárias

primária

Question 14

O fosfato é essencial para:

E isto tudo implica a atividade de que componente genético?

Answer 14

• Componentes genéticos
• metabolismo energético
• integridade da membrana
• sinalização intracelular
• crescimento celular

Regulão Pho

Question 15

O que é um regulão?

Answer 15

Conjunto de genes ou operões regulados por apenas uma proteína regulatória/ fator de transcrição.

Question 16

Uma vez que Pi é tão … na natureza, os procariotas têm sistemas que permitem o seu melhor proveito. Estes sistemas são:

Answer 16

• Escasso
  1. enzimas extracelulares capazer de obter Pi de fosfatos orgânicos
  2. transportadores específicos de Pi
  3. enzimas envolvidas no armazenamento de Pi

Question 17

O Pho regula tanto no metabolismo 1º como no 2º?

Answer 17

Sim

Question 18

O Pho é regulado por sistema de 2 componentes constituído por:

Answer 18

1. Sensor de histidina-quinase (PhoR): atravessa a membrana -> capta sinal
2. Regulador de resposta transcriptacional (PhoB/PhoR): citoplasma -> responde ao sinal

Question 19

O mecanismo gobal de regulação envolvido na gestão de Pi pelas batérias é:

Answer 19

Regulão Pho

Question 20

Caso o Pi no ambiente/periplasma for baixo, descreve o mecanismo do regulão Pho:

Answer 20

1. Domínio periplasmático da PhoR perde fosfato
2. conformação da PhoR altera-se -> ativação PhoR
3. Transferência Pi de ATP para histidina da PhoR
4. PhoB (citoplasma) recebe Pi transferido da histidina
5. PhoB altera a sua conformação -> ativa-se
6. PhoB ativa a transcrição de genes (phoA, B e R) -> produzem proteínas que ajudam a cell a responder a baixas [Pi]

Question 21

O membro mais conservado do regulão Pho é:

Qual a sua função?

Answer 21

Transportador específico de Pi - Pst

Transporta Pi através do periplasma

Question 22

O transporte de Pi do meio extracelular para o citoplasma é feito por quantos intervenientes? A que nome de se dá esse conjunto?

Answer 22

3
Transportadores ABC

Question 23

A Pho box localiza-se a montante de que região conservada?

Answer 23

região -10

Question 24

A síntese de metabolitos secundários é regulada … por concentrações … de Pi no meio de cultura.

Explica

Answer 24

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.

Question 25

O sistema PhoR-PhoP só se conhece em 3 espécies do género …

Que espécies?

Answer 25

Streptomyces

S. lividans, natalensis e coelicolor

Question 26

Quando Pi está em excesso, o regulão Pho está desativo?

Answer 26

Não, está ativo em quantidades basais. Tem de estar ativo caso haja depleção de Pi

Question 27

A regulação de fosfato está relacionada com outros metabolitos importantes?

Answer 27

Sim

Question 28

Os metabolitos secundários … para o crescimento.

Answer 28

não são necessários

Question 29

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?

Answer 29

Metabolitos primários

Sim

Question 30

A curva de produção de M. primários segue a curva de crescimento celular?

Qual é o comportamento da curva do metabolismo secundário?

Answer 30

Sim

só começa a crescer exponencialmente a partir do momento que as células entram em fase estacionária (saem da fase log)

Question 31

O mecanismo mais importante, responsável pela regulação de enzimas anabólicas responsáveis pela síntese de metabolitos primários é:

No que consiste este mecanismo?

Answer 31

Mecanismo de regulação por feedback

Produção de determinados metabolitos cujo determinado limite de concentração cessa a sua produção

Question 32

Muitos dos metabolitos … são produto de intermediários do metabolismo …

O que acontece se este último metabolismo não for bem regulado?

Answer 32

secundários … primário

Pode não haver produção de metabolitos secundários

Question 33

Como se pode aumentar o rendimento de metabolitos secundários?

Answer 33

• Aumentar a expressão genética
• aumentar a via anabólica
• remover o mecanismo de feedback por precursores

Modificação do meio de cultua
Regulação bioquímica
regulação genética

Question 34

Basta uma modificação num metabolito secundário para que se forme outro tipo de metabolito?

Answer 34

Sim

Question 35

A … comprova que através de um intermediário do metabolismo primário, é possível formar vários metabolitos secundários

Answer 35

Acetil - coenzima A

Question 36

A maioria dos genes microbianos encontram-se…
Como podemos reverter essa situação? que vantagens pode trazer?

ativos/silenciados

Answer 36

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

Question 37

Podemos alterar tanto o metabolismo primário como o secundário para a produção de moléculas de interesse?

Como?

Answer 37

Sim

Modificação M1º -> aumentar produção de antibióticos; M2º-> modificar antibióticos

Question 38

A via do xiquimato liga o metabolismo dos … à biosíntese de …

Exemplos de produtos desta biossíntese são …

Answer 38

carbohidratos … compostos aromáticos

A. ácidos aromáticos como o triptofano, a tirosina e a fenilalanina

Question 39

O “chorismate” é percursor de que compostos em que via metabólica?

Answer 39

Aminoácidos aromáticos e metabolitos secundários aromáticos.
Do xiquimato

Question 40

A produção de metabolitos primários pode inibir vias de produção de metabolitos secundários. Qual o resultado?

Answer 40

Acumulação de precursores de metabolitos secundários

Question 41

O que é balimicina?

Que via metabólica primária está associada?

Answer 41

Heptapeptídeo não ribossomal contendo aminoácidos não proteinogénicos mas sim derivados de aa não essenciais (derivados do metabolismo secundário) como a tirosina

Xiquimato

Question 42

O “TE” no final de um módulo não ribossomal significa:

Answer 42

Libertação do pepídeo

Question 43

Qual é a analogia destes componentes de NRPPS com os componentes de RIPPS?
1. Domínio de adenilação
2. transporte
3. domínio de condensação

Answer 43

• aminoacil tRNA sintetase
• tRNA
• ribossoma

Question 44

Podem os mesmos genes criar diferentes glicopeptídeos? Como?

Que antibióticos são exemplo disso?

Answer 44

Sim, por adição de diferentes grupos após modificações pós-traducionais

balimicina e teicoplanina

Question 45

Ao contrário do metabolismo primário, o secundário é restrito só a alguns MOs?

Answer 45

Sim

Question 46

A acetil CoA está associada à formação de péptidos…

Answer 46

• Péptidos ribossomais
• péptidos não ribossomais –> bacitracina e vancomicina

Question 47

Exemplos de antibióticos derivados de péptidos não ribossomais e ribossomais são:

Answer 47

• Não ribossomais: Vancomicina; daptomicina; bacitracina
• Ribossomais: lantibióticos