T10- Metabolismo II Flashcards
O grande propósito do metabolismo das células bacterianas é ….
A Reprodução!
O termo Metabolismo refere-se …
À soma de todas as reações químicas dentro de um organismo vivo.
Pode ser visto como um ato de balanceamento de energia dividido em dois tipos de reações:
- Anabólicas (componente biossintética)
- Catabólicas (libertação de energia)
Que organismos utilizam a luz como a sua fonte primária de energia?
Fototróficos!
Que organismos dependem das reações de oxidação-redução de compostos orgânicos ou inorgânicos como fonte de energia?
Quimiototróficos!
Os autotróficos utilizam…
Dióxido de carbono (CO2)!
Os Heterotróficos necessitam de …
uma fonte de carbono orgânica.
De acordo com a sua fonte de eletrões, que organismos utilizam compostos orgânicos como fonte de potencial de redução?
Organotróficos!
De acordo com a sua fonte de eletrões, que organismos utilizam compostos inorgânicos como fonte de potencial de redução?
Litotróficos!
Que 3 elementos são necessidades nutricionais dos organismos?
- Azoto;
- Fósforo;
- Enxofre.
Quais as fontes de azoto dos microrganismos?
- Azoto orgânico: catabolismo dos a.a.
- Formas oxidadas de azoto inorgânico: nitrato e nitrito.
- Formas reduzidas de azoto inorgânico: Amónia (NH4+)
- Azoto Molecular (N2): ajuda na fertilização dos solos.
Quais as fontes de fósforo e enxofre dos microrganismos?
- Forma inorgânica do fósforo: HPO42-; H2PO4-
- Forma orgânica do Enxofre: Aminoácidos
- Forma inorgância do Enxofre:
oxidadas (sulfato) –> (SO42-)
reduzidas (sulfeto) –> HS ou S2-
Enxofre Elementar (S0) –> muito raramente.
Para que serve o fósforo e o enxofre nos organismos?
- O Fósforo é necessário nos ácidos nucleicos e fosfolípidos.
- O Enxofre é necessário para as enzimas e algumas proteínas.
Existem certos elementos que os organismos precisam em quantidades infímas. Indique a importância do Magnésio e Cálcio nesse grupo.
- O Mg estabiliza ribossomas e membranas.
- O Ca2+ estabiliza as membranas e permite a formação do endósporo, sem ele as bactérias esporuladas morrem.
Qual a diferença entre um ser autotrófico e prototrófico?
Enquanto “autotrófico” se relaciona à capacidade de sintetizar alimento a partir de fontes inorgânicas, “prototrófico” se refere à capacidade de sintetizar todos os compostos orgânicos essenciais para o crescimento a partir de precursores simples.
O que é a Translocação de Grupo?
- É o processo de transporte no qual a molécula tem de ser quimicamente modificada para entrar na célula.
- Vantagens:
1. mais útil quando há pouca glucose disponível.
2. deficiência na fonte de carbono.
Descreve o processo da Fosfotransferase.
- Um composto de degradação da glicose, denominado fosfoenopiruvato, dá o grupo fosfato à enzima I.
- Esta passa-o para a enzima HPr
- As enzimas citoplasmáticas (IIa e IIb) passam o fosfato a uma enzima membranosa específica.
- Esta transporta a glicose para dentro, fosforilando-a.
Descreva o Transportador tipo ABC.
- Existe uma proteína periplasmática quem tem afinidade com um nutriente.
- Quando se ligam, a proteína liga-se ao complexo de proteínas integrais da membrana.
- Por sua vez, um segundo complemento de hidrólise de ATP fica acoplado, permitindo a passagem do nutriente para a célula.
Como ocorre a conservação de energia nos microrganismos?
- Os microrganismos produzem polímeros insolúveis que podem ser mais tarde oxidados para a produção de ATP.
o Ex. Glicogénio, poly-β-hidroxibutirato e outros polihidroxialcanoatos, amido e/ou lípidos (eucariontes) - Estas fontes podem servir para energia de manutenção, sempre que não exista uma fonte externa.
Qual o objetivo da via catabólica?
- O objetivo da via catabólica é produzir ATP: transformar a energia química ou energia
eletromagnetica (luz) em energia química contida no interior das ligações de elevada energia de ATP.
Porque vias pode ocorrer a síntese de ATP em procariotas?
- As células podem fundamentalmente produzir ATP através de duas vias:
o A fosforilação ao nível do substrato
o A fosforilação oxidativa (transporte de eletrões)
Descreva a obtenção de energia na bactéria Escherichia coli.
- A obtenção de energia ocorre na membrana citoplasmática, sendo estabelecido um gradiente de eletrões na membrana
- As bactérias utilizam tanto oxigénio como outros compostos como aceitador de eletrões
o Quando é o oxigénio a ser o aceitador é uma respiração aeróbia
o Quando é outro composto é respiração anaeróbia - Esta energia é utilizada na ATPase para haver promoção de ATP
- A energia também é utilizada para o movimento do flagelo e transporte ativo de lactose e prolina e para o transporte de sódio e cálcio
O que é a Força Eletromotriz?
- É a energia libertada pelo transporte de eletrões na membrana, dada através da diferença de protões.
Que outra função importante tem a ATPase?
- A ATPase também tem um importante papel na desadificação:
o Quando o meio externo está muito ácido há consumo de protões, através da formação de mais unidades de ATPase.
Explique a fosforilação ao nível do substrato.
- Os aceitadores de eletrões e do grupo fosfato são os intermediários da glia.
- Ocorre formação de ATP, quando um P de alta energia é diretamente transferido de um composto fosforilado (substrato).
- Quando o substrato foi oxidado, P obteve essa energia.
Explique a fermentação.
- A energia é formada a partir da oxidação parcial de compostos orgânicos com utilização de intermediários orgânicos como dadores e aceitadores de eletrões
- Ocorre uma fosforilação ao nível do substrato para produzir ATP
- Não há nenhum transporte de membrana ou transporte de eletrões
- Não há nenhum aceitador externo
- Numa primeira fase há redução de NAD
- Numa segunda fase há redução de NADH2
O que é o processo da glicólise e quantos tipos existem?
- Na glicólise são consumidos dois ATPs e são produzidos 4 ATPs, havendo como produto final o ácido pirúvico
- 1 glicose –>2 de ácido pirúvico.
- via Embden-Meyerhof (maioria dos eucariotas incluindo a levedura Saccharomyces )
- via heterolática (heterofermentativa) (bactérias láticas)
- via Entner-Doudoroff (como por exemplo a bactéria utilizada na produção de etanol)
Que bactérias utilizam a Via Embden-Meyerhof?
- A bactéria lática lactobacillus –> Lactato
- A Saccharomyces –> Etano e 2C O2
As Fermentações Ácido-Mistas são utilizadas porque bactérias?
- Bactérias da família Enterobacteriaceae!
- Produtos finais: ácido láctico, ácido acético, ácido fórmico, succinato e etanol.
- O valor de pH é sempre baixo
- Possibilidade de formação de gás (CO2 e H2) se a bactéria possui a enzima dehidrogenase
As Fermentações Ácido-Mistas ainda tem um subtipo, as Fermentações Butanodiol. Explique-as!
- Em coliformes não fecais, Klebsiella e
Enterobacter forma-se 2,3- butanodiol a partir do piruvato, para além dos outros ácidos. - Em Enterobacter, Salmonella e Shigella forma-se acetoína a partir do 2,3- butanodiol.
Em que Bactérias ocorre a Fermentação Butírica e como é que esta ocorre?
- Género Clostridium
- Forma-se ácido butírico, ácido acético, CO2 e H2.
- Pequenas quantidades de etanol e isopropanol
podem também ser formadas.
No género Clostridium acetobutylicum ocorre ainda a fermentação butanol – acetona
Onde ocorre a Fermentação Propiónica e como esta se processa?
- Corinebactérias
- Géneros Propionibacterium e Bifidobacterium.
A partir do lactato formam ácido acético, CO2 e ácido propiónico.
Para as seguintes bactérias indique os produtos das suas fermentações:
- Streptococcus, Lactobacillus, Staphylococcus
- Klebsiella Enterobacter Bacillus
- Propionibacterium Bifidobacterium
- E.coli, Salmonella
- Clostridium
- Streptococcus, Lactobacillus, Staphylococcus – produto final é o lactato
- Klebsiella Enterobacter Bacillus – produto final é o acetato
- Propionibacterium Bifidobacterium – ácido probiónico
- E.coli, Salmonella – mistura de acetatos
- Clostridium –** ácido butírico **
Explique como ocorre e onde decorre a Fermentação Heterofermentativa.
- Ocorre quando há deficiência na enzima **frutose 1,6-difosfato-aldose **!
- Acontece uma descarboxilação do glucanato, havendo produção de etanol, ácido lático e CO2
- Ocorre nos Leuconostoc!
A via Homofermentativa só tem um produto.
Verdadeiro ou Falso?
E que bactérias a utilizam?
- Verdadeiro! O ácido lático!
- Exemplos: Pediococcus, Lactobacillus
Em termos industriais, que bactéria é mais vantajosa para produzir alcóol?
- Zymomonas!
Que bactérias utilzam a Via Entner- Doudorof e como se processa?
- Nesta via, a glicose 6-P passa para 6-fosfoglutanato e depois é degrada até ao piruvato
- O piruvato dá gliceraldeído
- O gliceraldeído é transforado em piruvato, tendo como produto final duas moléculas de etanol e um ATP.
**
* Zymomonas
* Saccharomyces
* Pediococcus**
O que é a Fermentação de Stickland – fermentação de aminoácidos?
- Os aceitadores e dadores de eletrões são os aminoácidos.
- Tem como produtos o ácido acético e o amoníaco.
Quais as principais características do modelo da Respiração Aeróbia?
- Temos a glicose com o ciclo de Krebs , a cadeia de transporte de eletrões, ATPase acoplada e o aceitador de eletrões (o oxigénio) – é oq caracteriza a respiração aeróbia.
O balanço da respiração é igual para todas as bactérias.
Verdadeiro ou Falso?
Falso!
- A Pseudomonas consegue mais ATP por ter uma cadeia de transporte de eletrões mais exata.
Qual o melhor processo para produzir biomassa?
Metabolismo aeróbio!
Qual a diferença da Respiração Anaeróbia para a Respiração Aeróbia?
- Os aceitadores de eletrões são outros que não o O2
- As bactérias levam a cabo a respiração anaeróbia através de um sistema de transporte de eletrões que contem citocromos, quinonas, proteínas Fe/S e outras proteínas
Porque é que o metabolismo anaeróbio é melhor num ponto de vista industrial do que o metabolismo aeróbio?
- Menos energia
- Menos biomassa
- MAIS PRODUTO!!!
Como se dá o processo de respiração da E. coli?
- É uma bactéria anaeróbia facultativa (pode fazer os dois tipos), utiliza o nitrato.
- Tem uma nitrato-redutase: reduz o nitrato a nitrito.
Que bactérias realizam Desnitrificação e em que consiste o processo?
- Pseudomonas;
- Bacillus.
▪ O nitrito passa a óxido nitroso (através do nitrato redutase).
▪ Isto liberta azoto em forma molecular!
Que tipos de pigmentos temos na fotossíntese?
- Temos 3 tipos de pigmentos:
1. Clorofilas
▪ Presentes nas plantas e algas (eucariontes) e nas cianobactérias (bactérias)
2. Bacterioclorofilas
▪ Só estão nas bactérias fotossintéticas (Rodospiriláceas, Cromatiáceas, Clorobiáceas, Cloroflexáceas)
3. Bacteriorrodopsinas
▪ Presentes nas arqueas (halobactérias)
4. Acessórios: **Carotenoides **
Qual a diferença entre a clorofila e a bacterioclorofila?
- A estrutura básica da clorofila inclui um anel porfirínico e um ião de magnésio no centro.
- A bacterioclorofila não contém magnésio em seu núcleo porfirínico; em vez disso, ela pode conter outros metais, como ferro ou molibdênio.
Em que 2 grupos podemos dividir os Procariontes Fotossintéticos?
o Anoxigénicos
▪ Temos as bactérias verdes e púrpuras
▪ Não há produção de oxigénio, mas outros compostos como o sulfato
o Oxigénicos
▪ Por exemplo, as cianobactérias
▪* Há produção de oxigénio*
Os organismos fotoheterotróficos não utilizam uma fonte de carbono. Que bactérias estão incluídas neste grupo?
- Bactérias púrpuras não sulfurosas
- Bactérias verdes não sulfurosas
