ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

Bakterioen metabolismoa

•
•
Juan Arbulu Arin
Juan Arbulu Arin
1 of 37
Bakterioen metabolismoa Analisia eta Kontrola Entseiu mikrobiologiakoa Juan Arbulu http://www.arizmendipro.eu juarbulu@gmail.com @jarbulu
Hazkuntzarako beharrezkoak • Ingurumen urtsua • Energi iturria – Argia Fototrofoa – Kimikoa Kimiotrofoa • Karbono iturria – Konposatu organikoak Organotrofoa – Konposatu inorganikoa Litotrofoa • Nitrogeno iturria • Sufre iturria • “traza” elementuak • Bitaminak
Z E L U L A K
Prokariotak erabiltzen dituzten energi iturri eta mekanismoak eukariotenak baino ugariagoak dira Konposatu organiko edo ARGIA inorganikoen oxidazioa Fermentazioa Fotosintesi oxigenikoa Arnasketa aerobikoa (inorganikoak) Fotosintesi anoxigenikoa Arnasketa anaerobikoa ENERGIA (1 kcal = 4.184 kJoule)
METABOLISMOA METABOLISMO BIOENERGETIKOA METABOLISMO BIOSINTETIKOA KATABOLISMOA ANABOLISMOA Biopolimeroak (Adb. proteinak) Energia iturria Z Pi Bitartekari biosintetikoak E Energia ADP L Beroa erabilgarria Biltegi zelularra U Produktu ATP metabolikoak L Kanpo nutrienteak A (Zurgapena) K
Energiaren kontserbapena A. Sustratu mailako fosforilazioa 1) 1.3-difosfoglizeratoa + ADP → 3-fosfoglizeraldehidoa + ATP Bide glikolitikoa 2) Fosfoenolpirubatoa + ADP →pirubatoa + ATP 3) azetil-P + ADP → azetato + ATP B. Energia ekoizpena protoien mugimenduagatik Kanpokaldea Ared Barnekaldea Aox eta H+ Box Bred
Metabolismo energetiko motak prokariotoetan • Fotosintesia • Arnasketa (gai organiko edo inorganikoena) – Aerobioa – Anaerobioa • Hartzidura
Arnasketa Energia lortzeko prozesua non konposatu bat oxidatzen da eta oxigenoa edo elektroien beste azken hartzaile bat erreduzitu egiten da.
Sustratu desberdinen degradazio aerobioa
Karbohidratoen metabolismoa • Oinarrizko bide metabolikoak – Embden-Meyerhof-Parnas bidea (EMP, glikolisia) – Pentosa fosfatoen bidea (monofosfato hexosak) – Entner-Doudoroff bidea (prokariota batzuk bakarrik) • Hiru bideak glukosa glizeraldehido 3 fosfatoan (G3P) bihurtzen dute (bide diferenteak erabiliz) • G3Pa pirubatoan bihurtzen da erreakzio berdina erabiliz hiru bideetan. • G3Paren oxidazioa pirubikoa emateko ATParen ekoizpena eragiten du sustratu mailako fosforilazioaren bidez.
•Pirubatoaren ondorengoa Hartzidura: alkoholak, azido organikoak Arnasketa: azetil CoA eta Krebs-en zikloa •NADHaren ibilbidea Hartzidura Arnas katea
Glikolisia
Glikolisia
Entner-Doudoroff-en bidea
PENTOSEN BIDEA 3 X3 3 3CO2 3 Glukosa6P+6NADP++3H2O 2 fruktosa6P+G3P+3CO2+6NADPH+6H+ Glukosa 6P+12NADP++7H2O 6CO2+12 NADPH+12H++ Pi
ATParen formazioa EMP, E-D eta pentosa fosfato bideetan
• Entner-Doudoroff ematen du: -1 ATP/glukosa -2 NAD(P)H Prokariota askotan ematen da Glukonatorekin hazteko erabili daiteke • Pentosa fosfato – Glukosa -6-P oxidatua,CO2 produzitzen du – Azukreen arteko eraldaketak 3, 4, 5, 6, 7 C – NADPHaren formazioan inportantea anabolismorako, erribosa azido nikleikoentzako
Pirubato deshidrogenasa (aerobioa)
Ekuazioa idatzi Delta G kalkulatu GLUKOSA 6 O2 34 ADP + 34PI 4ADP +4PI 24[H] 4ATP 34 ATP 6 CO2 12 H2O GLUKOSAREN OXIDAZIO AEROBIKOA ∆Go´= -2830 kJ/mol glukosa
Krebs-en zikloa
Azido zitrikoaren zikloa • Bakarrik agertzen da hazkuntza aerobioan • Baldintza anaerobikoetan, – alfa zeto glutarato deshidrogenasaren aktibitate baxua – Sukzinato deshidrogenasaren ordez fumarato deshidrogenasa
Bakterioen metabolismoa
Hartzidura • Redox prozesu anaerobioa • ATP: sustrato mailako fosforilazioa, sustratoaren oxidazioari lotuta. • Hartzaileraino dagoen elektroi garraioa ez du energia produkziorik ematen. • Orokorrean konposatu bera da elektroien emaile eta hartzaile bezala jokatzen duena. • Konposatu oso oxidatu edo erreduzituak: hartzidurarako ez dira baliagarriak (arnasketan erabiliak)
Glukosa 2 laktatoa + 2H+ G0=2*(-517,81) + 2*-39,83)-(-917,22)= -198kJ/mol GLUKOSA 2PIRUBATOA 2ADP +PI 4[H] 2ATP 2 PIRUBATOA 2 LAKTATOA GLIKOLISI ANAEROBIKOA - HARTZIDURA ∆Go´= -198 kJ/mol gluKosa
Hartziduren ezaugarriak • Organismo desberdinak hartzidura produktu desberdinak sortzen dituzte: identifikaziorako erabiltzen dira • Glukosaren energia asko hartziduran galdu egiten da: ez da prozesu eraginkorra • NAD+ berrizketa elektroien transferentziagatik (NADHtik pirubatora)
Hartzidura alkoholikoa C6H12O6 2 CO2 + 2CH3CH2OH Onddoak, legamiak (Saccharomyces cereviseae), bakteria batzuk, algak eta protozooak Pirubatoa azetaldehidoa + CO2 NADH + H+ NAD+ Alkohol deshidrogenasa etanola
Zymomonas generoko baketria eta legamietan ematen den alkohol produkzioa
Hartzidura homolaktikoa
Bakterioen metabolismoa
Hartzidura heterolaktikoa – Fosfozetolasaren bidea
Bakterioen metabolismoa
Hartziduren produktoak
Bakterioen metabolismoa
Bakterioen metabolismoa
Bakterioen metabolismoa
H2-aren produkzioa • H+ elektroi hartzailea: 2H+ + 2e- → H2 (E0´= -420 mV) • Termodinamikoki okerragoa • Elektroien emailea: ferredoxina erreduzitua • pirubikoa → azetil CoA, H2, CO2 • Clostridium, sulfato erreduktoreak, beste anaerobio batzuk
COOH O 1 C=O + CoASH C-SCoA + CO2 CH3 CH3 Fdox Fdred 2 H2 2H+ 1. Pirubato-ferredoxina oxido erreduktasa 2. Hidrogenasa fosfotransazetilasa Azetil-CoA + Pi Azetil-P + CoASH Azetato kinasa Azetil-P + ADP Azetato + ATP

More Related Content

Bakterioen metabolismoa

  • 1. Bakterioen metabolismoa Analisia eta Kontrola Entseiu mikrobiologiakoa Juan Arbulu http://www.arizmendipro.eu juarbulu@gmail.com @jarbulu
  • 2. Hazkuntzarako beharrezkoak • Ingurumen urtsua • Energi iturria – Argia Fototrofoa – Kimikoa Kimiotrofoa • Karbono iturria – Konposatu organikoak Organotrofoa – Konposatu inorganikoa Litotrofoa • Nitrogeno iturria • Sufre iturria • “traza” elementuak • Bitaminak
  • 4. Prokariotak erabiltzen dituzten energi iturri eta mekanismoak eukariotenak baino ugariagoak dira Konposatu organiko edo ARGIA inorganikoen oxidazioa Fermentazioa Fotosintesi oxigenikoa Arnasketa aerobikoa (inorganikoak) Fotosintesi anoxigenikoa Arnasketa anaerobikoa ENERGIA (1 kcal = 4.184 kJoule)
  • 5. METABOLISMOA METABOLISMO BIOENERGETIKOA METABOLISMO BIOSINTETIKOA KATABOLISMOA ANABOLISMOA Biopolimeroak (Adb. proteinak) Energia iturria Z Pi Bitartekari biosintetikoak E Energia ADP L Beroa erabilgarria Biltegi zelularra U Produktu ATP metabolikoak L Kanpo nutrienteak A (Zurgapena) K
  • 6. Energiaren kontserbapena A. Sustratu mailako fosforilazioa 1) 1.3-difosfoglizeratoa + ADP → 3-fosfoglizeraldehidoa + ATP Bide glikolitikoa 2) Fosfoenolpirubatoa + ADP →pirubatoa + ATP 3) azetil-P + ADP → azetato + ATP B. Energia ekoizpena protoien mugimenduagatik Kanpokaldea Ared Barnekaldea Aox eta H+ Box Bred
  • 7. Metabolismo energetiko motak prokariotoetan • Fotosintesia • Arnasketa (gai organiko edo inorganikoena) – Aerobioa – Anaerobioa • Hartzidura
  • 8. Arnasketa Energia lortzeko prozesua non konposatu bat oxidatzen da eta oxigenoa edo elektroien beste azken hartzaile bat erreduzitu egiten da.
  • 10. Karbohidratoen metabolismoa • Oinarrizko bide metabolikoak – Embden-Meyerhof-Parnas bidea (EMP, glikolisia) – Pentosa fosfatoen bidea (monofosfato hexosak) – Entner-Doudoroff bidea (prokariota batzuk bakarrik) • Hiru bideak glukosa glizeraldehido 3 fosfatoan (G3P) bihurtzen dute (bide diferenteak erabiliz) • G3Pa pirubatoan bihurtzen da erreakzio berdina erabiliz hiru bideetan. • G3Paren oxidazioa pirubikoa emateko ATParen ekoizpena eragiten du sustratu mailako fosforilazioaren bidez.
  • 11. •Pirubatoaren ondorengoa Hartzidura: alkoholak, azido organikoak Arnasketa: azetil CoA eta Krebs-en zikloa •NADHaren ibilbidea Hartzidura Arnas katea
  • 15. PENTOSEN BIDEA 3 X3 3 3CO2 3 Glukosa6P+6NADP++3H2O 2 fruktosa6P+G3P+3CO2+6NADPH+6H+ Glukosa 6P+12NADP++7H2O 6CO2+12 NADPH+12H++ Pi
  • 16. ATParen formazioa EMP, E-D eta pentosa fosfato bideetan
  • 17. • Entner-Doudoroff ematen du: -1 ATP/glukosa -2 NAD(P)H Prokariota askotan ematen da Glukonatorekin hazteko erabili daiteke • Pentosa fosfato – Glukosa -6-P oxidatua,CO2 produzitzen du – Azukreen arteko eraldaketak 3, 4, 5, 6, 7 C – NADPHaren formazioan inportantea anabolismorako, erribosa azido nikleikoentzako
  • 19. Ekuazioa idatzi Delta G kalkulatu GLUKOSA 6 O2 34 ADP + 34PI 4ADP +4PI 24[H] 4ATP 34 ATP 6 CO2 12 H2O GLUKOSAREN OXIDAZIO AEROBIKOA ∆Go´= -2830 kJ/mol glukosa
  • 21. Azido zitrikoaren zikloa • Bakarrik agertzen da hazkuntza aerobioan • Baldintza anaerobikoetan, – alfa zeto glutarato deshidrogenasaren aktibitate baxua – Sukzinato deshidrogenasaren ordez fumarato deshidrogenasa
  • 23. Hartzidura • Redox prozesu anaerobioa • ATP: sustrato mailako fosforilazioa, sustratoaren oxidazioari lotuta. • Hartzaileraino dagoen elektroi garraioa ez du energia produkziorik ematen. • Orokorrean konposatu bera da elektroien emaile eta hartzaile bezala jokatzen duena. • Konposatu oso oxidatu edo erreduzituak: hartzidurarako ez dira baliagarriak (arnasketan erabiliak)
  • 24. Glukosa 2 laktatoa + 2H+ G0=2*(-517,81) + 2*-39,83)-(-917,22)= -198kJ/mol GLUKOSA 2PIRUBATOA 2ADP +PI 4[H] 2ATP 2 PIRUBATOA 2 LAKTATOA GLIKOLISI ANAEROBIKOA - HARTZIDURA ∆Go´= -198 kJ/mol gluKosa
  • 25. Hartziduren ezaugarriak • Organismo desberdinak hartzidura produktu desberdinak sortzen dituzte: identifikaziorako erabiltzen dira • Glukosaren energia asko hartziduran galdu egiten da: ez da prozesu eraginkorra • NAD+ berrizketa elektroien transferentziagatik (NADHtik pirubatora)
  • 26. Hartzidura alkoholikoa C6H12O6 2 CO2 + 2CH3CH2OH Onddoak, legamiak (Saccharomyces cereviseae), bakteria batzuk, algak eta protozooak Pirubatoa azetaldehidoa + CO2 NADH + H+ NAD+ Alkohol deshidrogenasa etanola
  • 27. Zymomonas generoko baketria eta legamietan ematen den alkohol produkzioa
  • 30. Hartzidura heterolaktikoa – Fosfozetolasaren bidea
  • 36. H2-aren produkzioa • H+ elektroi hartzailea: 2H+ + 2e- → H2 (E0´= -420 mV) • Termodinamikoki okerragoa • Elektroien emailea: ferredoxina erreduzitua • pirubikoa → azetil CoA, H2, CO2 • Clostridium, sulfato erreduktoreak, beste anaerobio batzuk
  • 37. COOH O 1 C=O + CoASH C-SCoA + CO2 CH3 CH3 Fdox Fdred 2 H2 2H+ 1. Pirubato-ferredoxina oxido erreduktasa 2. Hidrogenasa fosfotransazetilasa Azetil-CoA + Pi Azetil-P + CoASH Azetato kinasa Azetil-P + ADP Azetato + ATP