Clase #5. METABOLISMO MICROBIANO

CAPITULO 6

El crecimiento microbiano requiere la polimerización de bloques bioquímicos de construcción para dar origen a proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos. Los bloques de construcción pueden encontrarse preformados en el medio de cultivo o pueden sintetizarlo las células en crecimiento. Las demandas biosintéticas adicionales dependen de las necesidades de coenzimas para que participen en la catálisis enzimática.

Las reacciones biosintéticas de polimerización demandan la transferencia de enlaces anhídrido a partir del ATP. Para el crecimiento es necesaria una fuente de energía metabólica para la síntesis de enlaces anhídrido y para la conservación de los gradientes transmembrana de iones y metabolitos. Los orígenes biosintéticos de los bloques de construcción y coenzimas pueden rastrearse hasta unos cuantos precursores, conocidos como metabolitos focales.

METABOLITOS FOCALES Y SU INTERCONVERSION

Interconversiones de glucosa 6-fosfato y carbohidratos.-

La glucosa 6-fosfato se convierte a diversos productos terminales a través de ésteres de fosfato  o de carbohidratos con diferentes longitudes de cadena. Los carbohidratos poseen la fórmula empírica (ch2o)n y el objetivo primario del metabolismo de los carbohidratos es modifi car n, es decir, la longitud de la cadena de carbonos.

Vias de asimilación

Crecimiento con acetato

El acetato se metaboliza a través de acetil-coa, y muchos organismos poseen la capacidad de formar acetil-coa (fi g. 6-9). La molécula de acetil-coa se utiliza para la biosíntesis de cetoglutarato α y en la mayor parte de los organismos con mecanismos respiratorios, los fragmentos acetilo de acetil-coa sufren oxidación completa a dióxido de carbono a través del Ciclo de los ácidos tricarboxílicos

Crecimiento con dióxido de carbono: ciclo de Calvin.-

Al igual que las plantas y algas, varias especies microbianas pueden utilizar dióxido de carbono como única fuente de carbono. En casi todos estos organismos, la vía primaria de asimilación de carbono es a través del ciclo de Calvin, en el cual el dióxido de carbono y difosfato de ribulosa se combinan para formar dos moléculas de 3-fosfoglicerato.

VIAS BIOSINTETICAS

Seguimiento de las estructuras de precursores biosintéticos: glutamato y aspartato.-

En muchos casos, los esqueletos de carbono de un producto metabólico terminal pueden rastrearse hasta sus orígenes biosintéticos. La glutamina es un ejemplo obvio que se deriva claramente del glutamato (fi g. 6-16). El esqueleto del glutamato en la estructura de arginina y prolina (fi g. 6-16) es menos obvio pero se identifi ca con facilidad. De la misma forma, el esqueleto de carbono del aspartato, que se deriva directamente del metabolito focal oxaloacetato, es evidente en las estructuras de asparagina, treonina, metionina y pirimidinas

Síntesis de peptidoglucano de la pared celular.-

En la fi gura 2-19 se muestra la estructura del peptidoglucano; en la fi gura 6-19A se muestra una forma simplifi cada del mecanismo por el cual se sintetiza. La síntesis de peptidoglucano inicia con una síntesis escalonada en el citoplasma de UDP-ácido N-acetilmurámico-P-ANCA péptido. La N-acetilglucosamina se une en primer lugar al UDP y más tarde se convierte a UDPácido N-acetilmurámico por condensación con fosfoenolpiruvato y reducción. Los aminoácidos del P-ANCA péptido se añaden de manera secuencial, con cada adición catalizada por una enzima diferente y cada una participando en el desdoblamiento de ATP a ADP + Pi.

Fotosíntesis bacteriana.-

Los organismos fotosintéticos utilizan energía luminosa para separar la carga electrónica, crear reductores y oxidantes relacionados con la membrana como consecuencia de un evento fotoquímico. La transferencia de electrones de reductores a oxidantes crea una fuerza motriz protónica. Muchas bacterias llevan a cabo el metabolismo fotosintético sin depender en lo absoluto del oxígeno. La energía luminosa se utiliza como fuente de energía metabólica y el carbono para el crecimiento se obtiene ya sea a partir de compuestos orgánicos (fotoheterótrofos) o a partir de la combinación de reductores inorgánicos (p. ej., tiosulfato) y dióxido de carbono (fotolitótrofos).