Presentacion de Metilotrofos y Metanogenos

1. Metilótrofos y Metanogénesis
Grupo 3

3. Crecimiento
Aerobios
obligados
Aerobios
facultativos
Clasificación
Tipo I: Ciclo de Ribulosa monofosfato
Tipo II: Ciclo de Serina
Metilótrofos
Metilótrofos: Organismos cuya fuente principal de
energía son moléculas orgánicas reducidas (C1), en
condiciones aeróbicas.

4. Metilótrofos Obligados
• Se subdividen en dos grupos:
1. Utilizan metanol y aminas metiladas (No utilizan metano)
2. Metanótrofas (solo usan metano)
Methylococcus capsulatus

5. Metilótrofos Facultativos
• Poseen una relación con fijadores de nitrógeno (Xantobacter y algunas
rizobiaceas)
• Crecimiento autotrófico (Paracoccus, Nitrobacter, Rhodopseudomonas y
Thiobacillus)
• Presencia de bacterioclorofila (Methylobacterium).

6. Tipo I
(gammaproteobacteria)
Methylosinus sp.
Tipo II
(alphaproteobacteria)
Methylococcus capsulatus

7. Metabolismo de compuestos (1C) en bacterias metilotrofas aeróbicas

8. Metilótrofos Tipo I:Ciclo de ribulosa monofosfato
• Asimilación de formaldehído

9. Metilótrofos Tipo II: Ciclo de Serina
• Metabolización de formaldehído
• La mayoría de los metilótrofos que utilizan esta ruta son facultativos, es
decir que, los mismos utilizan varios compuestos orgánicos como fuente
de carbono energía.

10. Importante Saber...
• En adición a otras rutas o procesos metabólicos celulares, las rutas metilotróficas
contribuyen a mantener el equilibrio en la biósfera de compuestos
monocarbonados.
mediateca.cl

11. Monóxido de Carbono (CO)
• Es un gas combustible, incoloro y altamente tóxico
• Gas de efecto invernadero (contribuyente al calentamiento global)
• Es utilizado por los procariotas metilótrofos como sustrato para las rutas
metabólicas metilotrofas. Estas oxidan dicho compuesto a CO2.
www.murciasalud.es

12. Oxidación aeróbica de CO
• Hay bacterias metilótrofas que utilizan el CO como aceptador final de
electrones en condiciones aeróbicas.
• A este grupo de bacterias se le llama carboxydobacterias o carboxydotrofos.
• Utilizando el ciclo de Calvin, logran crecer autotróficamente fijando el CO2
generado por la oxidación de CO.
• Los citocromos C de estas bacterias son resistentes al CO y es por esto que
no es tóxico para ellas.

13. Reacción oxidación aeróbica de
CO
CO + H2O → CO2 + H2 (ΔG°′ = −20 kJ/mol)
. Esta reacción es catalizada por la enzima monóxido de carbono deshidrogenasa
(CO dehydrogenase) , una enzima clave para la ruta de acetil-COA para reducir
CO2.
. Esta enzima transfiere los electrones a una hidrogenasa la cual convierte dos
protones en gas de hidrógeno (H2).

14. Reducción anaeróbica de CO
. Llevada a cabo por algunas arqueas metanogénicas al haber CO como sustrato.
. Methanosarcina acetivorans oxida CO anaeróbicamente produciendo metano y
bicarbonato.

15. Conversión de CO a CO2
CooA: codifica para activador
transcripcional en presencia
de Co.
CooS: codifica para CODH
(enzima que oxida a CO).
Operón cooFSCTJ Operón cooMKLXUH
Operón cooFSCTJOperón cooMKLXUH
http://jb.asm.org/content/194/21/5783.full

17. Fermentación
• Proceso anaerobio donde se transfiere la energía de sustratos orgánicos por
fosforilación a nivel de sustrato a ATP.
• Los productos finales de fermentación son bien variados dependiendo del
ambiente y los microorganismos llevando a cabo este proceso.
• Algunos productos de la fermentación, como el acetato, CO2 y el H2 son
materia prima para bacteria metanogénicas.

18. Taxonomía de grupo de microorganismos metanógenos
(Atlas R.M. y R. BArtha. 2005)

19. Metanogénesis
• Se describe como el proceso por el cual microorganismos conocidos como
metanógenos (principalmente Arqueas) utilizan el CO2 como su aceptador final
de electrones para producir metano.
• La reducción del dióxido de carbono a metano usualmente depende del
hidrógeno molecular (H2), pero otros compuestos como acetato y monóxido de
carbono, entre otros, también pueden actuar como donadores de electrones
para la reducción del CO2.

20. Conversion de CO a CO2
CooA: codifica para activador
transcripcional en presencia
de Co.
CooS: codifica para CODH
(enzima que oxida a CO).
Operón cooFSCTJ Operón cooMKLXUH
Operón cooFSCTJOperón cooMKLXUH
http://jb.asm.org/content/194/21/5783.full

21. Microorganismos metanógenos
Methanosarcina barkeri
www.alpfmedical.info
Methanopyurus kandleri
www.jamstec.go.jp
● Estos pueden encontrarse en materia orgánica en descomposición, en el
tracto digestivo de animales, zonas pantanosas, sedimentos,
hidrotermales y reservas de petróleo.

22. https://mortybor.wordpress.com

23. Metanógenos-Metilótrofos
Metilótrofos Tipo II Metilótrofos Tipo I

24. Referencias
• http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358010/exe/leccin_29_metanognesis.html
• Kelly S. Bender, J. M. M. (n.d.). Brock Biology of Microorganisms (Vol. 14).
Benjamin Cummings. http://www.uprm.edu/biology/profs/massol/manual/p4-
metanogenesis.pdf
• Kim, M.-S., Bae, S. S., Kim, Y. J., Kim, T. W., Lim, J. K., Lee, S. H., … Kang, S. G.
(2013). CO-Dependent H2 Production by Genetically Engineered Thermococcus
onnurineus NA1. Applied and Environmental Microbiology, 79(6), 2048–2053.
http://doi.org/10.1128/AEM.03298-12
• Madigan, M., Martinko, J., Stah, D., & Clark, D. (2012). Brock Biology of
Microorganisms (13th ed.). San Francisco,: Benjamin Cummings.
• Rother, M., & Metcalf, W. W. (2004). Anaerobic growth of Methanosarcina
acetivorans C2A on carbon monoxide: An unusual way of life for a methanogenic
archaeon.
• Universidad Nacional del Callao. (n.d.). Retrieved from MODOS
METABÓLICOS ESPECIALES:
http://www.unac.edu.pe/documentos/organizacion/vri/cdcitra/Informes_Finales_I
nvestigacion/Octubre_2011/IF_DECHECO%2
0EGUSQUIZA_FIPA/CAPITULO%20N%BA%2010.pdf