Vias biosinteticas bacteriana

2.  METABOLISMO MICROBIANO
 VIAS BIOSINTETICAS
 Seguimiento de las estructuras de precursores biosinteticos:
glutamato y aspartato
 Se pueden rastrear los esqueletos de carbono través de un producto
metabólico terminal mediante sus orígenes biosinteticos. La
glutamida es un ejemplo de derivación del glutamato. Este glutamato
tiene su estructura la arginina y prolina.
 De la misma forma el carbono del espartato deriva directamente del
metabolismo focal o oxaloacetato.

3. aspartatoglutamato

4. Síntesis de peptidoglucano de la pared celular:
 Inicia con una síntesis escalonada en el citoplasma UDP-acido N-
acetilmurámico-P-ANCA péptido.
 La N-acetilglucosamina se une al UDP y luego se convierte a UDP-ácido 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 + P1.
 El complejo UDP-acido-N-acetilmurámico-pentapéptido se une al bactoprenol
(un lípido de la membrana) y recibe una molécula de N-acetilglucosamia de
UDP

7. SINTESIS DE LIPOPOLISACARIDOS DE LA ENVOLTURA CELULAR
 Los lipopolisacáridos (LPS) constituyen el antígeno O y la endotoxina
de las bacterias Gram-negativas. Están localizados en la membrana
externa de la envoltura celular bacteriana y juegan un papel muy
importante en la patogénesis de las infecciones bacterianas, así
como en la interacción con el hospedero y su sistema de defensa.
Básicamente el LPS se compone de una porción lipídica muy
conservada entre las especies, denominada lípido A, inmersa en la
cara externa de la membrana externa de la bacteria, y una porción
hidrofílica compuesta por azúcares que presenta una gran
variabilidad estructural.

8.  SITESIS DE POLIMEROS CAPSULARES
EXTRACELULARES
 Los polímeros capsulares se sintetizan por medios
enzimáticos a partir de subunidades activas. No sé a
implicado en este proceso a transportadores de lípidos
unidos a la membrana. La presencia de una capsula a
menudo está determinada por situación ambientales: por
ejemplo, los dextranos y lévanos solo pueden sintetizarse al
utilizar el sacárido sacarosa como la fuente de subunidades
apropiada y por tanto su síntesis depende de la presencia de
sacarosa en medio.

9.  SINTESIS DE GRANULOS ALIMENTICIOS DE RESERVA
 Cuando los nutrientes están presentes en cantidades excesivas
con respecto a las necesidades para el crecimiento microbiano,
las bacterias convierten algunos nutrientes a gránulos
alimenticios de reserva. Los principales incluyen almidón,
glucógeno, poli B-hidroxibutirato y volutina, que consiste
principalmente de polifosfato inorgánica. El tipo de granulo
formado es específico para una especie dada los gránulos sufren
degradación cuando hay agotamiento de los nutrientes
exógenos.

10. PATRONES MICROBIANOS DEL METABOLISMO PARAR LA PRODUCCION DE
ENERGIA
 Hay 2 mecanismos de metabólicos para la generación de energía en energía del ATP:
 Fosforilacion del sustrato (transferencia directa de enlaces de fosfato anhidro a partir
de un donador orgánico) y las fosforilacion de ADP por un fosfato inorgánico. Esta
última reacción es desfavorable desde el punto de vista energético y debe ser
estimulada por una gradiente electroquímica transmembrana, la fuerza motriz
protónica. En la respiración el gradiente electroquímico se crea a partir de oxidantes y
reductores proporcionados del medio externo. La energía liberada por transferencia
de electrones de sustancias reductoras a oxidantes a través de transportadores
unidos a la membrana se acoplan para la formación de un gradiente electroquímico
transmembrana

11. VIAS DE FERMENTACION
Estrategias para la fosfoliracion del sustrato:
 En ausencia de respiración o fotosíntesis, la células dependen
por completo de la fosfoliracion de sustrato para la producción
de energía: la generación de ATP debe acoplarse con
modificación químicas de compuestos orgánicos
 Fermentación de la glucosa
 La diversidad de las vías de fermentación se ilustra al tomar
consideración alguno de los mecanismos utilizados por los
microorganismos para lograr la fosforilacion del sustrato a
expensas de la glucosa. En principio, la fosforilacion de ADP a
ATP puede acoplarse para alguna de dos transformación
químicas equilibradas:

12.  Via de Embden-Meyerhof
 Esta via con frecuencia se encuentra como mecanismo para la
fermentación de la glucosa, utiliza una cinasa y una aldolasa
para transformar el fosfato de hexosa a dos moléculas de
fosfato de triosa. Hay cuatro reacciones de fosforilacion de
sustrato que acompaña la conversión de la triosa – fosfato a
dos moléculas de piruvato. Así al tomar en consideración de los
dos enlaces de pirofosfato de ATP necesarios para formación de
trioxa de fosfato a partir de glucosa, la vía de emdben meyerhof
produce una cantidad neta de dos enlaces de pirofosfato de
ATP.

13. Fermentación de Entner-Doudoroff y de heterolactado
 Esta via difiere de otras vías del metabolismo de
carbohidrato por una deshidratacion de 6-fosofogluconato
seguido de una reacción de aldolasa que produce piruvato y
triosa-fosfato.
 La fermentación de heterolactato y alguna otra via de
fermetacion depende de una reacción de fosfocetolasa que
produce desdoblamiento fosorilitico de cetosafosfato para
producir acetil fosfato y triosa-fosfato.

14. Variaciones adicionales en la fermentación de
carbohidratos
 las vías para la fermentación de carbohidrato pueden dar
cabida diverso sustratos y los productos terminales pueden
ser mas diversos de lo que podría sugerirse por ejemplo
hay numerosos mecanismos para la oxidación de NADH a
expensa de piruvato.

15. Fermentacion de otros sustratos
 Los carbohidratos son los únicos sustratos susceptibles de
fermentación. El metabolismo de aminoácido, purina y
pirimidina pueden permitir que ocurra la fosforilacion de
sustrato por ejemplo la arginina puede actuar como fuente
energética para dar origen al fosfato de cabamoilo, que
puede utilizarse para fosforilar el ADP a ATP.

16. PATRONES DE RESPITACION
 La respiración requiere de una membrana cerrada. En las bacterias, la membrana es la
membrana celular. Los electrones pasan desde un reductor químico a un oxidante químico
través de un grupo específico de transportadores de electrones en la membrana y como
consecuencia se establece la fuerza motriz protónica; el retorno de protones través de la
membrana se acopla con la síntesis de ATP, el reductor biológico para la respiración como
frecuencia es NADH y el oxidante es el oxígeno.
FOTOSINTESIS 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.

17. REGULACION DE LAS VIAS METABOLICAS
 En su ambiente normal las células microbianas por lo
general regulan las vías metabólicas de forma que no se
produzcan productos intermedios en cantidades excesivas.
Cada reacción metabólica es regulada con respecto a las
otras en las células y también con respecto a las
concentraciones de nutrientes en el medio ambiente.

18. REGULACION DE LA ACTIVIDAD ENZIMATICA
Enzima como proteínas alostericas
 En muchos casos, la actividad de una enzima que cataliza un paso
metabólico temprano de la vía metabólica es inhibida por un
producto terminal de dicha vía. Sin embargo tal inhibición no puede
depender de competencia por el sustrato enzimático por que la
estructura del producto terminal y el intermediario temprano
(sustrato) por lo común son bastante diferentes.
Inhibición por retroalimentación
 El mecanismo general por el cual ha evolucionado en el
microorganismo la regulación del flujo de carbono a través de vías
biocinéticas es el más eficiente que se puede imaginar. El producto
terminal en cada caso produce inhibición alosterica de la actividad de
la primera (y solo del primera) enzima de las vías metabólicas.

19. Activación alosterica
 En algunos casos es ventajoso para la célula y parar un
producto terminal o un producto intermedio activar en lugar
de inhibir una enzima en particular.
Cooperativa
 Muchas enzimas oligomericas poseen más de un sitio de
unión al sustrato y muestran interacciones cooperativas de la
molécula de sustrato. La unión del sustrato catalítico
incrementa la afinidad de los otros sitios para moléculas
adicionales de sustrato