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CONCEPTOS METABOLICOSCONCEPTOS METABOLICOSEN FISIOLOGIA EN FISIOLOGIA MICROBIANAMICROBIANA
Gluconeogénesis y Gluconeogénesis y Quimiosmosis Invertida Quimiosmosis Invertida
Arlin FelicianoArlin Feliciano Ricardo BurgosRicardo Burgos Lizmarie CarreroLizmarie Carrero Cynthia TorresCynthia Torres
Jeremy VillanuevaJeremy Villanueva María F. DuarteMaría F. Duarte Pilar MercadoPilar Mercado
ObjetivosObjetivos
Definir y describir la ruta metabólica de Definir y describir la ruta metabólica de GluconeogénesisGluconeogénesis
Definir y describir quimiosmosis inversaDefinir y describir quimiosmosis inversa
Resumir los puntos más importantes de Resumir los puntos más importantes de estos sistemas.estos sistemas.
Brindar a los presentes un conocimiento Brindar a los presentes un conocimiento bbáásico de estos dos procesos y la sico de estos dos procesos y la importancia de los mismos.importancia de los mismos.
GluconeogénesisGluconeogénesis
Es la biosíntesis de glucosa y Es la biosíntesis de glucosa y fructosa nueva por medio de fructosa nueva por medio de precursores que no son precursores que no son carbohidratos.carbohidratos.
Microorganismos heterótrofos que Microorganismos heterótrofos que requieren sintetizar azúcar de requieren sintetizar azúcar de moléculas orgánicas reducidas.moléculas orgánicas reducidas.
Comparte algunas enzimas de la ruta Comparte algunas enzimas de la ruta glucolítica.glucolítica.
Gluconeogénesis:Gluconeogénesis:
Ocurre en el citoplasma Ocurre en el citoplasma Ocurre en pH bajoOcurre en pH bajoOcurre en ausencia de Ocurre en ausencia de oxígenooxígenoUsa una kinasa para Usa una kinasa para fosforilaciónfosforilaciónSe puede almacenar la Se puede almacenar la glucosa en gránulos.glucosa en gránulos.
Precursores importantes:Precursores importantes:
lactato lactato
piruvatopiruvato
glicerolglicerol
amino ácidosamino ácidos
Acetil Co-A GlucosaAcetil Co-A GlucosaSe puede realizar por algunos Se puede realizar por algunos
microorganismosmicroorganismosEnzima esencial:Enzima esencial:
¤ glioxisomas¤ glioxisomas
Proceso de GluconeogénesisProceso de Gluconeogénesis
ATPasaATPasa
Comparación: ATPasa humana y E. colí
ATPasaATPasa Adenosina trifosfatada (ATP) es el Adenosina trifosfatada (ATP) es el
combustible de la vida; es usada para combustible de la vida; es usada para llevar a cabo las funciones metabólicas. La llevar a cabo las funciones metabólicas. La síntesis es llevada cabo por ATP sintetasa, síntesis es llevada cabo por ATP sintetasa, un complejo de dos moléculas rotatorias un complejo de dos moléculas rotatorias unidas entre si. unidas entre si. ATPasa es una proteína ATPasa es una proteína multimérica compleja que incluye Fmultimérica compleja que incluye Foo una una unidad transmembránica hidrofóbica unidad transmembránica hidrofóbica unida a Funida a F11 una unidad hidrofílica. La una unidad hidrofílica. La unidad de Funidad de Foo convierte el potencial convierte el potencial electroquímico transmembranal en electroquímico transmembranal en energía mecánica para asi rotar la unidad energía mecánica para asi rotar la unidad FF1.1.. Esto lleva a un cambio conformacional . Esto lleva a un cambio conformacional cíclico en los tres sitios catalíticos Fcíclico en los tres sitios catalíticos F11 y por y por lo tanto la síntesis de ATP.lo tanto la síntesis de ATP.
ATPasaATPasa Los investigadores han confirmado Los investigadores han confirmado
que la enzima rota a la vez que que la enzima rota a la vez que sintetiza sintetiza ATP, por medio de la toma de un ATP, por medio de la toma de un fosfato a ADP. EL sistema es sencillo se fosfato a ADP. EL sistema es sencillo se pone un protón en la abertura y éste pone un protón en la abertura y éste energiza la rotación de al enzima. Cada energiza la rotación de al enzima. Cada rotación produce una molécula de ATP rotación produce una molécula de ATP completa. completa.
FFoo actúa como un canal de protones y actúa como un canal de protones y cuando Fcuando F11 esta aislada, se cataliza la esta aislada, se cataliza la hidrólisis de ATP. Esto se considera la hidrólisis de ATP. Esto se considera la reacción reversa de ATPasa.reacción reversa de ATPasa.
ATPasaATPasa Cuando el gradiente Cuando el gradiente
electroquímico de electroquímico de H+ es, FH+ es, F11FFoo se dirigen se dirigen síntesis de ATP hacia síntesis de ATP hacia un flujo espontáneo un flujo espontáneo de H+ dirigido hacia de H+ dirigido hacia el lado de la el lado de la membrana donde membrana donde F1se protubera. Si F1se protubera. Si no hay DpH o DY no hay DpH o DY para favorecer esta para favorecer esta reacción,Kreacción,Keqeq favorece la reacción favorece la reacción en reversa, hidrólisis en reversa, hidrólisis de ATP.de ATP.
ADP + Pi ATP
F1
Fo
3 H+ matrix
intermembrane space
ATP synthesis with pH &
+ + +
ATPasaATPasa
The World's Smallest Rotary Motor
ATPasaATPasa
ADP + Pi ATP
ATP
ATP ADP + Pi
ATP ADP + Pi
ATP open tight
binding
loose binding
repeat
Binding Change Mechanism
ATPasa InversaATPasa Inversa
ATPasa puede funcionar en la ATPasa puede funcionar en la dirección contraria, tomando ATP e dirección contraria, tomando ATP e hidrolizándolo. Tomando la energia hidrolizándolo. Tomando la energia liberada para pasar protones a través liberada para pasar protones a través de la membrana.de la membrana.
Ecuación de ATPasa inversa: Ecuación de ATPasa inversa: ATP + HATP + H22O <=> ADP + fosfato O <=> ADP + fosfato
inorgánico (Pi)inorgánico (Pi) DGDGoo' = -7.3 kcal. mol' = -7.3 kcal. mol-1-1
ATPasa InversaATPasa Inversa
NotenNoten que para ATPasa la reacción se que para ATPasa la reacción se escribe alrevés y el signo de energia escribe alrevés y el signo de energia
libre cambia :libre cambia :
ADP + fosfato inorgánico (Pi) <=> ATPADP + fosfato inorgánico (Pi) <=> ATP + H+ H22OO
DGo' = +7.3 kcal. mol-1
ADP + Pi ATP
F1
Fo
3 H+
ATPase with H+ gradient dissipated
matrix
intermembrane space
ATPasa InversaATPasa Inversa
Rotación de FRotación de F0 0 de ATPasade ATPasa
Resumen de GluconeogénesisResumen de Gluconeogénesis
La gluconeogLa gluconeogéénesis hidroliza ATP nesis hidroliza ATP para formar glucosa.para formar glucosa.
Representa un gasto energRepresenta un gasto energético.ético. Produce glucosa que puede ser Produce glucosa que puede ser
almacenada en forma de almidón almacenada en forma de almidón Ocurre en el citoplasma y es allí Ocurre en el citoplasma y es allí
donde ocurre la polimerización para donde ocurre la polimerización para la formacila formacióón de gránulos de n de gránulos de almacenamiento.almacenamiento.
Veillonella spp.
Coco Gram –
Habitat•Placas dentales
•Tracto genital femenino
En raras veces causante de infecciones pulmonares
La reacciLa reacción Netaón Neta
2 pyruvato 2 pyruvato + 4 ATP + 2 GTP + + 4 ATP + 2 GTP + 2NADH + 6H2NADH + 6H22O O → glucosa + 4 → glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 PADP + 2 GDP + 6 Pii + 2 NAD + 2 NAD++ + + 2 H2 H++
Sulfolobus acidocaldarius
Termifílico extremo
•60- 95ºC
Aguas geo-termales acidas
Suelos pH 1-5
http://www.bact.wisc.edu/Bact303/MajorGroupsOfProkaryotes
Thomas D. Brock
Arquea•Crenarchaeota
Sulfolobus acidocaldarius
http://www.bact.wisc.edu/Bact303/MajorGroupsOfProkaryotes
Masa molecular•430 kDa
•65 kDa•51 kDa
Actividad estimulada por sulfito
Conservación entre Reinos
Preguntas:Preguntas:Preguntas:Preguntas: