Transcript Presentacion Oral Microbiana

BIOL 4368-030
Grupo 3:
Adelis M. Rivera Martínez
Arodis Rivera Miranda
Daniel G. Colón Conde
Dharma E. Concepción Paris
Frank X. Ferrer González
Jetsy M. Caraballo López
Joel Vargas Muñiz
Xavier Sánchez Flores
Bacterias que pueden crecer en
compuestos que no contienen
enlaces carbono-carbono.
 Estos compuestos incluyen el
metanol, formaldehido y
metanoato.
 Utilizan estos compuestos
como donantes de electrones y
como fuente de carbono
(energía).
 Otros substratos menos
comunes que carecen de
enlaces carbono-carbono
también se pueden utilizar.

Novel methylotrophic bacteria
isolated from the River Thames
(London, UK)
http://wrap.warwick.ac.uk/327
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
Metilótrofos obligados:
 No pueden crecer en presencia de compuestos
con dos o más carbonos.
▪ Methylophilus y Methylobacillus (gram-negativo)- pueden
crecer en presencia de metanol o metilamina (pero no
en presencia de metano).
▪ Methylomonas, Methylococcus, Methylobacter,
Methylosinus y Methylocystis (gram-negativo)- pueden
crecer en presencia de metano o metanol. Estos son
llamados metanótrofos.

Metilótrofos facultativos:
 Pueden crecer en compuestos C1 o en compuestos
multicarbonos.
▪ Especies del género Bacillus, Acetobacter,
Mycobacterium, Arthrobacter, Hyphomicrobium,
Methylobacterium y Nocardia (gram-negativo y grampositivo).
▪ Algunas especies de Mycobacterium pueden crecer en metano,
metanol o compuestos multicarbonos.

Pseudometilótrofos o Metilótrofos
autotróficos:
 Crecen en metanol y lo oxidan hasta CO2 que es
asimilado por la ruta de ribulosa bifosfato (Ciclo
de Calvin)
Tipo específico de metilotrofía que puede usar también metano (CH4) como
fuente del carbono.
http://www3.interscience.wiley.com/tmp/
graphtoc/72515006/112139515/112139702/
ngra001
El metano es oxidado secuencialmente a metanol (CH3OH), formaldehído (CH2O),
metanoato (HCOO- ) y finalmente a dióxido de carbono usando inicialmente la
enzima metano- monooxigenasa (MMO).

Los organismos metilótrofos llevan a cabo
rutas asimilativas: asimila la molécula, no
genera ATP pero incorpora fuentes para
producir otras moléculas.
Condiciones Ambientales:
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
Presentes en agua, suelos y sedimentos.
Se dan bajos condiciones anaerobias y
aeróbicas.

Los organismos metilótrofos asimilan la
fuente de carbono C1 por tres rutas
asimilativas:
 Ruta de monóxido de carbono
 Ruta de serina
▪ Esta ruta requiere poder reductor y energía en forma de
dos moléculas (NADH y ATP).
 Ruta de la ribulosa monofosfato
▪ Esta ruta es más eficiente que la de serina porque no se
necesita poder reductor.
 El monóxido de carbono
se consigue en la naturaleza
por la reducción de CO2, por
medio de la enzima
monóxido de carbono
deshidrogenasa (CODH) de
los microorganismos.
 Las bacterias reducen los
niveles tóxicos de CO del
ambiente convirtiéndolo en
CO2 por medio de los genes
cooH, cooF, cooS
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(1) El formaldehido es incorporado a glicina
para formar serina en una reacción
catalizada por serina hidroximetilasa.
(2) La serina es convertida en
hidroxipiruvato por la enzima transaminasa,
que también amina a glioxilato
regenerando glicina.
(3) Hidroxipiruvato es reducido a glicerato.
(4)Glicerato fosfodilado a 3-fosfoglicerato
(5) 3-fosfoglicerato pasa a 2-fosfoglicerato
(6) 2-fosfoglicerato se deshidrata a
fosfoenolpiruvato
(7) fosfoenolpiruvato es carbolixado a
oxaloacetato
(8) El oxalato es reducido a malato
(9) Malil-CoA sintetasa convierte malato a
malil-CoA
(10) malil-CoA liasa corta malil-CoA a acetilCoA y glioxilato.

En algunos metilótrofos, la ruta de serina da
una segunda vuelta para generar un segundo
oxaloacetato.
 (11) Ese segundo oxaloacetato se condensa con
acetil-CoA para formar citrato.
 (12) El citrato se isomeriza a isocitrato
 (13) El isocitrato es cortado por isocitrato liasa
para formar sucinato y glioxilato.
El sucinato es asimilado en el material celular por
oxaloacetato y fosfoenolpiruvato.

Condensación entre
formaldehido y
Ribulosa-5P para
producir hexalosa 6-P
 Enzima hexalosa fosfatasa
sintetasa

Isomerización de
hexalosa 6-P para
producir Fructosa 6-P
 Enzima hexalosa fosfatasa
isomerasa

Rompimiento de
Fructosa 6-P
 Se rompe en dos moléculas de
tres carbonos
Puede ocurrir en dos maneras:
▪ Fosforilación → fructose-1,6- bisP
→Gliceraldehido 3-P
+Dihidroxiacetona P
▪ Isomerización de Fructosa 6-P →
Gliceraldehido 3P + Piruvato

Reareglo de azucares
 Gliceraldehido 3-P + Fructosa 6-
P → Ribulosa-5P
Ruta preferida por los metilótrofos obligados
Ruta eficiente ya que todo requerido sale del
formaldehido
 Se consume una molécula de ATP por cada
molécula de gliceraldehido 3-P producida.
 Tiene raices evolucionarias con el ciclo de Calvin.


 ribulosa 5-P
La metanogénesis se le conoce
como la producción biológica
de metano y es un
metabolismo microbiano
donde el producto final es CH4,
H2O y ATP (ruta disimilativa).
 Este proceso es llevado a cabo
por un grupo de Archaeas
estrictamente anaeróbicas
conocidas como
metanógenos.
 La metanogénesis es
importante para la
biodegradación de biomasa.
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Ocurre en ambientes estrictamente
anaeróbicos.
Se puede llevar a cabo en ambientes con
presencia de acetato y metilo.
NH4+ es utilizado como fuente de nitrógeno.
Se requiere la presencia y utilización de
nitrato, hierro y carbono por las coenzimas
metanogénicas.
Ruta disimilativa: tiene como función obtener
energía en forma de ATP.
 La metanogénesis tiene al menos diez sustratos que
liberan energía utilizada para la síntesis de ATP.

http://www.naturalypure.com/
images/ATP.jpg
Metanol a CH4
Acetato a CH4

La metanogénesis se inhibe en presencia de
sulfato. Organismos reductores de sulfato
asumen el rol de las bacterias matanogénicas
en sedimentos con sulfato.
(1)
Boden, Rich and Thomas, Elizabeth and Savani, Parita and Kelly, Donovan P. and
Woodbine, Ann P. (2008) Novel methylotrophic bacteria isolated from the River
Thames (London, UK). Environmental Microbiology , Vol.10 (No.12). pp. 3225-3236.
ISSN 1462-2912
(2) Thauer, R.K; Kaster, A.K ;Seedorf, H; Buckel, W; Hedderich, R. (2008)
Methanogenic archaea: ecologically relevant differences in energy
conservation. Nature Reviews Microbiology;, Vol. 6 Issue 8, p579-591.
(3). Zeikus, J. G (1977). The Biology of Methanogenic Bacteria. American Society for
Microbiology. Vol 41 p. 514-541
(4) Madigan, M.T., y Martinko, J.M. (2006). Brock: Biology of Microorganisms. 11th
ed. Pearson Prentice Hall, New Jersey.
(5) Nelson, D.L., and Cox, M.M. Lehninger Principles of Biochemistry. 4th ed. W.H.
Freeman and Company, New York.
(6) White, D. (2007). The Physiology and biochemistry of prokaryotes. 3rd edition.
New York: Oxford University Press.
(7) Ferry, J. G.; (1992). Biochemistry of Methanogenesis. Critical Reviews in
Biochemistry and Molecular Biology, 27(6)
(8) M C. Tomei, C.M. Braguglia, G. Cento , G. Mininni. (2009). Modeling of Anaerobic
Digestion of Sludge. Critical Reviews in Environmental Science and Technology,
39:1003–1051,
“Juramos, en nuestro honor que no
hemos incurrido en actos de
deshonestidad académica en la
preparación del trabajo que hoy
sometemos”