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Tema 7. Panorama general del metabolismo, Todos los patógenos son…
Tema 7. Panorama general del metabolismo
Se necesitan nutrientes (C,N,S,P...)+ fuente de energía+ fuente de e-
Productos de aprovisionamiento
ATP, poder reductor NADH+, metabolitos precursores (piruvato, glicerol)
Monómeros precursores
Azúcares, aa, ac. grasos, ac. nucleicos
Macromoléculas
Peptidoglicano, lipopolisacárido, polisacárido, pp, ac. nucleicos
Estructuras celulares
Pared celular, MP, cápsula, flagelos, ribosomas
Acoplamiento entre catabolismo y anabolismo
Anabolismo: Síntesis de moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas más simples (metabolitos precursores) empleando energía y poder reductor
Catabolismos: Degradación de moléculas complejas en más simples. Aportando energía. Forman parte las reacciones de aprovechamiento
3 trabajos principales
2 de ellos por PMF
Trabajo de transporte (captación activa de nutrientes)
Trabajo mecánico (movimiento)
Y el trabajo químico en procesos como anabolismo, con un incremento de la complejidad y orden
Nutrientes
Son la materia prima necesaria para que el metabolismo funcione y haya crecimiento
Fines
Biosintéticos
Anabolismos, nuevos componentes
Crecimiento microbiano
Energéticos
En quimiotrofos
Macronutrientes necesarios
95% del peso en seco
C, O, H, N, P, S, K , Ca, Na, Mg, Fe.
C,H,O,N,P,S son componentes de lípidos, pp, ac. nucleicos
El resto se encuentra en cationes, contribuyendo a la actividad/estabilidad. (k+, Mg2+, Na+, Ca+, Fe2+, Fe+3)
Grandes cantidades
Micronutrientes
En poca cantidad
Presentes en el agua, medios de cultivos, etc
Ayudan catálisis y mantenimiento de estructuras de pp
No todos son necesarios
B, Cr, Cu, Co, Mn, Mo, Ni, Se, W, V, Zn
Factores de crecimiento
Compuestos orgánicos que son componentes celulares esenciales o precursores que no pueden sintetizarse por los macronutrientes, sino obtenerlo en el ambiente.
Microorganismos auxotrofo
Solo crece si se le ha añadido un factor de crecimiento
Microorganismos protótrofo
No requiere en el medio, capaz a partir de macronutrientes
Ej de factores
Biotina (vit, aa, purinas y pirimidinas)
Factor X (hemina)
Captación de nutrientes
Permeabilidad selectiva que impide la difusión simple de sustancias relevantes
Transporte pasivo: a favor de gradiente y sin consumo de energía
Difusión facilitada
Ts. a favor de gradiente (pasivo), sin consumo de E: mediado por canales y transportadores
Moléculas ext se unen al transportador, cambia la conformación y la libera al interior. Luego vuelve a su configuración para traer nuevas. (GRAN ESPECIFICIDAD DE SUSTRATOS)
Transporte activo
ts de sust. en contra de gradiente (implica pp transportadoras específicas con saturación). Consumo de energía.
Tipos
Transporte activo primario ABC (ATP- Binding Cassette)
Utilizan de energía la hidrólisis de ATP
Van en contra de gradiente
No modifican el sustrato
Transportan
Nutrientes orgánicos (aa, azúcares)
Nutrientes inorgánicos (fosfato, sulfato)
Funcionamiento
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Utilizan pp de unión periplásmicas
En Gram + hay parecidas en la mm
Transporte activo secundario (simple).
Acoplan E de los gradientes de iones para transportar sustancias sin modificarlas (cotransportadores)
Mueve 2 sustancias simultáneamente
Ión que el gradiente impulsa el transporte
Sustancia impulsada por gradiente
Ejemplo
Simporte usando gradiente de H+ (PMF)
Permeasa Lac
incorporar lactosa
Entra el H+ con la lactosa
Simporte usando gradiente de Na
Sale Na+ y entra H+
Funcionamiento
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Translocación de grupo
Sustancia transportadora se modifica en el transporte
E proviene de compuesto orgánico rico en energía. Y si modifican el soluto
Sistema fosfotransferasa (PTS)
Transporta azúcares (glucosa, fructosa) mientras los fosforila usando el PEP (fosfoenolpiruvato) como donador de P
Los sustratos (glucosa y manitol) modificados como primer intermediario de su ruta.
Funciones
Transporte
Preparación química para la ruta con ahorro energético
Enzima I y HFr mismas en todos
Especificidad en enzima II
Pp transportadoras
Efecto de saturación, alta especificidad y síntesis regulada
Cambio conformacional en el transporte tras la unión del soluto
Difusión facilitada y transporte activo
Tipos
Uniporte (va a través de la pp sola)
Antiporte (depende otro ts + simultáneo en dirección opuesta)
Simporte (<mueve un ión a favor de su gradiente en el mismo sentido, gasta E, pero lo obtiene al hacer el ts.
Captación de hierro
Fe cofactor de enzimas y citocromos
Captación complicada. Fe +3 insoluble
Segregan sideróforos cuando hay poco Fe
Son moléculas orgánicas de bajo pm que unen Fe3+ y lo suministran a la célula con transporte activo (sistemas ABC)
Uniéndose hidroxamato al hierro pasando la mm y luego soltando el Fe y saliendo el hidroxamato
Complejo Enterobactina-Fe3+
E.coli
Gram-
El complejo Fe 3+ sideróforos se une previamente a un receptor de mm ext de pc
El complejo es transportado al interior mediante transporte activo (sistema ABC)
Gram -
Pasa directamente
Productor de sideróforos y virulencia
Habilidad de captar Fe3+ en un sitio pobre durante la infección es necesaria para patogénesis
Permite colonización
Diseminación en muchos sitios dentro del huésped
Hay transportadores específicos
Fuentes de C, E y e-
Fuentes de C
Autótrofos, el CO2
Heterótrofos, de otros organismos
Fuente de E
Fotótrofos
Luz
Quimiótrofos
Oxidación de compuestos
Fuente de e-
Litotrofos
Reducen moléculas inorgánicas
Organotrofos
Reducen moléculas orgánicas
Visión general del metabolismos
Todas las fuentes se utilizan para obtener ATP, poder reductor y metabolitos precursores con reacciones de aprovisionamiento
Autótrofos
Metabolitos precursores vienen de vías de fijación del CO2
Heterótrofos
MPrecursores de reacciones del metabolismos central
Todos los patógenos son quimiorganoheterótrofos