1. Bakterioen metabolismoa
Analisia eta Kontrola
Entseiu mikrobiologiakoa
Juan Arbulu
http://www.arizmendipro.eu
juarbulu@gmail.com
@jarbulu

2. Hazkuntzarako beharrezkoak
• Ingurumen urtsua
• Energi iturria
– Argia Fototrofoa
– Kimikoa Kimiotrofoa
• Karbono iturria
– Konposatu organikoak Organotrofoa
– Konposatu inorganikoa Litotrofoa
• Nitrogeno iturria
• Sufre iturria
• “traza” elementuak
• Bitaminak

3. Z
E
L
U
L
A
K

4. Prokariotak erabiltzen dituzten energi iturri eta
mekanismoak eukariotenak baino ugariagoak dira
Konposatu organiko edo
ARGIA
inorganikoen oxidazioa
Fermentazioa Fotosintesi
oxigenikoa
Arnasketa aerobikoa
(inorganikoak) Fotosintesi
anoxigenikoa
Arnasketa anaerobikoa
ENERGIA
(1 kcal = 4.184 kJoule)

5. METABOLISMOA
METABOLISMO BIOENERGETIKOA METABOLISMO BIOSINTETIKOA
KATABOLISMOA ANABOLISMOA
Biopolimeroak
(Adb. proteinak)
Energia iturria Z
Pi Bitartekari
biosintetikoak E
Energia ADP
L
Beroa erabilgarria
Biltegi
zelularra
U
Produktu ATP
metabolikoak L
Kanpo
nutrienteak A
(Zurgapena) K

6. Energiaren kontserbapena
A. Sustratu mailako fosforilazioa
1) 1.3-difosfoglizeratoa + ADP → 3-fosfoglizeraldehidoa + ATP
Bide glikolitikoa
2) Fosfoenolpirubatoa + ADP →pirubatoa + ATP
3) azetil-P + ADP → azetato + ATP
B. Energia ekoizpena protoien mugimenduagatik
Kanpokaldea Ared Barnekaldea
Aox
eta H+
Box
Bred

7. Metabolismo energetiko motak
prokariotoetan
• Fotosintesia
• Arnasketa (gai organiko edo
inorganikoena)
– Aerobioa
– Anaerobioa
• Hartzidura

8. Arnasketa
Energia lortzeko prozesua non
konposatu bat oxidatzen da eta
oxigenoa edo elektroien beste
azken hartzaile bat erreduzitu
egiten da.

9. Sustratu desberdinen degradazio aerobioa

10. Karbohidratoen metabolismoa
• Oinarrizko bide metabolikoak
– Embden-Meyerhof-Parnas bidea (EMP, glikolisia)
– Pentosa fosfatoen bidea (monofosfato hexosak)
– Entner-Doudoroff bidea (prokariota batzuk bakarrik)
• Hiru bideak glukosa glizeraldehido 3 fosfatoan (G3P)
bihurtzen dute (bide diferenteak erabiliz)
• G3Pa pirubatoan bihurtzen da erreakzio berdina erabiliz hiru
bideetan.
• G3Paren oxidazioa pirubikoa emateko ATParen ekoizpena
eragiten du sustratu mailako fosforilazioaren bidez.

11. •Pirubatoaren ondorengoa
Hartzidura: alkoholak, azido organikoak
Arnasketa: azetil CoA eta Krebs-en zikloa
•NADHaren ibilbidea
Hartzidura
Arnas katea

12. Glikolisia

13. Glikolisia

14. Entner-Doudoroff-en bidea

15. PENTOSEN BIDEA
3
X3
3
3CO2
3 Glukosa6P+6NADP++3H2O 2 fruktosa6P+G3P+3CO2+6NADPH+6H+
Glukosa 6P+12NADP++7H2O 6CO2+12 NADPH+12H++ Pi

16. ATParen formazioa EMP, E-D eta pentosa fosfato bideetan

17. • Entner-Doudoroff
ematen du: -1 ATP/glukosa
-2 NAD(P)H
Prokariota askotan ematen da
Glukonatorekin hazteko erabili daiteke
• Pentosa fosfato
– Glukosa -6-P oxidatua,CO2 produzitzen du
– Azukreen arteko eraldaketak 3, 4, 5, 6, 7 C
– NADPHaren formazioan inportantea
anabolismorako, erribosa azido nikleikoentzako

18. Pirubato deshidrogenasa (aerobioa)

19. Ekuazioa idatzi
Delta G kalkulatu
GLUKOSA 6 O2
34 ADP + 34PI
4ADP
+4PI 24[H]
4ATP 34 ATP
6 CO2 12 H2O
GLUKOSAREN OXIDAZIO AEROBIKOA
∆Go´= -2830 kJ/mol glukosa

20. Krebs-en zikloa

21. Azido zitrikoaren zikloa
• Bakarrik agertzen da hazkuntza aerobioan
• Baldintza anaerobikoetan,
– alfa zeto glutarato deshidrogenasaren
aktibitate baxua
– Sukzinato deshidrogenasaren ordez fumarato
deshidrogenasa

23. Hartzidura
• Redox prozesu anaerobioa
• ATP: sustrato mailako fosforilazioa,
sustratoaren oxidazioari lotuta.
• Hartzaileraino dagoen elektroi garraioa ez du
energia produkziorik ematen.
• Orokorrean konposatu bera da elektroien
emaile eta hartzaile bezala jokatzen duena.
• Konposatu oso oxidatu edo erreduzituak:
hartzidurarako ez dira baliagarriak
(arnasketan erabiliak)

24. Glukosa 2 laktatoa + 2H+
G0=2*(-517,81) + 2*-39,83)-(-917,22)= -198kJ/mol
GLUKOSA 2PIRUBATOA
2ADP
+PI
4[H]
2ATP
2 PIRUBATOA 2 LAKTATOA
GLIKOLISI ANAEROBIKOA - HARTZIDURA
∆Go´= -198 kJ/mol gluKosa

25. Hartziduren ezaugarriak
• Organismo desberdinak hartzidura produktu
desberdinak sortzen dituzte:
identifikaziorako erabiltzen dira
• Glukosaren energia asko hartziduran galdu
egiten da: ez da prozesu eraginkorra
• NAD+ berrizketa elektroien
transferentziagatik (NADHtik pirubatora)

26. Hartzidura alkoholikoa
C6H12O6 2 CO2 + 2CH3CH2OH
Onddoak, legamiak (Saccharomyces cereviseae), bakteria
batzuk, algak eta protozooak
Pirubatoa azetaldehidoa + CO2
NADH + H+ NAD+
Alkohol deshidrogenasa
etanola

27. Zymomonas generoko baketria eta legamietan
ematen den alkohol produkzioa

28. Hartzidura homolaktikoa

30. Hartzidura heterolaktikoa – Fosfozetolasaren bidea

32. Hartziduren produktoak

36. H2-aren produkzioa
• H+ elektroi hartzailea:
2H+ + 2e- → H2 (E0´= -420 mV)
• Termodinamikoki okerragoa
• Elektroien emailea: ferredoxina
erreduzitua
• pirubikoa → azetil CoA, H2, CO2
• Clostridium, sulfato erreduktoreak, beste
anaerobio batzuk

37. COOH O
1
C=O + CoASH C-SCoA + CO2
CH3 CH3
Fdox Fdred
2
H2 2H+
1. Pirubato-ferredoxina oxido erreduktasa 2. Hidrogenasa
fosfotransazetilasa
Azetil-CoA + Pi Azetil-P + CoASH
Azetato kinasa
Azetil-P + ADP Azetato + ATP