Clase de Energética Microbiana / Microbiología Ambiental II

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ÂżQuĂŠ es la energĂ­a?

¿Qué es la bioenergía?

>ATP<

¿Energética Microbiana?

CLASIFICACIÓN MICROBIANA SEGÚN LA FUENTE DE ENERGÍA, HIDROGENO, ELECTRONES FUENTE DE CARB ONO

Fuente de Carbono Autótrofos CO 2 como única fuente de carbono Heterótrofos Moléculas orgánicas preformadas

reducidas a par tir de otros organismos

Fuente de energía Fotótrofos Luz Quimiótrofos Oxidación de inorgánicos

compuestos orgánicos o

Fuente de hidrógeno o electrones Litótrofos Moléculas inorgánicas reducidas Organótrofos Moléculas orgánicas

Co2

Energía luminosa

Fotoautótrofos (Autotrófo fotolitotrófico)

Qumioheterótrofos Heterótrofo quimiorganotrófico

Compuestos orgánicos

METABOLISMO MICROBIANO Nutrientes para la síntesis Energía para biosíntesis

Macromoléculas y otros componentes

Productos de desecho (productos de fermentación: ácidos CO2, etc Aceptores de electrones)

Energía para La movilidad transporte de nutrientes etc

BIOENERGÉTICA  La energía se define como la capacidad de realizar un trabajo en microbiología la energía se mide en (KJ)  La energía libre (G)  Los cambios de energía (∆G 0’ )

BIOENERGÃ&#x2030;TICA

BIOENERGÃ&#x2030;TICA

CATÁLISIS ENZIMÁTICA

REACCIONES DE OXIDO REDUCCIÃ&#x201C;N TORRE DE ELECTRONES

TRANSPORTADORES BIOLÓGICOS DE ENERGÍA NADH

TRANSPORTADORES BIOLÓGICOS DE ENERGÍA

TEORÍA QUIMIÓSMOSIS

Espacio Intermembrana 2H+

4H+

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + C+ + + + + +

Q

I

NADH + H+

NAD+

3H+

2H+

+++

F0

IV

III

Matriz

½ O2+2H+

H2 O

F1

ADP+ Pi

ATP

3H+

Monosacรกridos

Disacรกridos

Polisacรกridos

Polisacรกridos

ROL DE LOS OLIGOSACÁRIDOS

GLUCOLISIS

Ruta de degrada ciรณn de la glucosa

1

3

2

4

5

6

7 8

9

1 0

1 0

ENERGÃ&#x2030;TICA DE LA GLUCOLISIS

E J E MPLOS D E F E RMENTAC I ÓNE S B AC TERIA NA S C OM UNES Y A LG UNOS M I C ROORG A NI SMOS Q U E L A S R E A LI ZA N

TIPO

REACCIÓN GLOBAL

MICROORGANISMOS

Fermentación Alcohólica

Hexosas → 2 Etanol + 2CO2

Levaduras Zymomonas

Fermentación Homoláctica

Hexosa → 2 lactato-

Streptococcus algunos Lactobacillus

Fermentación Heteroláctica

Hexosa → lactato- + Etanol + CO2

Leuconostoc algunos Lactobacillus

Ácido propiónico

Lactato → Propionato + Acetato- + CO2

Propionibacterium Clostridium propionicum

Fermentación ácido-mixta

Hexosas → 2,3-Butanodiol + Succinato 2- + Lactato- + Acetato- + Formiato- + H2 + CO2

Bacterias entéricas Escherichia Salmonella Shigella Klebsiella Enterobacter

E J E MPLOS D E F E RMENTAC I ÓNE S B AC TERIA NA S C OM UNES Y A LG UNOS M I C ROORGA NI SMOS Q U E L A S R E A LI ZA N

TIPO

REACCIÓN GLOBAL

MICROORGANISMOS

Ácido butírico

Hexosas → Butirato- + Acetato- + H2 + CO2

Clostridium butyricum

Butanol

Hexosas → Butanol + Acetato- + Acetona + Etanol + H2+ CO2

Clostridium acetobutylicum

Caproato

Etanol + Acetato- + CO2→ Caproato+ Butirato- + H2

Clostridium Kluyveri

Homoacetogénica

Fructosa → 3 Acetato- + 3H-

Clostridium aceticum Acetobacterium

Metanogénica

Acetato- + H2O → CH4 + HCO3

Methanothrix Methanosarcina

E J E MPLOS D E F E RMENTAC I ÓNE S B AC TERIA NA S C OM UNES Y A LG UNOS M I C ROORGA NI SMOS Q U E L A S R E A LI ZA N

TIPO

REACCIÓN GLOBAL

MICROORGANISMOS

Fermentación Alcohólica

Hexosas → 2 Etanol + 2CO2

Levaduras Zymomonas

Fermentación Homoláctica

Hexosa → 2 lactato-

Streptococcus algunos Lactobacillus

Fermentación Heteroláctica

Hexosa → lactato- + Etanol + CO2

Leuconostoc algunos Lactobacillus

Ácido propiónico

Lactato → Propionato + Acetato- + CO2

Propionibacterium Clostridium propionicum

Fermentación ácido-mixta

Hexosas → 2,3-Butanodiol + Succinato 2- + Lactato- + Acetato- + Formiato- + H2 + CO2

Bacterias entéricas Escherichia,Salmonella Shigella, Klebsiella Enterobacter

Ácido butírico

Hexosas → Butirato- + Acetato- + H2 + CO2

Clostridium butyricum

Butanol

Hexosas → Butanol + Acetato- + Acetona + Etanol + H2+ CO2

Clostridium acetobutylicum

Caproato

Etanol + Acetato- + CO2→ Caproato- + Butirato- + H2

Clostridium Kluyveri

Homoacetogénica

Fructosa → 3 Acetato- + 3H-

Clostridium aceticum Acetobacterium

Metanogénica

Acetato- + H2O → CH4 + HCO3

Methanothrix Methanosarcina

F E RMENTACI ÓN D E E TA NOL A M E TA NO Y AC E TATO P O R AC OP LA MIE NTO D E U N A R E AC CI ÓN E N ERG ETI CA MENTE D E SFAVORABLE ( F ERME NTAC IÓN D E E TA NOL) C O N U N A R E ACC IÓN E N ERGÉTI CA MENTE FAVORABLE ( M E TANOG É NESI S) Fermentación de etanol

2CH3CH2OH + 2 H2O → 4H2 Etanol

2CH3COO-

+

+19.36 Kj/reacción

Acetato

Metanogénesis

4 H2 + CO2 → CH4 + 2H2O

-130.69KJ/reacción

Reacción acoplada

2CH3CH2OH + CO2 → CH4 + 2 CH3COO- + 2H+ +111.33kJ/reacción Las tendencias son mas hacia las reacciones endergonicas que las r. exergonicas

CICLO DE KREBS  El ciclo toma su nombre en honor al científico angloaleman Hans Adolf Krebs, que propuso en 1937 los elementos claves de la ruta metabólica. Por este descubrimiento recibió en 1953 el premio nobel de medicina.