CONCEPTOS METABOLICOS
EN FISIOLOGIA MICROBIANA
Gluconeogénesis y
Quimiosmosis Invertida




Arlin Feliciano
Ricardo Burgos
Lizmarie Carrero
Cynthia Torres



Jeremy Villanueva
María F. Duarte
Pilar Mercado
Objetivos

Definir y describir la ruta metabólica de
Gluconeogénesis

Definir y describir quimiosmosis inversa

Resumir los puntos más importantes de estos
sistemas.
Brindar a los presentes un conocimiento básico
de estos dos procesos y la importancia de los
mismos.

Gluconeogénesis



Es la biosíntesis de glucosa y fructosa
nueva por medio de precursores que no
son carbohidratos.
Microorganismos
heterótrofos
que
requieren sintetizar azúcar de moléculas
orgánicas reducidas.
Comparte algunas enzimas de la ruta
glucolítica.
Gluconeogénesis:
Ocurre en el citoplasma
Ocurre en pH bajo
Ocurre en ausencia de
oxígeno
Usa una kinasa para
fosforilación
Se puede almacenar la
glucosa en gránulos.

Precursores importantes:




lactato
piruvato
glicerol
amino ácidos
Acetil Co-A
Glucosa
Se puede realizar por algunos
microorganismos
Enzima esencial:
¤ glioxisomas

Proceso de Gluconeogénesis
ATPasa
Comparación: ATPasa humana y E. colí
ATPasa

Adenosina
trifosfatada
(ATP)
es
el
combustible de la vida; es usada para llevar a
cabo las funciones metabólicas. La síntesis
es llevada cabo por ATP sintetasa, un
complejo de dos moléculas rotatorias unidas
entre si. ATPasa es una proteína multimérica
compleja que incluye Fo una unidad
transmembránica hidrofóbica unida a F1 una
unidad hidrofílica. La unidad de Fo convierte
el potencial electroquímico transmembranal
en energía mecánica para asi rotar la unidad
F1.. Esto lleva a un cambio conformacional
cíclico en los tres sitios catalíticos F1 y por lo
tanto la síntesis de ATP.
ATPasa


Los investigadores han confirmado que
la enzima rota a la vez que sintetiza ATP,
por medio de la toma de un fosfato a ADP. EL
sistema es sencillo se pone un protón en la
abertura y éste energiza la rotación de al
enzima. Cada rotación produce una molécula
de ATP completa.
Fo actúa como un canal de protones y cuando
F1 esta aislada, se cataliza la hidrólisis de
ATP. Esto se considera la reacción reversa de
ATPasa.
ATPasa

Cuando el gradiente
electroquímico de
H+ es, F1Fo se
dirigen síntesis de
ATP hacia un flujo
espontáneo de H+
dirigido hacia el lado
de la membrana
donde F1se
protubera. Si no
hay DpH o DY para
favorecer esta
reacción,Keq
favorece la reacción
en reversa, hidrólisis
de ATP.
ADP + Pi
ATP
F1
+
3H
matrix

Fo
+ + +
intermembrane
space
ATP synthesis with pH & 
ATPasa
The World's Smallest Rotary Motor
ATPasa
loose
binding
Binding Change Mechanism
ADP + Pi
ATP
ATP
open
tight
binding
ADP
+ Pi
ATP
ATP
ATP
ADP
+ Pi
repeat
ATPasa Inversa




ATPasa puede funcionar en la dirección
contraria, tomando ATP e hidrolizándolo.
Tomando la energia liberada para pasar
protones a través de la membrana.
Ecuación de ATPasa inversa:
ATP + H2O <=> ADP + fosfato inorgánico
(Pi)
DGo' = -7.3 kcal. mol-1
ATPasa Inversa
Noten que para ATPasa la reacción se
escribe alrevés y el signo de energia libre
cambia :
ADP + fosfato inorgánico (Pi) <=> ATP +
H 2O
DGo' = +7.3 kcal. mol-1
ADP + Pi
ATP
F1
+
3H
matrix
Fo
intermembrane
space
+
ATPase with H gradient dissipated
ATPasa Inversa
Rotación de F0 de ATPasa
Resumen de Gluconeogénesis




La gluconeogénesis hidroliza ATP para
formar glucosa.
Representa un gasto energético.
Produce glucosa que puede ser
almacenada en forma de almidón
Ocurre en el citoplasma y es allí donde
ocurre la polimerización para la formación
de gránulos de almacenamiento.
Veillonella spp.
Coco Gram –
Habitat
•Placas dentales
•Tracto genital femenino
En raras veces causante de infecciones pulmonares
La reacción Neta

2 pyruvato + 4 ATP + 2 GTP +
2NADH + 6H2O → glucosa + 4 ADP +
2 GDP + 6 Pi + 2 NAD+ + 2 H+
Sulfolobus acidocaldarius
Arquea
•Crenarchaeota
Termifílico extremo
•60- 95ºC
Aguas geo-termales
acidas
Suelos
pH 1-5
http://www.bact.wisc.edu/Bact303/MajorGroupsOfProkaryotes
Thomas D. Brock
Sulfolobus acidocaldarius
Masa molecular
•430 kDa
•65 kDa
•51 kDa
Actividad estimulada por sulfito
Conservación entre Reinos
http://www.bact.wisc.edu/Bact303/MajorGroupsOfProkaryotes
Preguntas:
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