Olá pessoal tudo bem sejam muito bem-vindos a nossa aula 2 da unidade 2 da disciplina de biotecnologia E enzimologia então na aula da unidade 2 na aula 1 Nós estudamos sobre os microrganismos de interesse Industrial iniciamos um pouco sobre o seu metabolismo que entra nas vias de anabolismo e catabolismo dentro da célula microbiana agora nós vamos então estar estudando nessa aula 2 sobre o metabolismo microbiano Quais são as vias a fonte de carbono que é utilizada para a produção de energia que são processos interessantes e importantes para compreender quando vai estabilizar e proporcionar um processo
biotecnológico seja fermentativo ou não então vamos estar acompanhando aqui em nosso material então o foco da nossa aula é estudar o metabolismo microbiano Então qual a importância desse metabolismo os microrganismos eles vão produzir energia também assim como nós produzimos para produzir energia os microrganismos precisam consumir os nutrientes que vamos chamar aqui de substratos que são as moléculas de nutrientes carboidratos proteínas lipídios porém sabemos que a primeira fonte de energia para os microrganismos ou fontes de energia todos os seres vivos no geral vai ser os carboidratos então para essa produção de energia para que o microrganismo
possa produzir as substâncias de interesse vão ser a partir das moléculas de nutrientes que lá nessas moléculas contém a energia associada com os elétrons que vai formar as ligações entre seus átomos então o microrganismo ele precisa dessa energia que está entre as ligações das moléculas e nesses metabolismo vão ocorrer reações de oxidação e redução vamos lá relembrar um pouquinho que seria essa reação de oxidação e redução que é importante para lá no final o micro-organismo produzir a sua energia na forma de ATP Aqui nós temos uma molécula de ATP adenosina trifosfato que apresenta três grupos
fosfato uma adenina e uma ribose aqui o ATP Essa é a molécula da energia formada no micro-organismo Aqui nós temos adenosina energia e adenosina então vamos verificar a reação de oxirredução nós temos aqui uma reação simulando Aqui nós temos como se fosse duas moléculas a molécula a por exemplo ela doa um elétron para a molécula B quando ocorre essa doação essa transferência desse elétron ocorre uma reação de redução então a molécula B ela é reduzida quem recebe reduzida e quem perdeu aqui ela acaba sendo oxidada Então essas essas reações vão ocorrer nessas cadeias das vias
metabólicas que ocorrem nos microrganismos principalmente Então as vias metabólicas nos microrganismos são para a produção de energia ou seja os organismos vão liberar e armazenar a energia a partir de moléculas orgânicas que vão estar consumindo lá como substratos e isso vão ocasionar reações controladas vão ser uma série de reações que precisa de ser um ambiente controlado com temperatura se há necessidade de oxigênio ou não que nós vamos ver que determinados microrganismos necessitam ou não de oxigênio então aqui um exemplo esquemático a partir da glicose primeira fonte de energia é transformada em piruvato pela Via anaeróbica
produz ATP pela Via aeróbica entra no ciclo de Krebs formando energia depois a fosforilação oxidativa e produzindo água também aqui a gente vê dentro aqui da mitocôndria celular da bactéria do microrganismo aqui é o local da mitocôndria onde ocorre esse processo metabólico então um dos principais pontos aqui principais formas de obtenção da energia pelo microrganismo é a partir do catabolismo de carboidratos lembra que nós estudamos na aula 1 o que seria catabolismo é quando a partir da molécula ocorre ali a sua oxidação ou a sua quebra para obtenção de energia a sua quebra seria a
sua Hidrólise então é a principal forma de obtenção de energia é consumindo esse carboidrato ou seja o catabolismo de carboidratos que na primeira via que seria os açúcares a glicose por exemplo que são os açúcares fermentações E como que ocorre esse catabolismo de carboidratos nos microrganismos vão ocorrer por dois mecanismos básicos principais que vai depender então do meio que esse microrganismo está da condição e da característica desse microrganismo que vai ser inspiração celular e o processo de fermentação aqui nessa figura nós observamos esses dois processos catabólicos do carboidrato que é a respiração quando envolve a
presença de oxigênio no meio e o processo de fermentação fermentação é quando ocorre a ausência de oxigênio nesse catabolismo de carboidrato ou seja aqueles microrganismos que não necessitam de oxigênio para o seu desenvolvimento Então dessa forma vai ocorrer a obtenção de energia produção de ATP de óxido de carbono e a formação dos produtos finais da fermentação Como por exemplo o etanol álcool etílico é obtido a partir da fermentação do microrganismo produzindo o etanol pela Via respiratória respiração celular a primeira via vai ocorrer similar que é a glicólise até aqui as duas vias ocorrem de forma
similar porém se houver a presença de oxigênio esse Ácido pirúvico é transformado em acetilcular entra no ciclo de Krebs que já nós vamos verificar um pouco mais detalhado depois entra na cadeia de transporte de elétrons que produz também ATP ó então a energia o catabolismo pela Via aeróbica ou aeróbia produz maior quantidade de ATP ou seja mais energia para célula do que pela Via fermentativa Porém isso vai depender do microrganismo e da substância de interesse que nós desejamos aqui como eu mostrei nesse início na via da glicólise eu vi a glicolítica nas duas nas duas
vias de catabolismo ocorre de forma similar Então nós vamos ver aqui o que ocorre nessa glicólise primeiro item vai ter um estágio preparatório aqui da célula da reação e depois no estágio de conservação de energia então Aqui nós temos primeiramente a glicose a glicose então é um monossacarídeo que essa glicose vai ser então obtida pelo microrganismo ele vai estar em um meio de cultivo com a presença de água essa glicose vai ser ali acessível para célula e assim tá um microorganismo vai começar a catabolismo desse carboidrato dessa glicose começando então aqui na etapa 1 2
e 3 produzindo Então os diversos compostos Lembrando aqui que para conversão de uma molécula para outra molécula por exemplo de glicose a glicose 6 fosfato em todos esses processos vão ocorrer a presença de enzimas que são importantes aqui para o catabolismo então tendo essas duas vias nós vamos verificar um pouquinho mais detalhado agora então no estágio 1 que que vai ocorrer nesse estágio 1 aqui a gente observa está junto a glicose ela entra na célula e é fosforilada que quer fosforilada ela vai ter um fosfato aqui ó fosforilada que vem do Fosfato uma molécula de
ATP gasta e o produto é a glicose 6 fosfato então GP quando vocês verem glicose vocês fosfato ou P ó o p seria o ali a indicação do fosfato o símbolo né do elemento químico depois na Etapa 2 a glicose ela é alterada para formar frutose seios fosfato Então vem aqui de novo mais um fosfato vem glicose 6 fosfato portanto na etapa 3 vem novamente o fosfato de outra molécula de ATP aqui que é utilizado para produzir frutose um seios de fosfato ainda sendo um composto de seis carbonos ó um dois três quatro cinco seis
e aqui vai ter um gás do total de duas moléculas de ATP Ó gente já observa aqui do ATP que foi produzido em outras vias energéticas de metabolismo depois aqui na fase quatro mãezinha ela cliva ou seja ela vai quebrar o açúcar em duas moléculas de três carbonos ó um dois três um dois três que vai ser a de hidróxidona fosfato e o glicer aldeído fo sfato são as menores moléculas de carboidratos que existem depois esse de hidróxidona é convertido em GP que é o inverso também pode ocorrer esse GP glicer aldeído 3 fosfato posteriormente
na etapa 6 a próxima enzima ela converte cada um desse glicer aldeído fosfato composto de três carbonos aqui ácido 13 de fosglicérico posteriormente na etapa 7 o fosfato de Alta Energia transferido para um ADP formando ATP novamente e assim então são produzidos A partir dessa clivagem todos são produzidos na etapa em dobro portanto essa etapa efetivamente Restitui o gasto inicial de duas moléculas de ATP lembra que lá no início já havia sido gasto dois ATP aqui acaba restituindo na etapa 8 realoca fosfato do ácido de fosco Glicério de fosfoglicérico e assim então na etapa 9
com a perda de uma molécula de água que a gente observa é convertido então em ácido fósforo no pirúvico então então este fosfato de Alta Energia transferido aqui para um ADP formando o ATP novamente aqui ó e assim essas duas moléculas de ATP e duas moléculas de um composto de três carbonos vão ser aqui convertido em ácido pirúvico esse aqui já é a primeira via de Formação proveniente aqui de o composto da Via glicolítico ou seja da glicólise Então a partir da glicólise é gerada então duas moléculas de ATP e duas moléculas de um composto
de três carbonos que é o ácido pirúvico quando na Via na aeróbica então produzido esse ácido pirúvico aqui a gente vê toda a abreviação do que nós vimos ali resumido da Etapa anterior produziu ácido pirúvico quando estiver em um meio anaeróbico ou seja sem a presença de oxigênio o meio sem oxigênio esse ácido pirúvico dependendo do metabolismo microbiano da sua característica vai ser convertido em produtos finais da fermentação Quais são esses produtos por exemplo aqui ó lactobacilos produz ácido lático A levedura sacaromices produz o etanol dióxido de carbono propriando bactéria produz ácido propriônico ácido acético
dióxido de carbono hidrogênio clostridium ácido butílico butanol acetona ao que isopropílico esquiri que essa mula produz etanol ácido lático ácido acético dependendo do microorganismo enterobacter também pode produzir ácido fórmula ácido fórmico butanodiol acetona Quando houver a presença de oxigênio a que voltando só para vocês entenderem aqui até o ácido pirúvico entrou pela via na aeróbica se houver a presença do oxigênio a gente entra aqui o micro-organismo pela Via aeróbica que é a respiração celular aí não acontece no citoplasma ocorre dentro lá da mitocôndria então aqui a gente vê de forma resumida todo ciclo de Krebs
é um ciclo que ele pode retornar Então a partir do ácido pirúvico é produzido o acetilco a então uma volta do ciclo se inicia no momento que a enzima ela retira a porção com água acertil coar e associam com o grupo de dois carbonos remanescentes do ácido oxálico oxalacético então produz a molécula ácido cítrico proveniente é produzido ácido isítrico depois ácido cetogro cetoglutárico posteriormente o e o coá aqui a gente já vê o ácido sucsílico depois então aqui a gente já viu aqui ó a produção de uma molécula de ATP ele é produzido pela fosforilação
a nível de substrato e removido do sucinil coa formando ácido sulcírico depois nessa conversão as enzimas se rearjam em ligações químicas produzindo então o na Regeneração do ácido oxalacético e na etapa 6 produz o Fade H2 e posteriormente converte então o ácido malico e ácido oxalacético e que está pronto para iniciar o ciclo de Krebs voltando tudo aqui no final aqui a gente vê ó da Etapa 6 produziu o Fade H2 convertiu em ácido fômico ácido málico até ácido acético que quando chega nessa etapa está pronto para iniciar mais uma via de ciclo de Krebs
aqui a gente observa nessa forma resumida aqui depois que terminou o ciclo de Krebs aqui vai para a cadeia de transporte de transferência de elétrons então nessa etapa pode ocorrer mais uma forma de obtenção de energia então somando a energia aqui da cadeia de elétrons com a energia do ciclo de Krebs na Via respiratória se produz mais energia do que na Via anaeróbica na produção de ATP também aqui nós temos algumas referências então Nesta aula nós vimos sobre os metabolismos que ocorrem no catabolismo de carboidratos principalmente pela Via aeróbica e anaeróbica respiração celular e processo
fermentativo é importante para vocês estarem compreendendo depois em relação aos processos biotecnológicos que ocorrem na indústria se há necessidade de oxigênio ou não para obtenção de um rendimento adequado no produto final então aguardo vocês até a nossa próxima aula um abraço a todos [Música]
