2.2 Fototrofia Quím. Mónica de J. Sánchez 2. METABOLISMO 2.2 Fototrofia Quím. Mónica de J. Sánchez

1. Introducción Contenido 2.1 Diversidad metabólica 2.2 Fototrofia 2.3 Quimiliotrofia 2.5 Oxidación de hidrocarburos y compuestos orgánicos 2.4 Anaerobiosis 2.6 Fijación del nitrógeno

1. Introducción Objetivo Al finalizar el tema, el alumno identificará las principales rutas metabólicas que utilizan los microorganismos

2.1 Fototrofia Fotosíntesis anoxigénica

Fotosíntesis anoxigénica 2.1 Fototrofia Fotosíntesis anoxigénica Flujo de electrones Elum captada por bacterioclorofila a antena y canalizada a centro de reacción Excitación del par especial de bacterioclorofila a del centro de reacción P870

Fotosíntesis anoxigénica 2.1 Fototrofia Fotosíntesis anoxigénica Flujo de electrones Reducción de quinonas intermediarias Reducción de quinona del depósito de quinonas e- transportados a través a través de ferrosulfoproteínas y citocromos Regreso de e- al centro de reacción De reacción

Fotosíntesis anoxigénica 2.1 Fototrofia Fotosíntesis anoxigénica Fotofosforilación Síntesis de ATP durante el flujo fotosintético de e- Formación de gradiente electroquímico de protones o fuerza protón motriz generada por salida de p+ durante transporte de e-

Fotosíntesis anoxigénica 2.1 Fototrofia Fotosíntesis anoxigénica Fotofosforilación Resultado de actividad de ATPasas que acoplan desaparición del gradiente de p+ a la formación de ATP Fotofosforilación cíclica

Fotosíntesis anoxigénica 2.1 Fototrofia Fotosíntesis anoxigénica Reducción de NAD+ a NADH Sustancias reducidas como H2S o S2O32- son oxidadas por citocromos del tipo c y sus e- pasan al depósito de quinonas

Fotosíntesis anoxigénica 2.1 Fototrofia Fotosíntesis anoxigénica Reducción de NAD+ a NADH Potencial de reducción de quinona no es suficientemente negativo para reducir NAD+ e- del depósito de quinonas son forzados a retroceder contra gradiente termodinámico para reducir NAD+ consumo de E proporcionada por E de fuerza protón motriz

2.1 Fototrofia Fotosíntesis oxigénica

Fotosíntesis oxigénica 2.1 Fototrofia Fotosíntesis oxigénica Flujo de electrones Fotólisis de H2O en átomos de O e H Un e- del agua pasa a P680 (fotosistema I) tras absorción de un cuanto de luz de 680 nm Reducción de molécula intermediaria probablemente feofitina a

Fotosíntesis oxigénica 2.1 Fototrofia Fotosíntesis oxigénica Flujo de electrones Viaje de e- por una serie de transportadores quinonas, citocromos y plastocianina Paso de e- a fotosistema II (P700) que previamente ha absorbido cuantos de luz inicio de pasos que llevan a reducción de NADP+

Fotosíntesis oxigénica 2.1 Fototrofia Fotosíntesis oxigénica Síntesis de ATP Durante transferencia de 1 e- desde aceptor en fotosistema II a clorofila de centro de reacción de fotosistema I se produce transporte de e- que genera fuerza protón motriz que produce ATP

Fotosíntesis oxigénica 2.1 Fototrofia Fotosíntesis oxigénica Síntesis de ATP Fotofosforilación no cíclica e- cuyo transporte origina síntesis de ATP no vuelven a reducir el P680 oxidado e- usados para reducción de NADP+

Fotosíntesis oxigénica 2.1 Fototrofia Fotosíntesis oxigénica Síntesis de ATP Cuando existe suficiente poder reductor también se puede producir ATP por fosforilación cíclica e- se desplazan desde ferredoxina al complejo de citocromo bf, desde donde se devuelve el e- a P700 este flujo crea potencial de membrana y síntesis adicional de ATP

2.1 Fototrofia Fijación de CO2 Ciclo de Calvin Requiere NAD(P)H, ATP y dos enzimas clave ribulosa bifosfato carboxilasa y fosforribulocinasa

2.1 Fototrofia Fijación de CO2 Ciclo de Calvin Pasos Carboxilación de ribulosa disosfato por ribulosa disosfato carboxilasa Formación de dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico

2.1 Fototrofia Fijación de CO2 Ciclo de Calvin Pasos Fosforilación de ácido 3-fosfoglicérico Reducción a gliceraldehído-3-fosfato intermediario esencial de glicólisis

2.1 Fototrofia Fijación de CO2 Ciclo de Calvin Pasos Formación de glucosa en sentido inverso a primeras reacciones de glicólisis Regeneración de ribulosa bifosfato fosforilación de ribulosa-5-fosfato por fosforribulocinasa

2.1 Fototrofia Fijación de CO2 Ciclo inverso del ácido cítrico Mecanismo alternativo en bacterias verdes del azufre Enzimas unidas a ferredoxina catalizan la fijación reductora de CO2 a intermediarios del ciclo del ácido cítrico

2.1 Fototrofia Fijación de CO2 Ciclo inverso del ácido cítrico Carboxilación de succinil-CoA a a-cetoglutarato Carboxilación de acetil-CoA a piruvato Otras reacciones catalizadas por enzimas que invierten la dirección del ciclo normal