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Tacna - 2008 FACI - ESBM METILOTROFICAS UNJBG
<ul><li>Bacterias metilotrofas son aquellas que usan compuestos metilados pero no metano </li></ul><ul><li>Estos compuesto...
Estas bacterias puede  fabricar sus propios  compuestos orgánicos Empleando como fuente de carbono  dichas pequeñas molécu...
<ul><li>Obtienen su energía del metabolismo de compuestos de un carbono. </li></ul>METABOLISMO METILOTROFICO CH 3 OH HCHO ...
Substratos usados por las bacterias metilotróficas Amonio Etileno Clorometano Bromometano Hidrocarburos Grandes (etano,pro...
Durante la oxidacion de metano a CO2 se produce  HCHO, parte del cual no se oxida a CO2 si no se icormpora al material cel...
Ejemplos de metilotrofos son las bacterias Methylomonas y Methylobacter.   <ul><li>El rendimiento con los organismos que u...
<ul><li>Consiste en la fijacion del CO 2  HCHO y se lleva a cabo por los metilotrofos tipo II </li></ul>Ciclo de la Serina
Ciclo de la Serina El ciclo de la Serina-glioxalato. SHT (serina hidroximetilasa); AT (transaminasa); R (reductasa; K (kin...
En algunos metilotrofos, la síntesis de material celular de la isocitrato liasa mediante una segunda vuelta del ciclo hast...
Síntesis de material celular a partir de succinato
VÍA DE LA SERINA  (obtención de Acetil-CoA)
Ejemplos de metilotrofos son las bacterias Methylomonas y Methylobacter.   <ul><li>El rendimiento con los organismos que u...
<ul><li>Utiliza unicamente HCHO como fuente de carbono y por tanto no consume poder reductor si no solo 1 ATP. </li></ul>C...
FASES La condensación del HCHO y la Ru-5P   Ciclo de la Ribulosa Monofosfato La condensación del HCHO y la Ru-5P   Ruptura...
La condensación del HCHO y la Ru-5P
FASES Ruptura de la F-6P mediante la F 1,6-BP aldolasa o ruta de Entner-Doudoroff (RED) La condensación del HCHO y la Ru-5...
Reordenamiento de azucares para generar la Ru-5P   FASES Ruptura de la F-6P mediante la F 1,6-BP aldolasa o ruta de Entner...
Ruta de la ribulosa monofosfato
VÍA DE LA RIBULOSA MONOFOSFATO  (variante glucolítica)
Clasificación <ul><li>Por su capacidad de utilizacion de sustrato monocarbonado: </li></ul><ul><li>A) Metilotrofos obligad...
<ul><li>Por su capacidad de utilizacion de sustrato monocarbonado </li></ul>BACTERIAS METILOTROFAS METILOTROFAS  OBLIGADAS...
<ul><li>Por su capacidad de utilizacion de sustrato monocarbonado </li></ul><ul><li>Metilotrofos obligados : </li></ul><ul...
DPG =difosfatidilgglicerol; PG = fosfatidilglicerol; PE = fosfatidiletanolamina; GL = glucolipidos; V = resultado variable
<ul><li>Metilotrofos obligados   </li></ul>(II) Crecen con CH4 o CH3-OH:   Methylomonas, methylocystis, methylococcus, met...
Por su capacidad de utilizacion de sustrato monocarbonado <ul><li>B) Metilotrofos facultativos : </li></ul><ul><li>Pueden ...
Metilotrofos facultativos : <ul><li>Características  </li></ul><ul><li>Fijadores de nitrogeno  </li></ul><ul><li>(Xantobac...
Metilotrofos facultativos Glutamato deshidrogenada
Metilotrofos facultativos  Sistemas de asimilación del amoniaco
BACTERIAS METILOTROFAS tipo I tipo II tipo X <ul><ul><li>Por sus características morfológico-bioquímicas </li></ul></ul>
<ul><li>Metilotrofas de tipo I :  </li></ul><ul><li>Sistema membranoso repartido por toda la célula, ciclo de krebs incomp...
B) Metilotrofas de tipo II : Sistema membranoso periferico, ciclo de krebs completo  α -16S RNA, asimilacion del carbono v...
C) Metilotrofas de tipo X : Son capaces de realizar crecimiento autotrofo sobre CO2  y que incluyen al genero methylococcu...
PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Methylophylus Son bacilos gram (-) recto o ligeramente  curvos, que se encuentran...
PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Methylobacillus Son bacilos gram (-),  la mayoria son aerobicos  y  metilotropos ...
PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Metilocistys Son bacterias capaces de obtener energia  de compuestos monocarbonad...
 
PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Methylosinus Son bacilos Gram-negativos que forman exospores y  estan dentro del ...
PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS <ul><li>Methylomonas: </li></ul><ul><li>Son bacilos estrictamente aeróbica.  Rect...
PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Methylococcus Son bacterias que obtienen el carbono y la energia a partir de comp...
PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Methylobacterium Son bacterias que utilizan metanol y metilamina, asi como C2, C3...
1 .-  M. extorquens   2.-  Methylobacterium  dichloromethanicum  3.-  Methylobacterium aminovorans  1 2 3
Acetobacter   es una bacteria que se caracterizapor convertir el alcohol en acido acetico en presencia de aire. PRINCIPALE...
 
Acetobacter   Importancia Tiene importancia comercial debido a que : son usados en la producción de vinagre. convierten el...
Acetobacter   Investigaciones Ultimamente los cientificos aislaron acetobacter sp y crearon un medio propicio  para que de...
APLICACIONES  DE ESTAS BACTERIAS  <ul><li>B ioconversión de algunos compuestos inutilizables por otros organismos ,  en pr...
Methylobacterium son comunes en el suelo y en las superficies de las hojas y otras partes de la planta. Cepas de micobacte...
En el caso de las acetobacter se han observado que tienen relaciones simbionticas con muchas plantas (como la caña de azúc...
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Bacterias Metilotrofas

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Bacterias Metilotrofas

  1. 1. Tacna - 2008 FACI - ESBM METILOTROFICAS UNJBG
  2. 2. <ul><li>Bacterias metilotrofas son aquellas que usan compuestos metilados pero no metano </li></ul><ul><li>Estos compuestos de un carbono son, entre otros : metanol, metilamina o formato. </li></ul><ul><li>No poseen sistemas complejos de membranas como los Metanótrofos. </li></ul>Definición:
  3. 3. Estas bacterias puede fabricar sus propios compuestos orgánicos Empleando como fuente de carbono dichas pequeñas moléculas, y además puede oxidarlas para obtener energía metabólica. No poseen sistemas complejos de Membranas como los Metanótrofos.
  4. 4. <ul><li>Obtienen su energía del metabolismo de compuestos de un carbono. </li></ul>METABOLISMO METILOTROFICO CH 3 OH HCHO GHA3P (Rub-monoP) AcetilCoA (CH 2 O)n bajo gasto energético
  5. 5. Substratos usados por las bacterias metilotróficas Amonio Etileno Clorometano Bromometano Hidrocarburos Grandes (etano,propano) Metano, CH4 Metanol, Metilamina Di-, trimetilamina Trimetilsulfonio Formato Monoxido de carbono Eter Dimetil Dimetil carbonato Sustratos oxidados, pero no usados para su metabolismo Sustratos usados para desarrollo
  6. 6. Durante la oxidacion de metano a CO2 se produce HCHO, parte del cual no se oxida a CO2 si no se icormpora al material celular a traves de dos rutas : El ciclo de la Serina y el ciclo de la ribulosa monofosfato Junto con el ciclo de calvin, estas dos rutas poseen una importancia excepcional en el equilibrio de los compuestos monocarbonados en la biosfera que fijan el sustrato. <ul><ul><li>Biosintesis de material celular </li></ul></ul>
  7. 7. Ejemplos de metilotrofos son las bacterias Methylomonas y Methylobacter. <ul><li>El rendimiento con los organismos que usan el ciclo ribulosa monofosfato es mayor, debido a que requieren menor energía, estos son los de tipo I </li></ul><ul><li>Es claro entonces que al momento de escoger una bacteria oxidante de metano, seria preferible un organismo que empleara esta vía de metabolismo. </li></ul>Ciclo de serina o ribulosa monofosfato
  8. 8. <ul><li>Consiste en la fijacion del CO 2 HCHO y se lleva a cabo por los metilotrofos tipo II </li></ul>Ciclo de la Serina
  9. 9. Ciclo de la Serina El ciclo de la Serina-glioxalato. SHT (serina hidroximetilasa); AT (transaminasa); R (reductasa; K (kinasa); M (mutasa); E (enolasa); PEPC (PEP carboxilasa) ; MDH (malato deshidrogenasa); S (malil-CoA Sintetasa); L (malil-CoA Liasa).
  10. 10. En algunos metilotrofos, la síntesis de material celular de la isocitrato liasa mediante una segunda vuelta del ciclo hasta oxalacetato El succinato se asimila a material celular via OAA y PEP y el glioxalato se incorpora a la segunda ronda del ciclo serina o bien el succinato produce la segunda molécula de OAA y el glioxalato se icorpora al material celular via ciclo de la serina y 3-PGA.
  11. 11. Síntesis de material celular a partir de succinato
  12. 12. VÍA DE LA SERINA (obtención de Acetil-CoA)
  13. 13. Ejemplos de metilotrofos son las bacterias Methylomonas y Methylobacter. <ul><li>El rendimiento con los organismos que usan el ciclo ribulosa monofosfato es mayor, debido a que requieren menor energía, estos son los de tipo I </li></ul><ul><li>Es claro entonces que al momento de escoger una bacteria oxidante de metano, seria preferible un organismo que empleara esta vía de metabolismo. </li></ul>Ciclo de la Ribulosa Monofosfato
  14. 14. <ul><li>Utiliza unicamente HCHO como fuente de carbono y por tanto no consume poder reductor si no solo 1 ATP. </li></ul>Ciclo de la Ribulosa Monofosfato ATP 3HCHO 3-PGALD ADP
  15. 15. FASES La condensación del HCHO y la Ru-5P Ciclo de la Ribulosa Monofosfato La condensación del HCHO y la Ru-5P Ruptura de la F-6P mediante la F 1,6-BP aldolasa o ruta de Entner-Doudoroff (RED) Reordenamiento de azucares para generar la Ru-5P Síntesis de F-6P a partir de HCHO. Enzimas: S (sintasa); IS (isomerasa).
  16. 16. La condensación del HCHO y la Ru-5P
  17. 17. FASES Ruptura de la F-6P mediante la F 1,6-BP aldolasa o ruta de Entner-Doudoroff (RED) La condensación del HCHO y la Ru-5P Ruptura de la F-6P mediante la F 1,6-BP aldolasa o ruta de Entner-Doudoroff (RED) Reordenamiento de azucares para generar la Ru-5P Síntesis de C3. Enzimas: PFK (fosfofructokinasa); ALD (F1,6-BP aldolasa). Ciclo de la Ribulosa Monofosfato
  18. 18. Reordenamiento de azucares para generar la Ru-5P FASES Ruptura de la F-6P mediante la F 1,6-BP aldolasa o ruta de Entner-Doudoroff (RED) La condensación del HCHO y la Ru-5P Ruptura de la F-6P mediante la F 1,6-BP aldolasa o ruta de Entner-Doudoroff (RED) Reordenamiento de azucares para generar la Ru-5P Ruta TAld (utiliza enzimas de ruta PP): 2 F-6P + PGALD Ru-5P Ruta SDBPa(utiliza enzimas del CCB): F-6P + 2 PGALD + DHAP Ru-5P Regeneracion de la Ru-5P. Enzimas: TAlD (transaldolasa); SDBPa (pseudobisfosfatasa); PP (enzimas dela ruta de las pentosas-P); CCB (enzimas del ciclo de calvin).
  19. 19. Ruta de la ribulosa monofosfato
  20. 20. VÍA DE LA RIBULOSA MONOFOSFATO (variante glucolítica)
  21. 21. Clasificación <ul><li>Por su capacidad de utilizacion de sustrato monocarbonado: </li></ul><ul><li>A) Metilotrofos obligados </li></ul><ul><li>B) Metilotrofos Facultativos </li></ul><ul><li>Por sus características morfológico-bioquímicas </li></ul><ul><li>A) Metilotrofas de tipo I </li></ul><ul><li>B) Metilotrofas de tipo II </li></ul>
  22. 22. <ul><li>Por su capacidad de utilizacion de sustrato monocarbonado </li></ul>BACTERIAS METILOTROFAS METILOTROFAS OBLIGADAS METILOTROFAS FACULTATIVAS Crecen con metanol o metilamina Crecen con CH4 o CH3-OH
  23. 23. <ul><li>Por su capacidad de utilizacion de sustrato monocarbonado </li></ul><ul><li>Metilotrofos obligados : </li></ul><ul><li>Solo pueden crecer en compuestos monocarbonados </li></ul><ul><li>(I) Crecen con metanol o metilamina: Methylophylus y methylobacillus. </li></ul>
  24. 24. DPG =difosfatidilgglicerol; PG = fosfatidilglicerol; PE = fosfatidiletanolamina; GL = glucolipidos; V = resultado variable
  25. 25. <ul><li>Metilotrofos obligados </li></ul>(II) Crecen con CH4 o CH3-OH: Methylomonas, methylocystis, methylococcus, methylobacter y methylosinus. Metilotrofos obligados
  26. 26. Por su capacidad de utilizacion de sustrato monocarbonado <ul><li>B) Metilotrofos facultativos : </li></ul><ul><li>Pueden crecer con compuestos mono y multicarbonados: </li></ul><ul><li>Varios generos </li></ul><ul><li>Bacillus </li></ul><ul><li>Acetobacter </li></ul><ul><li>Methylobacterium </li></ul><ul><li>Nocardia </li></ul>
  27. 27. Metilotrofos facultativos : <ul><li>Características </li></ul><ul><li>Fijadores de nitrogeno </li></ul><ul><li>(Xantobacter y algunosrizobiaceas) </li></ul><ul><li>Crecimiento autotrofo </li></ul><ul><li>(Paracccus, nitrobacter, rhodopseudomonas </li></ul><ul><li>y thiabacillus) </li></ul><ul><li>Presencia de bacterioclorofila </li></ul><ul><li>(methylobacterium) </li></ul>
  28. 28. Metilotrofos facultativos Glutamato deshidrogenada
  29. 29. Metilotrofos facultativos Sistemas de asimilación del amoniaco
  30. 30. BACTERIAS METILOTROFAS tipo I tipo II tipo X <ul><ul><li>Por sus características morfológico-bioquímicas </li></ul></ul>
  31. 31. <ul><li>Metilotrofas de tipo I : </li></ul><ul><li>Sistema membranoso repartido por toda la célula, ciclo de krebs incompleto ﻻ -6S RNA, asimilación del carbono vía ribulosa monofosfato. </li></ul><ul><ul><li>Por sus características morfológico-bioquímicas </li></ul></ul>
  32. 32. B) Metilotrofas de tipo II : Sistema membranoso periferico, ciclo de krebs completo α -16S RNA, asimilacion del carbono vía ciclo de la serina <ul><ul><li>Por sus características morfológico-bioquímicas </li></ul></ul>
  33. 33. C) Metilotrofas de tipo X : Son capaces de realizar crecimiento autotrofo sobre CO2 y que incluyen al genero methylococcus. <ul><ul><li>Por sus características morfológico-bioquímicas </li></ul></ul>
  34. 34. PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Methylophylus Son bacilos gram (-) recto o ligeramente curvos, que se encuentran aislados o en parejas. Estos microorganismos crecen en zonas lodosas en el fango de los rios y agua estancada. Methylophilus methylotrophus : Especie de Methylophilus que es móvil por un sólo flagelo. Además de crecer en Metanol como única fuente de Carbono, el Crecimiento se produce también con Glucosa.
  35. 35. PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Methylobacillus Son bacilos gram (-), la mayoria son aerobicos y metilotropos obligados, crecen en compuestos de un átomo de Carbono que no sea el Metano.
  36. 36. PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Metilocistys Son bacterias capaces de obtener energia de compuestos monocarbonados que son oxidados a la forma de formaldehído y asimilado por la ruta de la serina. Las celulas contienen membranas internas paredes que estan dispuestas hacia la periferia.
  37. 38. PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Methylosinus Son bacilos Gram-negativos que forman exospores y estan dentro del grupo de los metilotrofos obligados.
  38. 39. PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS <ul><li>Methylomonas: </li></ul><ul><li>Son bacilos estrictamente aeróbica. Recto o curvo varillas, a veces ramificadas 0,5-1,0 x 1,0-4,0 um um de tamaño. Las fases de descanso son de tipo Azotobacter quistes. Mancha las células Gram negativas. Casi todas las especies son móviles. Capaces de fijación de nitrógeno. Membranas organizar en paquetes de discos vesicular. Catalasa positivos. Oxidasa positiva El porcentaje G + C oscila entre 50 a 54%. Las colonias son de color rosa o amarillo pigmentado. TCA ciclo incompleto. </li></ul>
  39. 40. PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Methylococcus Son bacterias que obtienen el carbono y la energia a partir de compuestos monocarbonados, tienen membranas internas en forma de discos abultados perpendiculares a la pared celular, asimila sus compuestos atraves de la via metabolica ribulosa monofosfato. <ul><li>Methylococcus capsulatus </li></ul><ul><li>Pichia pastoris </li></ul>
  40. 41. PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS Methylobacterium Son bacterias que utilizan metanol y metilamina, asi como C2, C3 y C4 Compuestos para crecer, generalmente son de color rosa, utilizan el metanol que es emitido por los estomas de las plantas y se han mostrado para estimular la germinación de la semilla y el desarrollo de la planta, tal vez por la producción de fitohormonas.
  41. 42. 1 .- M. extorquens 2.- Methylobacterium dichloromethanicum 3.- Methylobacterium aminovorans 1 2 3
  42. 43. Acetobacter es una bacteria que se caracterizapor convertir el alcohol en acido acetico en presencia de aire. PRINCIPALES MICROORGANISMOS METILOTROFOS
  43. 45. Acetobacter Importancia Tiene importancia comercial debido a que : son usados en la producción de vinagre. convierten el vino en acido acético. Acido acético Vinagre Vino CH 3 -CH 2 OH + O 2 --------> CH 3 -COOH
  44. 46. Acetobacter Investigaciones Ultimamente los cientificos aislaron acetobacter sp y crearon un medio propicio para que desarrollara sus cualidades en la producción de polímeros solubles. Como resultado se obtuvo productos con nuevas estructuras y con diversas propiedades, como la celulosa bacteriana y el biopolímero sintetizado por esta bacteria ácido acética.
  45. 47. APLICACIONES DE ESTAS BACTERIAS <ul><li>B ioconversión de algunos compuestos inutilizables por otros organismos , en productos con mayor valor económico y menor implicación negativa en el ambiente etc. </li></ul><ul><li>Una ventaja de la utilización de esta bacteria en los procesos biotecnológicos industriales se representa en el bajo costo relativo de los substratos utilizados. </li></ul><ul><li>Estos aspectos han provocado la intensificación de los estudios acerca de la asimilación de compuestos de C1 por estas bacterias. </li></ul>
  46. 48. Methylobacterium son comunes en el suelo y en las superficies de las hojas y otras partes de la planta. Cepas de micobacterium han sido localizados como endosymbionts dentro de las células en las yemas de pino escocés (Pinus sylvestris). Una especie, Methylobacterium podarium, se piensa que es parte natural de la microflora pie humano. Methylobacterium incluso han sido encontradas vivas en el interior de la boca humana.
  47. 49. En el caso de las acetobacter se han observado que tienen relaciones simbionticas con muchas plantas (como la caña de azúcar y de plantas de café, así como en la fermentación de vinagre) para asi promover el crecimiento de la planta, pero los mecanismos detrás de esta relación todavía no se comprenden plenamente.
  48. 50. ö&quot; Las bacterias siempre tienen la ultima palabra &quot;ɕ “ No siempre las especies mas fuertes, ni las mas inteligentes son las que sobreviven, sino aquellas que mejor responden a los cambios”.
  49. 51. Copyright © ^^, E. J. Derechos reservados La información en estas diapositivas no pueden ser reproducidas, publicadas en ninguna página web o sitio web sin la autorización del autor. Aténgase a las consecuencias Gacias por su atención F I N

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