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Ação das enzimas

No documento aula62010 (páginas 43-74)

Catalase= quebra peróxido de hidrogênio, H2O2 em água e oxigênio

Peroxidase= converte H2O2 + água a NAD e O2

pH: concentração de íons H+

Grupo Faixa de pH Exemplo

Acidófilos < de 7,0 Thiobacillus thioxidans

2,0-3,0

Neutrófilos = de 7,0 Staphylococcus aureus

7,0- 7,5

Alcalifílicos > de 7,0 Nitrobacter spp.

Distribuição de alguns microrgansmos, de acordo com o pH

pH Mínimo, Ótimo e Máximo para o crescimento de alguns procariotos

Organismo pH mínimo pH ótimo pH máximo

Thiobacillus thiooxidans 0.5 2.0-2.8 4.0-6.0 Sulfolobus acidocaldarius 1.0 2.0-3.0 5.0 Bacillus acidocaldarius 2.0 4.0 6.0 Zymomonas lindneri 3.5 5.5-6.0 7.5 Lactobacillus acidophilus 4.0-4.6 5.8-6.6 6.8 Staphylococcus aureus 4.2 7.0-7.5 9.3 Escherichia coli 4.4 6.0-7.0 9.0 Clostridium sporogenes 5.0-5.8 6.0-7.6 8.5-9.0 Erwinia caratovora 5.6 7.1 9.3 Pseudomonas aeruginosa 5.6 6.6-7.0 8.0 Thiobacillus novellus 5.7 7.0 9.0 Streptococcus pneumoniae 6.5 7.8 8.3 Nitrobacter sp 6.6 7.6-8.6 10.0

Variantes quanto a Temperatura

Categoria MínimaTemperatura ( C)Média Máxima Exemplos

Psicrófitos 0 10-15 < de 20 Flavobacterium spp. Mesófilos 10-15 30-40 < de 45 Escherichia spp. Termófilos e

Temperatura:

Todos os microrganismos apresentam uma faixa de temperatura onde desenvolvem-se plenamente. Nesta faixa de temperatura podemos determinar as

temperaturas mínima, ótima e máxima (temperaturas cardeais), para cada microrganismo.

Mecanismos de termoestabilidade nas proteínas

composição de aminoácidos:

substituições de glicina por alanina e lisina por arginina;

> número de aminoácidos carregados; mutações glicina  prolina;

> número de aa aromáticos e hidrofóbicos. pontes dissulfeto:

Estabilizam no máximo até 100⁰C;

Interações hidrofóbicas, adição de grupos metil durante o enovelamento das proteínas;  Interações aromáticas

Pontes de hidrogênio e pares iônicos.

Ligações a metais e modificações pós-traducionais:Íons metálicos;

glicosilação

aumento no teor de bases G-C no DNA.

Mecanismos de termoestabilidade nas proteínas

arqueas apresentam fitanol na membrana plasmática.

arqueas apresentam cadeias de hidrocarnbonetos conectadas ao glicerol por ligações tipo éter=

Aumenta estabilidade química e resistência a hidrólise

arqueas apresentam alto teor de ácidos graxos saturados.

Interações com cofatores: Cálcio, Magnésio, e poliaminas que ajudam a estabilizar o complexo ribossomo-tRNA e ribossomo-mRNA.

psicrofilos x psicrotolerantes

adapoção moleculares a psicrofilias

enzimas adaptadas ao frio não plenamente elucidadas Geralmente

enzimas nao inativadas por frio tem mais alfa-helice do que folhas beta ( alfa-helice são mais flexiveis que folhas beta …)

maior numero de aminoacidos polares ..

menor quantidade de aminoacidos hidrofobicos (maior flexibilidade em baixa temperatura... )

psicrofilos x psicrotolerantes

nos organismos

transporte ativo ocorre normalmente a baixas temperaturas

membrana apresenta elevada quantidade de ac graxos insaturados ... facilita o estudo semifluido da membrana em temperaturas baixas..) (se fosse ac graxos saturados a membrana teria a consistencia de cera..)

algumas psiccrófilas tem acidos graxos poliinsaturados ... contendo multipals ligações duplas

bacteria da Antartida

Crescimento:

Pode ser definido em:

-aumento do tamanho dos microrganismos

- aumento do número de células microbianas em uma população

Crescimento exponencial::

padrão de crescimento microbiano segundo o qual o número de células duplica em determinado intervalo de tempo

Algumas definicões:

Taxa de crescimento:

alteração do número de células ou massa celular por unidade de tempo

Tempo de geração ou tempo de duplicação:

tempo requerido para uma população bacteriana dobrar ou duplicar

A maioria das bactérias se proliferam por divisão binária produzindo duas células filhas Ácidos nucléicos Proteínas Lipídeos polissacarídeos 1 Tempo de Geração 2

Aumento no número de células que ocorre no crescimento exponencial é uma progressão geométrica do número 2

1 2

20min 20min 4 20min 8

N= N

0

.2

n

Onde n= número de gerações

N=1.23

21 22

Quando 2 células se duplicam e formam 4:

22 23

Quando 4 células se duplicam e formam 8:

E assim por diante…..

23 24 25 26 2n Progressão geométrica

Logo existe uma relação direta entre o número de células presentes Inicialmente na cultura e após o período de crescimento logarítmico

Fórmula para expressar o crescimento exponencial: N=N0 x 2n

N= número final de células N0= número inicial

n=número de gerações que ocorreram durante o período de

- Sabendo-se de o tempo de geração de E. coli é de 20 minutos, partindo-se de uma única célula quantas células bacterianas serão obtidas após 1 hora de cultivo?

R: Em 1 hora de cultivo (60 minutos) teremos 3 gerações (n=3) Então: N= No.2n

N= 1.23

N= 8

1 hora

2 horas R: Em 2 horas de cultivo (120 minutos) teremos 6 gerações (n=6)

Então: N= No.2n N= 1.26

N= 64

Em 48 h … ?

Em 48 h …

2.2301e+43 cel 4000 x o peso da terra

Em 4 dias …

4.9732e+86 células

Curva de crescimento (cultura descontínua)

Quando uma cultura microbiana desenvolve-se em um sistema fechado, pode-se confeccionar uma curva de crescimento.

Esta pode ser dividida em diferentes etapas: lag, log, estacionária e de declínio.

Sistema fechado: nenhum novo nutriente é adicionado e nenhum produto de excreção Metabólico é removido

Curva de Crescimento

A

D B

C

Fases da Curva de Crescimento de bactérias:

- Fase Lag - Fase Estacionária - Fase Exponencial ou Logaritmica (Log) - Fase de Declínio

A C

Fase lag

-Fase de adaptação

-Transporte de nutrientes para dentro da célula -Síntese de proteínas necessárias para divisão -Síntese de DNA

-Aumento de tamanho de microrganismos, mas não ocorre divisão

Fase logarítmica, exponencial ou Log

-Fase de divisão intensa, ativa

-Influenciada por condições ambientais

Fase estacionária

-Células param de crescer (escassez de nutrientes)

-Acúmulo de substâncias tóxicas secretadas pela bactéria ou liberadas por lise da bactéria

-Em alguns microrganismos se observa crescimento lento

Fase de declínio ou morte

-Esgotamento total do meio

-Meio pobre em nutrientes e rico em substâncias tóxicas -Bactéria começam a morrer

-Número de células viáveis diminui de forma exponencial

Crescimento em culturas contínuas:

Técnica muito usada nos processos industriais de obtenção de produtos microbiológicos.

Nestes casos, tem-se o interesse em manter as células em fase log ou estacionária. Utilizam-se fermentadores ou quimiostatos, que permitem um crescimento em equilíbrio dinâmico, havendo assim um controle da densidade populacional e da taxa de

crescimento. Estes são respectivamente controlados pela concentração do nutriente limitante (fonte de C ou N) e pela taxa de fluxo (taxa de diluição). Em baixas

concentrações do nutriente limitante, a taxa de crescimento é proporcional à concentração do nutriente (que é virtualmente zero).

Como o crescimento da cultura bacteriana pode ser acompanhado?

1. Contando-se o número de células ao longo do cultivo

2. Acompanhando-se o aumento da turvação ao longo do cultivo 3. Outras possibilidades....

No documento aula62010 (páginas 43-74)

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