Grupo 4: Jaydie Diaz, Ambar Delgado, Jennifer Casiano, Ivan Albino, Rafael Gil Del Rubio, Frances
Rodríguez, María Torres y Ermelindo Díaz.
ObjetivosDefinir Fermentación
Describir diferentes rutas de FermentaciónEjemplos de OrganismosRelevancia energetica
FermentaciónProceso catabólico anaerobioOxidación incompletaProducto final: Compuesto Orgánico.NADH+H+ H2 + NADH+
Seis TiposLácticaAlcohólica (etanol)ButíricaPropiónicaHomoacéticaÁcido mixto
Organismos donde se lleva a cabola fermentación
Bacterias‐ Anaerobias o Anaerobias facultativas.• Clostridium spp.• Lactobacillus spp.• Streptococcus spp.• enterobacterias
Levaduras• Saccharomyces cereviseae
Células animales• Células musculares• Eritrocitos.
Condiciones ambientales y nutricionales
Nutrientes Orgánicos
Oxígeno
Toxicidad de Oxígeno• Pequeñas trazas de oxigeno son dañinas• Acumulación de productos tóxicos de la reducción de oxigeno en la célula
Productos Tóxicos del Oxigeno• Estos son producidos cuando electrones solitarios son añadidos al oxigeno• Son radicales: hidroxilo (OH ̇), superóxido (O2
‐ ) y peróxido (H2O2)• OH ̇ y H2O2derivados de O2
‐ (reacción de reducción)
¿Por qué los organismos que no son anaeróbicos estrictos no les es tóxico el oxígeno?
Por la presencia de dos enzimas importantes: la superóxido dismutasa y la catalasaLa superóxido dismutasa cataliza la reacción:
O2‐ + O2
‐ + 2H+ → H2O2 + O2
La catalasa cataliza la reacción de la siguiente manera: H2O2 + H2O2 → 2 H2O + O2
“Electron Sinks ”Aceptan los electrones removidos durante la oxidación
Intermediarios(aceptador de electrones)
NAD+
Productos secundarios
Sustrato(Va a ser oxidado)
NADH + H+ , ATP
NAD+ , ADP + Pi
NADH + H+
Producto principal(Secretado)
Cadena alimentaria anaerobiaCarbohydrates, amino
acid, purinas, pirimidinas
Organic acid, alcohols, H2
, CO2
Acetato,H2,CO2
CH4 ,CO2
Fermentadores
Metanógenos
Reductores de protonesReductores de sulfatos
Rutas de FermentaciónRutas Disimilativas• Láctica• Alcohólica (etanol)• Butírica• Propiónica• Ruta de Acrilato• Ruta Sucinato‐propionato.
• Homoacética• Ácido mixto
Fermentación ButíricaConversión de compuestos orgánicos (carbohidratos) para formar acido butíricoRealizado por bacterias del género Clostridium sp. en ausencia de oxígeno Se obtiene 3 ATP (a través de fosforilación a nivel de sustrato)Otros productos: H2 ,CO2 y acetato
Fermentaciónbutírica
Fermentación alcohólica
Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces fragilis, Torulaspora y Zymomonas mobilis.
Fermentación de PropionatoRuta succinato‐propionato
Conversión de lactosa y otras hexosas a succinato y propionato Se generan 3 ATP Productos: CO2, propionato, acetatoLlevado a cabo por las propiobacterias (Propiobacterium spp.)
Fermentación de PropionatoRuta succinato‐propionato
Fermentación de PropionatoRuta de Acrilato
Se deriva ATP a través de la conversión de acetil fosforilado a acetil, catalizado mediante la acetato kinasa.3 moles lactato ‐‐ 1 mol ATPOrganismos: Género Clostridium spProductos: propionato, acetato, CO2, ATPLa producción de acetato siempre va a estar asociada con la síntesis dos moles de ATP por cada mol de acetato.
Fermentación de AcetatoSe basa en el uso de CO2 como “electron sink” y lo reduce a acetatoOrganismos: Clostridium thermoaceticumÚnico producto 5 acetato y 4 ATP
Fermentación lácticaDos tipos:
Homofermentativa:Glucosa + 2ATP + 2Pi 2 lactato + 2ATP
HeterofermentativaGlucosa + ADP + Pi etanol + lactato + CO2 + ATPSe produce lactato vía decarboxilación y reacción de isomerasa del mecanismo fosfato pentosa
Organismos: Lactobacillus spp., Sporolactobacillus spp., Streptococcus spp., entre otros
Fermentación láctica
(Mecanismo heterofermentativo)
Fermentación ácido‐mixtaEnterobacterias: Escherichia, Salmonella y Shiguela.Los productos son succinato, lactato, acetato, etanol y formato, CO2, 2 ATP y H2
Fermentación butanodiolProducción excesiva de 2,3‐butanodiolFavorecida bajo condiciones levemente acídicas Se produce solamente 1 ATPEn este proceso existen tres posibles destinos para piruvato:
Se podría reducir a lactasaSe podría convertir en acetil‐CoA y formato Se podría producir 2,3‐butanodiol
Fermentación butanodiol
Ruminococcus albusBacterias en el rumen de animalesFermenta glucosa a etanol, acetato, H2 y CO2
En poblaciones mixtas, combina sus productos para que otros microorganismos produzcan metano
FermentacionesGlucosa
2 piruvato
Acetyl‐CoA
Acetyl‐CoA
Acetaldehyde Acetyl‐P
Etanol Acetato
2NADH
NADH
NADH
2NAD+
2 Fd ox
2 Fd red 4 H+
4 H+
2 H2
2 H22 CO2
CO2
CH4
ATP
ADP
Pi[H2 ]
[H2 ]
Diagrama General de Fermentación
Intermediarios(aceptador de electrones)
NAD+
Productos secundarios
Sustrato(Va a ser oxidado)
NADH + H+ , ATP
NAD+ , ADP + Pi
NADH + H+
Producto principal(Secretado)
ConclusiónRutas de reducción‐oxidación en el citosolProduce ATP a través de fosforilación a nivel de sustratoPuede producir diferencias en potencial para mantener balances celularesTiene que regenerar cofactores oxidados, tales como NAD+ y FAD+
Productos pueden ser usados por bacterias anaeróbicas
Preguntas