MetilótrofosMetilótrofosEquipo 4Equipo 4

Crisángel CaraballoCrisángel Caraballo

Yamil GarcíaYamil García

Roxanna SedaRoxanna Seda

Fabiola TorresFabiola Torres

Objetivos

• Ampliar el conocimiento de los metilotrofos

• Conocer los tipos y sus rutas metabolicas de estos microorganismo.• Tipo I: Ruta de monofosfato de ribulosa• Tipo II: Serina

• Enterder sobre los genes envueltos en la oxidacion del CO.

• Condiciones ambientales en las que se encuentra estos microorganismo.

• Entender la importacian de ellos.

¿Qué son los metilótrofos?¿Qué son los metilótrofos?

• Microorganismos que pueden crecer Microorganismos que pueden crecer utilizando compuestos de carbono que no utilizando compuestos de carbono que no contengan enlaces carbono―carbonocontengan enlaces carbono―carbono

• Muchos, pero no todos, de los metilótrofos Muchos, pero no todos, de los metilótrofos son metanótrofos.son metanótrofos.

¿Qué son los metilótrofos?¿Qué son los metilótrofos?

•Algunos metilótrofos no-metanótrofos Algunos metilótrofos no-metanótrofos pueden utilizar ácidos orgánicos, etanol pueden utilizar ácidos orgánicos, etanol y azúcares.y azúcares.

MetanótrofoMetanótrofo

•Metilótrofos que son únicos en que Metilótrofos que son únicos en que pueden crecer no solamente utilizando pueden crecer no solamente utilizando algunos de los compuestos de carbono algunos de los compuestos de carbono más oxidados, sino que también pueden más oxidados, sino que también pueden utilizar metano (CHutilizar metano (CH44).).• Todos, con algunas excepciones, están Todos, con algunas excepciones, están obligados a utilizar compuestos Cobligados a utilizar compuestos C11..

MetanótrofoMetanótrofo

•Algunas especies de levadura y mohos Algunas especies de levadura y mohos pueden utilizar metano o metanol pueden utilizar metano o metanol (CH(CH33OH).OH).

Tipos de MetilótrofosTipos de Metilótrofos

• Basado en el modo de asimilación de formaldehído Basado en el modo de asimilación de formaldehído (HCHO), se pueden clasificar entre dos tipos:(HCHO), se pueden clasificar entre dos tipos:• Tipo ITipo I• Tipo IITipo II

• Formaldehído:Formaldehído:• HCHOHCHO

Tipo ITipo I

Tipo ITipo I

Ruta de monofosfato de ribulosa

Ruta de monofosfato de ribulosaRuta de monofosfato de ribulosa

• La mayoría de los metilótrofos que La mayoría de los metilótrofos que utilizan esta ruta son metilótrofos utilizan esta ruta son metilótrofos facultativos o metilótrofos obligados.facultativos o metilótrofos obligados.

Tipo IITipo II

Tipo IITipo II

Ruta de serina

Ruta de serina: Lo Importante

•A partir deA partir de• 1 formaldehído (HCHO)1 formaldehído (HCHO)• 1 CO1 CO22

• 2 NADH2 NADH• 2 ATP2 ATP

•Se sintetizaSe sintetiza• 1 acetyl-CoA1 acetyl-CoA

Ruta de serina

• La mayoría de los metilótrofos que utilizan esta ruta son metilótrofos facultativos que utilizan varios compuestos orgánicos como fuentes de carbono y energía.

Rutas de metilótrofos

•Para ambas rutas, formaldehído sirve como el sustrato para la síntesis de carbono orgánico•conjunto con el ciclo de calvin poseen una gran importancia en el equilibrio de compuestos monocarbonados en la biosfera que fijan el sustrato

Monóxido de Carbono (CO)

• CO es un gas incoloro, inflamable pero muy toxico para los humanos

• Bacterias anaeróbicas y aeróbicas utilizan como sustrato el CO para su crecimiento celular.

• CO es metabolizado por las bacteria oxidando el CO convirtiéndolo en CO2

• Ejemplos: Bacterias an oxigenica • Rhodospirillum rumbrum• Desulfovibrio vulgaris Hildenborough• Rhodopseudomonas gelatinosa

Monóxido de Carbono (CO)

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0968000406002350

http://jb.asm.org/content/194/21/5783#ref-list-1

CO por respiración celular :

Proceso aerobio y anaerobio

• En el proceso aeróbico se encuentran las carboxidobacterias • Capaces de utilizar CO como fuente de carbono y energía - Pseudomonas carboxydovorans• CO-oxidoreductasa, cataliza la reacción:                               - CO + H2O→ CO2 + H2

• Anaeróbicamente, se reduce H2 →CH4 , por algunos metanógenos: –Methenosarcina barkeri  - CO + 3H2 → CH4 + H2O

Bacterias MetilótrofasBacterias Metilótrofas

• ParacoccusParacoccus• PseudomonasPseudomonas• HyphomicrobiumHyphomicrobium• XanthobacterXanthobacter• BacillusBacillus• VibrioVibrio

• BrevibacteriumBrevibacterium• MicrococcusMicrococcus• GordoniaGordonia• LeifsoniaLeifsonia• MicrobacteriumMicrobacterium

Más Bacterias MetilótrofasMás Bacterias Metilótrofas

• Metilótrofa obligada:Metilótrofa obligada:• MethylophilusMethylophilus• MethylobacteriumMethylobacterium• MethylococcusMethylococcus• MethylosinusMethylosinus• MethylomonasMethylomonas

Condiciones ambientales

• Océanos

• Lodo

• Ambientes subterráneos

• Suelos

• Pantanos

• Arrozales

• Vertederos

Importancia

• Gran potencial en la biotransformación de diversos compuestos orgánicos a productos valiosos, la producción de metabolitos útiles, y en biorremediación de contaminantes tóxicos

• Algunos metilótrofos han sido huéspedes eficientes para la expresión de genes extranjeros

• Útiles para la biotecnología en producción de aminoácidos, vitaminas, proteínas recombinantes, proteínas de céllas individuales, co-enzimas, y citocromos.

Referencias

Barta, T. M., & Hanson, R. S. (1993). Genetics of methane and metanol oxidation in Gram -negative methylotrophic bacteria. Antonie van Leeuwenhoek, 64 , 109-120.

Hung, W., Wade, W. G., Boden, R. B., Kelly, D. P., & Wood, A. P. (2011). Facultative methylotrophs from the human oral cavity and methylotrophy in strains of Gordonia, Leifstonia, and Microbacterium. Archives of Microbiology, 193 (6), 407-417. doi: htt p://dx.doi.org/10.1007/s00203-011-0689-6

Lynd, L., Kerby, R., & Zeikus, J. G. (1981). Carbon Monoxide Metabolism of the Methylotrophic Acidogen Butyribacterium methylotr ophicum. Journal of

Madigan, M. T., Martinko, J. M., Dunlap, P. V., & Clark, D. P. (2008). Brock Biology of Microorganisms (12th ed.). San Francisco, CA: Pearson Benjamin Cummings.

Moat, A. G., Foster, J. W., & Spector, M. P. (2002) Microbial Physiology (4th ed.). New York:

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