Regulacaodometabolismo
-
Upload
joao-paulo-fagundes-lafeta -
Category
Documents
-
view
217 -
download
0
Transcript of Regulacaodometabolismo
RegulaRegula çção do ão do MetabolismoMetabolismo
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIUNIVERSIDADE FEDERAL DE VI ÇÇOSAOSADepartamento de MicrobiologiaDepartamento de MicrobiologiaMBI 100 MBI 100 –– Microbiologia GeralMicrobiologia Geral
ObjetivosObjetivos
AoAo final final destadesta aula o aula o estudanteestudante deverdever áá ser ser capazcapaz de:de:
1. Identificar os mecanismos de regulação das enzimas nas vias metabólicas. Reconhecer enzimas constitutivas e induzidas
2. Relembrar o princípio da regulação da atividade enzimática e reconhecer as enzimas alostéricas.
3. Explicar, usando o modelo do operon lac, a regulação da expressão de genes
4. Explicar o mecanismo que favorece o crescimento da E. coli em glicose em detrimento de outro açúcar presente no meio (Repressão catabólica)
1. Visão geral da regulação do metabolismo microbia no
Importante!
Em geral, o número de genes é maior do que o de proteínas presentes nas células microbianas
Qual é a razão?
A expressão de muitos genes é regulada em função das condições ambientais
Nem todos os genes são expressos constitutivamente
1. Visão geral da regulação do metabolismo microbia no
Constitutiva ou Induzida
Mecanismos de regulação?
Exemplo: Genes que codificam
enzimas das vias metabólicas
centrais
Exemplo: Genes que codificam
enzimas envolvidas com
respostas àvariação do ambiente
Regulação do METABOLISMO = Regulação ENZIMAS (proteínas)
1. Visão geral da regulação do metabolismo microbia no
As células microbianas respondem as alterações do ambiente
• Tipo e disponibilidade de nutrientes
• Osmolaridade
• pH
• Temperatura
• Disponibilidade de aceptores terminais de elétrons
1. Visão geral da regulação do metabolismo microbia no
� Atividade da proteína
Existem dois mecanismos básicos de regulação em uma célula microbiana
� Expressão da proteína
- Controle da transcrição (Procariontes e Eucariontes)
- Controle do processamento de RNA (Eucariontes)
- Controle de transporte de RNA (Eucariontes)
- Controle da tradução (Procariontes e Eucariontes)
- Controle pós-traducional (Procariontes e Eucariontes)
1. Visão geral da regulação do metabolismo microbia no
Gene
RNA
Controle transcricional
Proteína
Controle da tradução
Controle pós- traducional
Procariontes
Como a expressão gênica é regulada?
1. Visão geral da regulação do metabolismo microbia no
Como a expressão gênica é regulada?
Gene
Transcrito primário
Controle da transcrição
Proteína
Controle do processamento de RNA
Controle pós- traducional
EucariontesNúcleo
Citoplasma
Transcrito maduro
Controle do transporte de RNA
Controle da tradução
2. Regulação da atividade enzimática
2.1 Ligação não covalente de intermediários metaból icos a enzimas alostéricas
Inibição por retroalimentação ( Feedback )
Fosfoenolpiruvato
+ Eritrose-4-P
DAHP * Phe
Trp
TyrAroF
AroG
AroH
DAHP sintetase (Via de biossíntese de aminoácidos aromáticos)
-
-
-
Regulação de isoenzimas
* 3-desoxi-D-arabino-heptulosonato 7-fosfato
Glicose-6-P
Glicose
Frutose-6-P
AMP (-) (-) Fosfoenolpiruvato(+) ADP
Frutose-1,6-difosfato
Triose-3-fosfato
1,3 difosfoglicerato
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
Fosfoenolpiruvato
Piruvato
Glicólise
Acetil-CoA(-)NADH(-)
Fosfoenolpiruvato(+)AMP(+)
Acetil-CoANADH (-)
α-cetoglutarato(-)
Aspartato(-)Acetil-CoA(+)
Ciclo do TCA
citrato
Oxaloacetato
Fumarato Succinato
Succinil-CoA
α-cetoglutarato
Malato
isocitrato
VMC:VMC:Alguns pontos Alguns pontos de regulade regula ççãoão
alostalost ééricaricaRegulação positiva
e negativa
2. Regulação da atividade enzimática
2.2 Modificação covalente
� Adenilação
Glutamina sintetase
↑ [ ] amônia
Glutamina sintetase-AMP
ATPPPi
AdenilTransferase
Inativa
2. Regulação da atividade enzimática
2.2 Modificação covalente
� Fosforilação
Isocitratodesidrogenase
Crescimento em acetato
IsocitratoDesidrogenase-
P
ATP ADP
Parcialmente inativa
3. Regulação da expressão gênica
Em bactérias: operon
3. Regulação da expressão gênica
Relembrando como ocorre o início da transcrição
•• ApApóós a ss a sííntese de 8 a 9 ntese de 8 a 9 pbpb, o fator sigma , o fator sigma éé liberado liberado
3. Regulação da expressão gênica
3.1 Repressão da transcriçãoAusência de lactose
Adição de lactose: ocorre a indução
Alolactose
Alolactose
Isômero da lactose
3. Regulação da expressão gênica
3.1 Repressão da transcriçãoAusência de arginina
Arginina
Arginina
3. Regulação da expressão gênica
3.2 Ativação da transcriçãoAusência de maltose
Presença de maltose
4. Regulação do operon da lactose (operon lac)
Jacob e MonodPrêmio Nobel
1965
Repressãocatabólica
Crescimento diaúxico
4. Regulação do operon da lactose (operon lac)
Como ocorre a repressão catabólica ?
promotor lacZ lacY lacAoperadorsítio PCA
RNA polimerase
PCA
Glicose e lactose
RepressorlacI
Transcrição em nível basal
cAMP
↓ concentração
Repressãocatabólica
4. Regulação do operon da lactose (operon lac)
promotor lacZ lacY lacAoperadorsítio PCA
Glicose é consumida
Alta taxa de Transcrição
alolactose
PCA
cAMP
↑ concentração
RepressorlacI
RNA polimerasePCA
RepressorlacI
5. Repressão catabólica
Repressão Catabólica: uso preferencial de determinadas fontes de carbono
Note que na presença de glicose a adenilato ciclase n ão é muito estimulada
Mecanismo de exclusão do Indutor