[2016.08.31] GTI - Lípidos [Grupo 2]
DiegoGuzmanSilva
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Oct 25, 2016
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About This Presentation
Gran Trabajo de Investigación.
Metabolismo Catabólico de los Lípidos.
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1
ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERIA EN MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCION
CARRERA DE INGENIERÍA EN ALIMENTOS
MICROBIOLOGÍA
TEMA:
Metabolismo Catabólico de los Lípidos
PROFESORA:
MSc. María Fernanda Morales Romo Leroux
INTEGRANTES:
Andrea Gianella Alcívar Chiquito
Eduardo Andrés Añazco Menéndez
Diego Fernando Guzmán Silva
David Eduardo Hugo Cruz
Angie Rafaela Largo Tomalá
Pedro Fernando Villón Salinas
FECHA DE ENTREGA:
29/08/2016
TÉRMINO:
2016 - 2017
ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERIA EN MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCION
CARRERA DE INGENIERÍA EN ALIMENTOS
MICROBIOLOGÍA
TEMA:
Metabolismo Catabólico de los Lípidos
PROFESORA:
MSc. María Fernanda Morales Romo Leroux
INTEGRANTES:
Andrea Gianella Alcívar Chiquito
Eduardo Andrés Añazco Menéndez
Diego Fernando Guzmán Silva
David Eduardo Hugo Cruz
Angie Rafaela Largo Tomalá
Pedro Fernando Villón Salinas
FECHA DE ENTREGA:
29/08/2016
TÉRMINO:
2016 - 2017
2
Índice:
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 3
INVESTIGACIÓN ................................................................................................................... 4
3.1 MECANISMO METABÓLICO MICROBIANO PARA LA UTILIZACIÓN DE
LÍPIDOS PRESENTES EN UN MEDIO DE CULTIVO ...................................................... 4
3.2 RUTA METABÓLICA O RUTAS METABÓLICAS US ADAS POR LOS
MICROORGANISMOS PARA LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE
LÍPIDOS. ........................................................................................................................... 13
3.3 A NIVEL DE PROCARIOTES Y EUCARIOTES MICROB IANOS DONDE SE
LLEVAN A CABO ESTAS RUTAS. ................................................................................ 24
3.4 CONDICIONES ENDÓGENAS Y EXÓGENAS PARA QUE LOS
MICROORGANISMOS LLEVAN A CABO ESTAS RUTAS. .......................................... 25
3.5 COMPRUEBE EXPERIMENTALMENTE EL USO DE LÍPIDOS COMO
RECURSO DE ENERGÍA POR PARTE DE LOS MICROORGANISMOS EN AGAR
BAIRD PARKER Y AGAR MANTEQUILLA, Y A QUE CONCLUSIÓN USTEDES
LLEGARÍAN PARA CARACTERIZAR BIOQUÍMICAMENTE A LOS
MICROORGANISMOS QUE ESCOGIERON COMO ENSAYO. .................................... 26
CONCLUSIONES ................................................................................................................. 35
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 41
............................................................................................................................... 42
.............................................................................................................................................. 42
REUNIONES ........................................................................................................................ 43
Índice:
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 3
INVESTIGACIÓN ................................................................................................................... 4
3.1 MECANISMO METABÓLICO MICROBIANO PARA LA UTILIZACIÓN DE
LÍPIDOS PRESENTES EN UN MEDIO DE CULTIVO ...................................................... 4
3.2 RUTA METABÓLICA O RUTAS METABÓLICAS US ADAS POR LOS
MICROORGANISMOS PARA LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE
LÍPIDOS. ........................................................................................................................... 13
3.3 A NIVEL DE PROCARIOTES Y EUCARIOTES MICROB IANOS DONDE SE
LLEVAN A CABO ESTAS RUTAS. ................................................................................ 24
3.4 CONDICIONES ENDÓGENAS Y EXÓGENAS PARA QUE LOS
MICROORGANISMOS LLEVAN A CABO ESTAS RUTAS. .......................................... 25
3.5 COMPRUEBE EXPERIMENTALMENTE EL USO DE LÍPIDOS COMO
RECURSO DE ENERGÍA POR PARTE DE LOS MICROORGANISMOS EN AGAR
BAIRD PARKER Y AGAR MANTEQUILLA, Y A QUE CONCLUSIÓN USTEDES
LLEGARÍAN PARA CARACTERIZAR BIOQUÍMICAMENTE A LOS
MICROORGANISMOS QUE ESCOGIERON COMO ENSAYO. .................................... 26
CONCLUSIONES ................................................................................................................. 35
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 41
............................................................................................................................... 42
.............................................................................................................................................. 42
REUNIONES ........................................................................................................................ 43
3
INTRODUCCIÓN
Desde el comienzo de la vida, los primeros microorganismos que aparecieron en el
planeta sufrieron distintas evoluciones para sobrevivir en medios donde las condiciones
son muy extremas y en donde se encuentran diferentes nutrientes que son aprovechados
con el fin de realizar las funciones vitales. En los diferentes medios están presentes
macromoléculas tales como: carbohidratos, lípidos y proteínas; que son usados por los
microorganismos tanto para la obtención de energía como para la síntesis proteica.
Al lector le damos a conocer, que nuestro enfoque está dirigido hacia como la célula
metaboliza los diferentes lípidos para la obtención de energía, de tal forma que le permita
realizar diversas f unciones fisiológicas.
En las células, la fuente primordial para la obtención de energía son los carbohidratos, sin
embargo, cuando la presencia de los carbohidratos es escasa en el medio éstas pueden
hacer uso de los lípidos; las células eucariotas y procariotas hacen uso de ellos de
diferentes maneras, pasando por diferentes procesos de degradación por las cuales estas
moléculas se convierten en más sencillas.
Los lípidos para ser aprovechados por la célula deben ser primeramente degradados en el
exterior de la célula en sus componentes principales, es decir, los ácidos grasos y el
glicerol. Una vez degradado los ácidos grasos pasan a ser activados para ser
transportados hacia el interior de la célula en donde ocurre un proceso de oxidación,
denominado β-oxidación, para finalmente llegar al ciclo de Krebs en donde obtenemos
moléculas de ATP.
Para que la célula aproveche al máximo este nutriente, debe actuar bajo la presencia de
diferentes factores que garanticen una nutrición celular favorable para su sobrevivencia,
como es el caso de la temperatura, el pH del medio y la presencia de oxígeno.
Dependiendo de los requerimientos de la célula, si estas condiciones son alteradas la
célula posiblemente no logre adaptarse al medio y finalmente no se desarrolle.
Para demostrarle al lector que la célula realiza este tipo de metabolismo por medio de los
lípidos, realizamos dentro del laboratorio la experimentación donde mediante un medio de
cultivo como lo es el Agar Baird Parker comprobamos que el microorganismo usa los
lípidos presentes para la obtención de energía. De tal manera que en el trabajo le
explicaremos detalladamente que ocurre en cada uno de los procesos que se llevan a
cabo dentro y fuera de la célula, y así resolver dudas que al lector se le presenten.
INTRODUCCIÓN
Desde el comienzo de la vida, los primeros microorganismos que aparecieron en el
planeta sufrieron distintas evoluciones para sobrevivir en medios donde las condiciones
son muy extremas y en donde se encuentran diferentes nutrientes que son aprovechados
con el fin de realizar las funciones vitales. En los diferentes medios están presentes
macromoléculas tales como: carbohidratos, lípidos y proteínas; que son usados por los
microorganismos tanto para la obtención de energía como para la síntesis proteica.
Al lector le damos a conocer, que nuestro enfoque está dirigido hacia como la célula
metaboliza los diferentes lípidos para la obtención de energía, de tal forma que le permita
realizar diversas f unciones fisiológicas.
En las células, la fuente primordial para la obtención de energía son los carbohidratos, sin
embargo, cuando la presencia de los carbohidratos es escasa en el medio éstas pueden
hacer uso de los lípidos; las células eucariotas y procariotas hacen uso de ellos de
diferentes maneras, pasando por diferentes procesos de degradación por las cuales estas
moléculas se convierten en más sencillas.
Los lípidos para ser aprovechados por la célula deben ser primeramente degradados en el
exterior de la célula en sus componentes principales, es decir, los ácidos grasos y el
glicerol. Una vez degradado los ácidos grasos pasan a ser activados para ser
transportados hacia el interior de la célula en donde ocurre un proceso de oxidación,
denominado β-oxidación, para finalmente llegar al ciclo de Krebs en donde obtenemos
moléculas de ATP.
Para que la célula aproveche al máximo este nutriente, debe actuar bajo la presencia de
diferentes factores que garanticen una nutrición celular favorable para su sobrevivencia,
como es el caso de la temperatura, el pH del medio y la presencia de oxígeno.
Dependiendo de los requerimientos de la célula, si estas condiciones son alteradas la
célula posiblemente no logre adaptarse al medio y finalmente no se desarrolle.
Para demostrarle al lector que la célula realiza este tipo de metabolismo por medio de los
lípidos, realizamos dentro del laboratorio la experimentación donde mediante un medio de
cultivo como lo es el Agar Baird Parker comprobamos que el microorganismo usa los
lípidos presentes para la obtención de energía. De tal manera que en el trabajo le
explicaremos detalladamente que ocurre en cada uno de los procesos que se llevan a
cabo dentro y fuera de la célula, y así resolver dudas que al lector se le presenten.
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INVESTIGACIÓN
3.1 MECANISMO METABÓLICO MICROBIA NO PARA LA
UTILIZACIÓN DE LÍPIDOS PRESENTES EN UN MEDIO DE
CULTIVO
DESCRIPCIÓN:
Las bacterias toman los lípidos para su metabolismo del medio externo, es decir los que
están presentes en un medio de cultivo determinado, no sin antes descomponerlos en sus
monómeros constituyentes que son los ácidos grasos y glicerol, gracias a la acción de
una lipasa, que rompe los enlaces esteres entre los ya mencionados constituyentes.
Químicamente hablando los lípidos tienen una gran subdivisión, pero dentro de las más
importantes están las grasas neutras, las cuales a su vez son acilglicéridos, dentro de los
cuales están los triglicéridos. Estos están conformados por ésteres del glicerol y ácidos
grasos. Los microorganismos utilizan los triglicéridos después de la hidrólisis del enlace
éster llevada a cabo por enzimas extracelulares llamadas lipasas, y esta reacción
ocasiona la formación de glicerol y ácidos grasos, estos productos pueden atravesar la
membrana bacteriana y así ser utilizados como recursos.
En primer lugar se debe dar una ruptura de los enlaces principales de las grasas para que
los productos puedan atravesar la membrana bacterial y así ser utilizados como recursos.
De esta ruptura se originan el glicerol y los ácidos grasos.
La distribución de ácidos grasos en las posiciones C-1 y C-2 del glicerol en los fosfolípidos
está en constante flujo, debido a la degradación de los fosfolípidos y a la remodelación
continua de los fosfolípidos que se sucede cuando estas moléculas están en la
membrana.
INVESTIGACIÓN
3.1 MECANISMO METABÓLICO MICROBIA NO PARA LA
UTILIZACIÓN DE LÍPIDOS PRESENTES EN UN MEDIO DE
CULTIVO
DESCRIPCIÓN:
Las bacterias toman los lípidos para su metabolismo del medio externo, es decir los que
están presentes en un medio de cultivo determinado, no sin antes descomponerlos en sus
monómeros constituyentes que son los ácidos grasos y glicerol, gracias a la acción de
una lipasa, que rompe los enlaces esteres entre los ya mencionados constituyentes.
Químicamente hablando los lípidos tienen una gran subdivisión, pero dentro de las más
importantes están las grasas neutras, las cuales a su vez son acilglicéridos, dentro de los
cuales están los triglicéridos. Estos están conformados por ésteres del glicerol y ácidos
grasos. Los microorganismos utilizan los triglicéridos después de la hidrólisis del enlace
éster llevada a cabo por enzimas extracelulares llamadas lipasas, y esta reacción
ocasiona la formación de glicerol y ácidos grasos, estos productos pueden atravesar la
membrana bacteriana y así ser utilizados como recursos.
En primer lugar se debe dar una ruptura de los enlaces principales de las grasas para que
los productos puedan atravesar la membrana bacterial y así ser utilizados como recursos.
De esta ruptura se originan el glicerol y los ácidos grasos.
La distribución de ácidos grasos en las posiciones C-1 y C-2 del glicerol en los fosfolípidos
está en constante flujo, debido a la degradación de los fosfolípidos y a la remodelación
continua de los fosfolípidos que se sucede cuando estas moléculas están en la
membrana.
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HIDRÓLISIS CATALÍTICA:
Las grasas, específicamente los triglicéridos, son ésteres que se forman en la reacción de
glicerol y ácidos grasos. Como de este modo los microorganismos no pueden utilizarlas
para nutrirse, excreta una enzima llamada lipasa. Esta enzima no es muy selectiva e
hidroliza el enlace éster. Esta reacción libera glicerol y ácidos grasos sin diferenciar el
largo de la cadena y se produce a nivel extracelular.
Por otra parte los fosfolípidos son hidrolizados por otras enzimas específicas llamadas
fosfolipasas, que son específicas para sus sustratos en diferentes posiciones en los
fosfolípidos, y se les asigna una letra según el enlace éster que rompen .
Las fosfolipasas A y B liberan ácidos grasos, pero las fosfolipasas C y D rompen enlaces
éster del fosfato y, en consecuencia son un tipo de enzima muy diferente. El resultado de
la acción de una lipasa es la liberación de ácidos grasos y glicerol.
Los ácidos grasos y glicerol son atacados tanto anaeróbica como aeróbicamente por
diferentes microorganismos que contengan en su sistema enzimático la llamada lipasa.
HIDRÓLISIS CATALÍTICA:
Las grasas, específicamente los triglicéridos, son ésteres que se forman en la reacción de
glicerol y ácidos grasos. Como de este modo los microorganismos no pueden utilizarlas
para nutrirse, excreta una enzima llamada lipasa. Esta enzima no es muy selectiva e
hidroliza el enlace éster. Esta reacción libera glicerol y ácidos grasos sin diferenciar el
largo de la cadena y se produce a nivel extracelular.
Por otra parte los fosfolípidos son hidrolizados por otras enzimas específicas llamadas
fosfolipasas, que son específicas para sus sustratos en diferentes posiciones en los
fosfolípidos, y se les asigna una letra según el enlace éster que rompen .
Las fosfolipasas A y B liberan ácidos grasos, pero las fosfolipasas C y D rompen enlaces
éster del fosfato y, en consecuencia son un tipo de enzima muy diferente. El resultado de
la acción de una lipasa es la liberación de ácidos grasos y glicerol.
Los ácidos grasos y glicerol son atacados tanto anaeróbica como aeróbicamente por
diferentes microorganismos que contengan en su sistema enzimático la llamada lipasa.
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Una vez roto el enlace éster, los ácidos grasos libres pueden ser degradados para
obtener carbono, energía o ambas cosas, o bien ser reutilizados en la biosíntesis de
diversos lípidos, incluso de la clase a la que pertenecían antes de su liberación. Pero en
este trabajo nos enfocaremos solo en las reacciones a nivel catabólico.
Como dijimos anteriormente lo que obtenemos al final de la ruptura de los enlaces esteres
son los ácidos grasos y el glicerol. Los dos tienen destinos muy diferentes, el primero
sufre una beta oxidación y el segundo pasa directamente a la segunda etapa de la
glucólisis, pero con una previa transformación a D -Gliceraldehido 3 fosfato.
Una vez roto el enlace éster, los ácidos grasos libres pueden ser degradados para
obtener carbono, energía o ambas cosas, o bien ser reutilizados en la biosíntesis de
diversos lípidos, incluso de la clase a la que pertenecían antes de su liberación. Pero en
este trabajo nos enfocaremos solo en las reacciones a nivel catabólico.
Como dijimos anteriormente lo que obtenemos al final de la ruptura de los enlaces esteres
son los ácidos grasos y el glicerol. Los dos tienen destinos muy diferentes, el primero
sufre una beta oxidación y el segundo pasa directamente a la segunda etapa de la
glucólisis, pero con una previa transformación a D -Gliceraldehido 3 fosfato.
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ACTIVACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS
La reacción de tioesterasa da como resultado la liberación de ácidos grasos, pero las
modificaciones siguientes de esos ácidos grasos, y su incorporación a los lípidos de
membrana, requieren un paso de activación, donde se convierten en tioésteres de la
coenzima A (formas activas de alta energía del grupo acilo) en una reacción dependiente
de ATP y catalizada por la acil-CoA sintetasa .
El proceso de activación más común implica la participación de una tiocinasa de los
ácidos grasos dependiente del ATP. Se sabe que existen por lo menos tres tiocinasas
distintas en la naturaleza, y que tienen diferente especificidad por el sustrato.
Una es muy específica para el acetato (C2).
Otra lo es para los ácidos con cadena de longitud intermedia (C4 aC12).
La tercera para los ácidos de cadena larga (C14 a C22).
Las dos últimas actúan sobre ácidos saturados e insaturados. Independientemente de su
tipo, se sabe que las tiocinasas son enzimas en forma de partículas que se localizan en
las membranas celulares (procariotes) y en la membrana mitocondrial externa
(eucariotes).
R–COOH + ATP + CoASH →Acil-CoA sintetasa→ R–CO–SCoA + AMP + PPi + H2O
El ácido graso se une a la coenzima A (CoASH), reacción que consume dos enlaces de
alta energía del ATP.
ACTIVACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS
La reacción de tioesterasa da como resultado la liberación de ácidos grasos, pero las
modificaciones siguientes de esos ácidos grasos, y su incorporación a los lípidos de
membrana, requieren un paso de activación, donde se convierten en tioésteres de la
coenzima A (formas activas de alta energía del grupo acilo) en una reacción dependiente
de ATP y catalizada por la acil-CoA sintetasa .
El proceso de activación más común implica la participación de una tiocinasa de los
ácidos grasos dependiente del ATP. Se sabe que existen por lo menos tres tiocinasas
distintas en la naturaleza, y que tienen diferente especificidad por el sustrato.
Una es muy específica para el acetato (C2).
Otra lo es para los ácidos con cadena de longitud intermedia (C4 aC12).
La tercera para los ácidos de cadena larga (C14 a C22).
Las dos últimas actúan sobre ácidos saturados e insaturados. Independientemente de su
tipo, se sabe que las tiocinasas son enzimas en forma de partículas que se localizan en
las membranas celulares (procariotes) y en la membrana mitocondrial externa
(eucariotes).
R–COOH + ATP + CoASH →Acil-CoA sintetasa→ R–CO–SCoA + AMP + PPi + H2O
El ácido graso se une a la coenzima A (CoASH), reacción que consume dos enlaces de
alta energía del ATP.
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La pirofosfatasa es tan eficaz desde el punto de vista catalítico, que las concentraciones
intracelulares del pirofosfato son inferiores a 10^-6 M. por tanto, la acción combinada de la
acil-CoA sintetasa y de la pirofosfatasa asegura que el cambio estándar de energía libre
sea muy negativo, lo cual favorece la síntesis del éster de coenzima A del ácido graso.
El AMP producido en la reacción de la acil-CoA sintetasa reacciona con otra molécula de
ATP para formar dos moléculas de ADP, en una reacción catalizada por la
adenilatocinasa. Después, el ATP se regenera por fosforilación en el sustrato o por
fosforilación oxidativa.
El pirofosfato liberado en esta reacción se hidroliza en dos moléculas de fosfato, por
acción de la pirofosfatasa. El resultado es que se consumen dos enlaces de
fosfoanhídrido, o dos equivalentes de ATP, para formar los tioesteres de CoA y ácidos
grasos. En general, las bacterias tienen una sola acil-CoA sintetasa, pero en los
mamíferos hay al menos cuatro isoformas diferentes de acil-CoA sintetasa.
Cada una de las distintas enzimas son específicas para determinada longitud de la
cadena de ácidos grasos: corta(C<6), mediana (de C6 a C12), larga (>C12) o muy larga
(>C16). El mecanismo de la reacción de activación es igual que el de la síntesis de la
acetil-CoA a partir de acetato y CoA.
El mecanismo de la reacción comprende un intermediario Acil-adelinato formado por la
reacción de un ácido graso con ATP. El ataque nucleofílico por el átomo de azufre de la
coenzima A sobre el carbono del grupo acilo lleva la liberación de AMP y del tioéster ácido
graso de CoA. El Acil CoA es un metabolito que surge de la unión de un ácido graso con
la CoA. Esa unión se produce entre el grupo carboxilo del ácido (-COOH) y el grupo
sulfhidrilo de la coenzima (-SH) liberando agua.
La pirofosfatasa es tan eficaz desde el punto de vista catalítico, que las concentraciones
intracelulares del pirofosfato son inferiores a 10^-6 M. por tanto, la acción combinada de la
acil-CoA sintetasa y de la pirofosfatasa asegura que el cambio estándar de energía libre
sea muy negativo, lo cual favorece la síntesis del éster de coenzima A del ácido graso.
El AMP producido en la reacción de la acil-CoA sintetasa reacciona con otra molécula de
ATP para formar dos moléculas de ADP, en una reacción catalizada por la
adenilatocinasa. Después, el ATP se regenera por fosforilación en el sustrato o por
fosforilación oxidativa.
El pirofosfato liberado en esta reacción se hidroliza en dos moléculas de fosfato, por
acción de la pirofosfatasa. El resultado es que se consumen dos enlaces de
fosfoanhídrido, o dos equivalentes de ATP, para formar los tioesteres de CoA y ácidos
grasos. En general, las bacterias tienen una sola acil-CoA sintetasa, pero en los
mamíferos hay al menos cuatro isoformas diferentes de acil-CoA sintetasa.
Cada una de las distintas enzimas son específicas para determinada longitud de la
cadena de ácidos grasos: corta(C<6), mediana (de C6 a C12), larga (>C12) o muy larga
(>C16). El mecanismo de la reacción de activación es igual que el de la síntesis de la
acetil-CoA a partir de acetato y CoA.
El mecanismo de la reacción comprende un intermediario Acil-adelinato formado por la
reacción de un ácido graso con ATP. El ataque nucleofílico por el átomo de azufre de la
coenzima A sobre el carbono del grupo acilo lleva la liberación de AMP y del tioéster ácido
graso de CoA. El Acil CoA es un metabolito que surge de la unión de un ácido graso con
la CoA. Esa unión se produce entre el grupo carboxilo del ácido (-COOH) y el grupo
sulfhidrilo de la coenzima (-SH) liberando agua.
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Destino del Glicerol
El glicerol es absorbido como tal y rápidamente sufre las siguientes transformaciones:
La 3-fosfo dihidroxiacetona (3 P DHA) formada, entra a la vía glucolítica y se oxida
finalmente hasta piruvato que luego pasa a Acetil -CoA. El fosfato de dihidroxiacetona va
directamente al final de la primera etapa de la glucólisis donde actuara la fosfotriosa
isomerasa para transformarla a D-gliceraldehido-3-fosfato y pasar a la segunda etapa de
la glucolisis. Esta última reacción ya es parte de la glucólisis.
Destino del Glicerol
El glicerol es absorbido como tal y rápidamente sufre las siguientes transformaciones:
La 3-fosfo dihidroxiacetona (3 P DHA) formada, entra a la vía glucolítica y se oxida
finalmente hasta piruvato que luego pasa a Acetil -CoA. El fosfato de dihidroxiacetona va
directamente al final de la primera etapa de la glucólisis donde actuara la fosfotriosa
isomerasa para transformarla a D-gliceraldehido-3-fosfato y pasar a la segunda etapa de
la glucolisis. Esta última reacción ya es parte de la glucólisis.
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Transporte de Acil-CoA graso al interior de las mitocondrias.
Las acil-CoA se forman en la membrana mitocondrial externa; en consecuencia, deben
desplazarse a través de la membrana mitocondrial interna para oxidarse. Este movimiento
comporta la transferencia de la porción acilo a un transportador denominado carnitina.
La reacción cataliza la carnitina aciltransferasa, situada en la membrana mitocondrial
interna, y su resultado es un derivado, acilcarnitina, es un éster de acilo y una molécula
rica en energía; que puede atravesar la membrana interna.
Entonces, la acilcarnitina entra a la matriz mitocondrial en intercambio de la carnitina libre,
por vía de la carnitina: acilcarnitina traslocasa. En la matriz mitocondrial, la carnitina
aciltransferasa II, una isozima, completa el proceso de transferencia intercambiando acil-
carnitina por carnitina libre y produciendo acil -CoA dentro de la matriz.
La carnitina libre formada en la matriz regresa con facilidad al espacio intermembranal a
través de la proteína transportadora, y de forma semejante, la CoA-SH libre en el espacio
intermembranal vuelve al citosol para empezar de nuevo el proceso.
Transporte de Acil-CoA graso al interior de las mitocondrias.
Las acil-CoA se forman en la membrana mitocondrial externa; en consecuencia, deben
desplazarse a través de la membrana mitocondrial interna para oxidarse. Este movimiento
comporta la transferencia de la porción acilo a un transportador denominado carnitina.
La reacción cataliza la carnitina aciltransferasa, situada en la membrana mitocondrial
interna, y su resultado es un derivado, acilcarnitina, es un éster de acilo y una molécula
rica en energía; que puede atravesar la membrana interna.
Entonces, la acilcarnitina entra a la matriz mitocondrial en intercambio de la carnitina libre,
por vía de la carnitina: acilcarnitina traslocasa. En la matriz mitocondrial, la carnitina
aciltransferasa II, una isozima, completa el proceso de transferencia intercambiando acil-
carnitina por carnitina libre y produciendo acil -CoA dentro de la matriz.
La carnitina libre formada en la matriz regresa con facilidad al espacio intermembranal a
través de la proteína transportadora, y de forma semejante, la CoA-SH libre en el espacio
intermembranal vuelve al citosol para empezar de nuevo el proceso.
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La carnitina se encarga de llevar los grupos acilo al interior de la matriz mitoncondrial por
medio del siguiente mecanismo.
1. La enzima carnitina
palmitoiltransferasa I (CPTI) de la
membrana mitocondrial externa
elimina la coenzima A de la
molécula de acil-CoA y, a la vez,
la une a la carnitina situada en el
espacio intermembrana, originado
acilcarnitina; el CoA queda libre
en el citosol para poder activar
otro ácido graso.
2. A continuación, una proteína
transportadora, llamada
translocasa, situada en la
membrana mitocondrial interna,
transfiere la acilcarnitina a la
matriz mitoncondrial y, paralelamente, la carnitina palmitoiltrasnferasa II (CPTII)
une una molécula de CoA de la matriz al ácido graso, regenerando así el acil-CoA.
La carnitina se encarga de llevar los grupos acilo al interior de la matriz mitoncondrial por
medio del siguiente mecanismo.
1. La enzima carnitina
palmitoiltransferasa I (CPTI) de la
membrana mitocondrial externa
elimina la coenzima A de la
molécula de acil-CoA y, a la vez,
la une a la carnitina situada en el
espacio intermembrana, originado
acilcarnitina; el CoA queda libre
en el citosol para poder activar
otro ácido graso.
2. A continuación, una proteína
transportadora, llamada
translocasa, situada en la
membrana mitocondrial interna,
transfiere la acilcarnitina a la
matriz mitoncondrial y, paralelamente, la carnitina palmitoiltrasnferasa II (CPTII)
une una molécula de CoA de la matriz al ácido graso, regenerando así el acil-CoA.
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3. La carnitina se devuelve al espacio intermembrana por la proteína transportadora y
reacciona con otro acil-CoA, repitiéndose el ciclo.
Destino del Acetil CoA
El Acetil CoA formado de la β-oxidacion, es oxidado hasta CO2 y H2O a través del ciclo de
Krebs y la fosforilación oxidativa.
Recordemos que en el ciclo de Krebs se consume netamente 1 acetil-CoA y produce 2
CO2. También consume 2 NAD+ y 1 FAD, produciendo 3 NADH y 3 H+ y 1 FADH+. El
resultado de un ciclo es: 1 GTP, 3 NADH, 1 FADH2, 2CO2
3. La carnitina se devuelve al espacio intermembrana por la proteína transportadora y
reacciona con otro acil-CoA, repitiéndose el ciclo.
Destino del Acetil CoA
El Acetil CoA formado de la β-oxidacion, es oxidado hasta CO2 y H2O a través del ciclo de
Krebs y la fosforilación oxidativa.
Recordemos que en el ciclo de Krebs se consume netamente 1 acetil-CoA y produce 2
CO2. También consume 2 NAD+ y 1 FAD, produciendo 3 NADH y 3 H+ y 1 FADH+. El
resultado de un ciclo es: 1 GTP, 3 NADH, 1 FADH2, 2CO2
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3.2 RUTA METABÓLICA O RUTAS METABÓLICAS USADAS
POR LOS MICROORGANISMOS PARA LA PRODUCCIÓN DE
ENERGÍA A PARTIR DE LÍPIDOS.
DESCRIPCIÓN:
La β-Oxidación es el proceso por el cual el Acil-CoA es degradado por la acción
secuencial de cuatro enzimas en ciclos sucesivos. Y se llama así porque permite la
oxidación del carbono en posición β, es decir el tercer carbono contando todos, y el
segundo sin contar el primero que está unido a la coenzima A. Los pasos a seguir se
describen a continuación:
1er Paso.- Oxidación por FAD (Flavín Adenín Dinucleótido)
El primer paso es la oxidación del ácido graso por la Acil-CoA deshidrogenasa. Se forma
el doble enlace trans-, a través de la des-hidrogenación u oxidación dependiente del
FAD cuyo resultado es la formación de Acil-CoA, α-β insaturada.
2do Paso.- Hidratación
El siguiente paso es la hidratación del enlace entre C-2 y C-3. Esta reacción es estéreo-
específica, formando solo el isómero L. Formando así el L-3-Hidroxiacil-CoA
3.2 RUTA METABÓLICA O RUTAS METABÓLICAS USADAS
POR LOS MICROORGANISMOS PARA LA PRODUCCIÓN DE
ENERGÍA A PARTIR DE LÍPIDOS.
DESCRIPCIÓN:
La β-Oxidación es el proceso por el cual el Acil-CoA es degradado por la acción
secuencial de cuatro enzimas en ciclos sucesivos. Y se llama así porque permite la
oxidación del carbono en posición β, es decir el tercer carbono contando todos, y el
segundo sin contar el primero que está unido a la coenzima A. Los pasos a seguir se
describen a continuación:
1er Paso.- Oxidación por FAD (Flavín Adenín Dinucleótido)
El primer paso es la oxidación del ácido graso por la Acil-CoA deshidrogenasa. Se forma
el doble enlace trans-, a través de la des-hidrogenación u oxidación dependiente del
FAD cuyo resultado es la formación de Acil-CoA, α-β insaturada.
2do Paso.- Hidratación
El siguiente paso es la hidratación del enlace entre C-2 y C-3. Esta reacción es estéreo-
específica, formando solo el isómero L. Formando así el L-3-Hidroxiacil-CoA
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3er Paso.- Oxidación por NAD+ (nicotinamida adenina Dinucleótido)
El tercer paso es la oxidación del L-3-hidroxiacil CoA por el NAD+, lo que convierte el
grupo hidroxilo (–OH) en un grupo cetona (=O).
4to Paso.- Tiólisis
Ruptura del enlace C - C en una reacción de tiólisis catalizada por la -cetoacil-CoA
tiolasa (a menudo llamada solamente tiolasa) para formar acetil-CoA y un nuevo Acil-CoA
con dos átomos de carbono menos que el original.
BETAOXIDACIÓN EN ÁCIDOS GRASOS IMPARES
La mayor parte de los ácidos grasos tienen una cantidad par de átomos de carbono. Los
ácidos grasos de cadena impar son sintetizados por bacterias y algunos otros
organismos.
Estos ácidos de cadena impar se oxidan con la misma secuencia de reacciones que los
ácidos grasos de cadena par, pero el producto de la escisión tiolítica final es Propionil-
CoA (CoA con un grupo acilo con C3), y no acetil-CoA (CoA con un grupo acilo con C2).
La primera reacción es catalizada por la Propionil-CoA carboxilasa, enzima dependiente
de la biotina que incorpora el bicarbonato a la Propionil-CoA para producir la D-
metilmalonil-CoA. La metilmalonil-CoA racemasa cataliza la conversión de la D -
metilmalonil-CoA en su isómero L. Por último, la metilmalonil-CoA mutasa cataliza la
formación del Succinil-CoA.
3er Paso.- Oxidación por NAD+ (nicotinamida adenina Dinucleótido)
El tercer paso es la oxidación del L-3-hidroxiacil CoA por el NAD+, lo que convierte el
grupo hidroxilo (–OH) en un grupo cetona (=O).
4to Paso.- Tiólisis
Ruptura del enlace C - C en una reacción de tiólisis catalizada por la -cetoacil-CoA
tiolasa (a menudo llamada solamente tiolasa) para formar acetil-CoA y un nuevo Acil-CoA
con dos átomos de carbono menos que el original.
BETAOXIDACIÓN EN ÁCIDOS GRASOS IMPARES
La mayor parte de los ácidos grasos tienen una cantidad par de átomos de carbono. Los
ácidos grasos de cadena impar son sintetizados por bacterias y algunos otros
organismos.
Estos ácidos de cadena impar se oxidan con la misma secuencia de reacciones que los
ácidos grasos de cadena par, pero el producto de la escisión tiolítica final es Propionil-
CoA (CoA con un grupo acilo con C3), y no acetil-CoA (CoA con un grupo acilo con C2).
La primera reacción es catalizada por la Propionil-CoA carboxilasa, enzima dependiente
de la biotina que incorpora el bicarbonato a la Propionil-CoA para producir la D-
metilmalonil-CoA. La metilmalonil-CoA racemasa cataliza la conversión de la D -
metilmalonil-CoA en su isómero L. Por último, la metilmalonil-CoA mutasa cataliza la
formación del Succinil-CoA.
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BETAOXIDACIÓN EN ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS
Para la oxidación de los ácidos grasos insaturados se requieren dos enzimas además de
las necesarias regularmente para la oxidación de los ácidos grasos saturados. La
oxidación de la coenzima A derivada del linoleato (18:2 cis, cis-9,12-octadecadienoato).
Como todos los ácidos grasos poliinsaturados, el linoleoíl- CoA tiene dobles enlaces, tanto
en los carbonos impares como en pares (sus dobles enlaces están separados por un
grupo metileno). Los ácidos grasos no saturados son sustratos normales para las enzimas
de la ruta de la b-oxidación, hasta que un doble enlace en carbono impar de la cadena
acortada del ácido graso interfiere con la catálisis. En este ejemplo, tres rondas de la b-
oxidación convierten el linoleoíl-CoA en la molécula con C12 de 12:2 cis, cis-3,6-
dienoílCoA (paso 1). Esta molécula tiene un doble enlace cis-3,4, y no el doble enlace
trans-2,3 normal que se produciría durante la b-oxidación de los ácidos grasos saturados.
El intermedio cis-3,4 no es un sustrato para la 2-enoíl-CoA hidratasa, ya que la enzima
normal de la b-oxidación es específica para la Acil-CoA trans, y además el doble enlace
está en mala posición para la hidratación.
El doble enlace inadecuado se arregla, de 3 a 2 para producir la molécula con C12 12:2
trans, cis-2,6-dienoíl CoA en una reacción catalizada por la 3 ,2 -enoíl-CoA isomerasa
(paso 2). Este producto puede volver a entrar a la ruta de la b-oxidación, y se puede
BETAOXIDACIÓN EN ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS
Para la oxidación de los ácidos grasos insaturados se requieren dos enzimas además de
las necesarias regularmente para la oxidación de los ácidos grasos saturados. La
oxidación de la coenzima A derivada del linoleato (18:2 cis, cis-9,12-octadecadienoato).
Como todos los ácidos grasos poliinsaturados, el linoleoíl- CoA tiene dobles enlaces, tanto
en los carbonos impares como en pares (sus dobles enlaces están separados por un
grupo metileno). Los ácidos grasos no saturados son sustratos normales para las enzimas
de la ruta de la b-oxidación, hasta que un doble enlace en carbono impar de la cadena
acortada del ácido graso interfiere con la catálisis. En este ejemplo, tres rondas de la b-
oxidación convierten el linoleoíl-CoA en la molécula con C12 de 12:2 cis, cis-3,6-
dienoílCoA (paso 1). Esta molécula tiene un doble enlace cis-3,4, y no el doble enlace
trans-2,3 normal que se produciría durante la b-oxidación de los ácidos grasos saturados.
El intermedio cis-3,4 no es un sustrato para la 2-enoíl-CoA hidratasa, ya que la enzima
normal de la b-oxidación es específica para la Acil-CoA trans, y además el doble enlace
está en mala posición para la hidratación.
El doble enlace inadecuado se arregla, de 3 a 2 para producir la molécula con C12 12:2
trans, cis-2,6-dienoíl CoA en una reacción catalizada por la 3 ,2 -enoíl-CoA isomerasa
(paso 2). Este producto puede volver a entrar a la ruta de la b-oxidación, y se puede
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completar otra ronda de la b-oxidación, dando la molécula con C10 10:1 cis-4 -Acil-CoA
(paso 3). La primera enzima de la ruta de la b-oxidación, la Acil-CoA deshidrogenasa,
actúa sobre este compuesto y produce la molécula con C10 10:2 trans, cis-2,4-dienoíl-
CoA. Este dieno, estabilizado por resonancia, resiste la hidratación. La 2,4-dienoíl-CoA
reductasa cataliza la reacción, dependiente de NADPH, del dieno (paso 5) para producir
una molécula con C10 y un solo doble enlace (10:1 trans-3 -enoíl CoA). Este producto
(como el sustrato en el paso 2) actúa sobre la 3, 2 -enoíl-CoA isomerasa para producir un
compuesto que continúa en la ruta de la b-oxidación. Nótese que la isomerasa puede
convertir los dobles enlaces, tanto el cis-3 como el trans-3, y formar el compuesto
intermedio trans-2. La oxidación de un ácido graso mono-insaturado con un enlace cis-3 y
trans-3 al mismo tiempo en un carbono con número impar (por ejemplo, oleato) requiere la
actividad de la isomerasa, pero no la reductasa, además de las enzimas de la b-oxidación.
El oleoíl (18:1 cis-3) CoA pasa por tres ciclos de la b-oxidación y forma tres moléculas de
acetil-CoA y el éster de CoA del ácido (12:1 cis-3). Entonces, la 3, 2 -Enoil-CoA isomerasa
cataliza la conversión de la Acil-CoA de 12 carbonos en una trans-2 Acil-CoA de 12
carbonos, que puede tener la b-oxidación.
completar otra ronda de la b-oxidación, dando la molécula con C10 10:1 cis-4 -Acil-CoA
(paso 3). La primera enzima de la ruta de la b-oxidación, la Acil-CoA deshidrogenasa,
actúa sobre este compuesto y produce la molécula con C10 10:2 trans, cis-2,4-dienoíl-
CoA. Este dieno, estabilizado por resonancia, resiste la hidratación. La 2,4-dienoíl-CoA
reductasa cataliza la reacción, dependiente de NADPH, del dieno (paso 5) para producir
una molécula con C10 y un solo doble enlace (10:1 trans-3 -enoíl CoA). Este producto
(como el sustrato en el paso 2) actúa sobre la 3, 2 -enoíl-CoA isomerasa para producir un
compuesto que continúa en la ruta de la b-oxidación. Nótese que la isomerasa puede
convertir los dobles enlaces, tanto el cis-3 como el trans-3, y formar el compuesto
intermedio trans-2. La oxidación de un ácido graso mono-insaturado con un enlace cis-3 y
trans-3 al mismo tiempo en un carbono con número impar (por ejemplo, oleato) requiere la
actividad de la isomerasa, pero no la reductasa, además de las enzimas de la b-oxidación.
El oleoíl (18:1 cis-3) CoA pasa por tres ciclos de la b-oxidación y forma tres moléculas de
acetil-CoA y el éster de CoA del ácido (12:1 cis-3). Entonces, la 3, 2 -Enoil-CoA isomerasa
cataliza la conversión de la Acil-CoA de 12 carbonos en una trans-2 Acil-CoA de 12
carbonos, que puede tener la b-oxidación.
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18
BALANCE DE ENERGÍA NETA DE LA Β -OXIDACIÓN
Usando como ejemplo el ácido mirístico se explicará el balance para aclarar confusiones.
El ácido mirístico, un ácido graso saturado de 14 carbonos, el cual representaría un
ejemplo perfecto por su estado de saturación. Aunque también encontraremos unas
fórmulas que nos ayudarán a calcular el balance energético de cualquier ácido graso
siempre y cuando este sea saturado.
En general, calcular el balance energético de la oxidación de ácidos grasos saturados es
muy sencillo: en la β-oxidación, que es un proceso mitocondrial en el caso de los
eucariontes y membranal (membrana citoplasmática) en el caso de los procariontes, un
ácido graso es escindido totalmente hasta unidades de acetil CoA.
¿En cuántas unidades?
Como el grupo acetil del acetil CoA tiene dos carbonos, dividimos el número de carbonos
del ácido graso original entre 2.
En el caso del ácido mirístico (14 carbonos) 14 carbonos /2 = 7 Acetil CoA.
La β-oxidación del miristico (ácido graso de 14 carbonos), produce 7 unidades de Acetil
CoA. Para eso, el ácido graso tiene que experimentar varias “vueltas” en la β-oxidación.
En cada vuelta se libera una Acetil CoA y se producen un NADH.H+ y un FADH2.
Sigamos con el ácido mirístico: primero debe activarse a miristil-CoA, esto requiere de 1
molécula de ATP, pero como esta es hidrolizada a AMP + 2 (P), energéticamente se
considera que se necesitan 2 ATP. Luego entra en la β-oxidación:
1ra vuelta:
Produce un acil CoA de 12 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
2da. Vuelta:
Produce un acil CoA de 10 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
BALANCE DE ENERGÍA NETA DE LA Β -OXIDACIÓN
Usando como ejemplo el ácido mirístico se explicará el balance para aclarar confusiones.
El ácido mirístico, un ácido graso saturado de 14 carbonos, el cual representaría un
ejemplo perfecto por su estado de saturación. Aunque también encontraremos unas
fórmulas que nos ayudarán a calcular el balance energético de cualquier ácido graso
siempre y cuando este sea saturado.
En general, calcular el balance energético de la oxidación de ácidos grasos saturados es
muy sencillo: en la β-oxidación, que es un proceso mitocondrial en el caso de los
eucariontes y membranal (membrana citoplasmática) en el caso de los procariontes, un
ácido graso es escindido totalmente hasta unidades de acetil CoA.
¿En cuántas unidades?
Como el grupo acetil del acetil CoA tiene dos carbonos, dividimos el número de carbonos
del ácido graso original entre 2.
En el caso del ácido mirístico (14 carbonos) 14 carbonos /2 = 7 Acetil CoA.
La β-oxidación del miristico (ácido graso de 14 carbonos), produce 7 unidades de Acetil
CoA. Para eso, el ácido graso tiene que experimentar varias “vueltas” en la β-oxidación.
En cada vuelta se libera una Acetil CoA y se producen un NADH.H+ y un FADH2.
Sigamos con el ácido mirístico: primero debe activarse a miristil-CoA, esto requiere de 1
molécula de ATP, pero como esta es hidrolizada a AMP + 2 (P), energéticamente se
considera que se necesitan 2 ATP. Luego entra en la β-oxidación:
1ra vuelta:
Produce un acil CoA de 12 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
2da. Vuelta:
Produce un acil CoA de 10 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
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3ra vuelta
Produce un acil CoA de 8 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
4ta vuelta
Produce un acil CoA de 6 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
5ta vuelta
Produce un acil CoA de 4 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
6ta vuelta
Produce un acil CoA de 2 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
Pero el acil CoA de 2 carbonos es un acetil CoA, así que no hacen falta más vueltas.
Entonces, ¿que tenemos al final?
7 acetil CoA
6 NADH.H+
6 FADH2.
Ahora multiplicamos el número de NAD H.H+ y de FADH2 por el número de ATP que
cada uno rinde.
Siguiendo nuestra convención de que cada NAD H.H+ rinde 3 ATP en la cadena
respiratoria y cada FADH2 rinde 2 ATP, entonces tenemos:
6 NAD H.H+ x 3 = 18
6 FADH2 x 2 = 12
Total 30
Pero recuerda que gastamos dos ATP en la activación al principio entonces:
30 - 2 = 28
3ra vuelta
Produce un acil CoA de 8 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
4ta vuelta
Produce un acil CoA de 6 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
5ta vuelta
Produce un acil CoA de 4 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
6ta vuelta
Produce un acil CoA de 2 carbonos y un acetil CoA + NAD H.H+ + FADH2
Pero el acil CoA de 2 carbonos es un acetil CoA, así que no hacen falta más vueltas.
Entonces, ¿que tenemos al final?
7 acetil CoA
6 NADH.H+
6 FADH2.
Ahora multiplicamos el número de NAD H.H+ y de FADH2 por el número de ATP que
cada uno rinde.
Siguiendo nuestra convención de que cada NAD H.H+ rinde 3 ATP en la cadena
respiratoria y cada FADH2 rinde 2 ATP, entonces tenemos:
6 NAD H.H+ x 3 = 18
6 FADH2 x 2 = 12
Total 30
Pero recuerda que gastamos dos ATP en la activación al principio entonces:
30 - 2 = 28
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Ese es el rendimiento energético de la β-oxidación del ácido mirístico (14 Carbonos) pero
recordemos que también se produjeron 7 acetil CoA que cuando sean oxidadas hasta
CO2 y agua en el ciclo de Krebs también producirán ATP.
Si la pregunta fuera:
¿Cuantos ATP se obtienen en la β-oxidación de un ácido graso de 14 carbonos?
Asumiendo que cada NADH.H+ rinde 3 ATP en la cadena respiratoria y cada FADH2
rinde 2 ATP, en la β-oxidación de ese ácido graso se obtendrían 29 ATP + 7 acetil CoA
susceptibles de rendir más ATP cuando entren al Ciclo de Krebs.
Pero si la pregunta es:
¿Cuantos ATP se obtienen en la oxidación total (hasta CO2 y agua) de un ácido
graso de 14 carbonos?
Diríamos entonces:
β-oxidación 28
Ciclo de Krebs 7 acetil CoA x 12 ATP/acetil CoA = 84
Total:
¿Cómo calcular el balance energético de la oxidación de cualquier ácido graso?
Con estas fórmulas se resuelve todo:
Número de carbonos del ácido graso/2 = # de acetil CoA.
Numero de vueltas de β-oxidación = Número de acetil CoA -1.
Asumiendo que cada NADH produce 3 ATP y cada FADH2 2 ATP:
Número de vueltas x 5 ATP/vuelta. Resta 2 ATP que se usaron en la activación.
Si se trata de calcular el balance de la oxidación total, multiplica el # de moléculas de
acetil CoA por 12 (ya que cada Acetil CoA oxidado en el ciclo de Krebs rinde 12 ATP,
asumiendo un rendimiento de 3 ATP por NADH y 2 ATP por FADH2)
Ese es el rendimiento energético de la β-oxidación del ácido mirístico (14 Carbonos) pero
recordemos que también se produjeron 7 acetil CoA que cuando sean oxidadas hasta
CO2 y agua en el ciclo de Krebs también producirán ATP.
Si la pregunta fuera:
¿Cuantos ATP se obtienen en la β-oxidación de un ácido graso de 14 carbonos?
Asumiendo que cada NADH.H+ rinde 3 ATP en la cadena respiratoria y cada FADH2
rinde 2 ATP, en la β-oxidación de ese ácido graso se obtendrían 29 ATP + 7 acetil CoA
susceptibles de rendir más ATP cuando entren al Ciclo de Krebs.
Pero si la pregunta es:
¿Cuantos ATP se obtienen en la oxidación total (hasta CO2 y agua) de un ácido
graso de 14 carbonos?
Diríamos entonces:
β-oxidación 28
Ciclo de Krebs 7 acetil CoA x 12 ATP/acetil CoA = 84
Total:
¿Cómo calcular el balance energético de la oxidación de cualquier ácido graso?
Con estas fórmulas se resuelve todo:
Número de carbonos del ácido graso/2 = # de acetil CoA.
Numero de vueltas de β-oxidación = Número de acetil CoA -1.
Asumiendo que cada NADH produce 3 ATP y cada FADH2 2 ATP:
Número de vueltas x 5 ATP/vuelta. Resta 2 ATP que se usaron en la activación.
Si se trata de calcular el balance de la oxidación total, multiplica el # de moléculas de
acetil CoA por 12 (ya que cada Acetil CoA oxidado en el ciclo de Krebs rinde 12 ATP,
asumiendo un rendimiento de 3 ATP por NADH y 2 ATP por FADH2)
21
Ejemplo
Ácido graso de 12 carbonos:
# acetil CoA:
12 carbonos ácido graso/2 = 6 acetil CoA
# vueltas en β-oxidación:
6 (acetil CoA) - 1 = 5 vueltas.
# ATP en β-oxidación:
5 (#vueltas) x 5 = 25
-2 ATP usado en la activación del ácido graso.
Total de ATP de la β-oxidación de un ácido graso de 12 carbonos: 23
Total de la oxidación total hasta CO2 y H2O de un ácido graso de 12 carbonos:
23 ATP + (6 acetil CoA x 12 ATP/Acetil CoA) = 95
BALANCE ENERGÉTICO DE ÁCIDOS GRASOS DE CADENA IMPAR
Hemos discutido como los ácidos grasos de cadena impar, en el último round de la β-
oxidación en lugar de liberar dos unidades de Acetil CoA, liberan una unidad de Acetil
CoA y otra de Propionil CoA.
Utilicemos dos ejemplos cualesquiera:
Ejemplo 1: un ácido graso de 6 carbonos
C-C-C-C-C-C-C C-C/C-C/C-C
Durante la β-oxidación se liberan tres unidades de Acetil CoA (dos carbonos cada una):
Ejemplo 2: Un ácido graso de 7 carbonos:
C-C-C-C-C-C-C C-C-C/C-C/C-C
Ejemplo
Ácido graso de 12 carbonos:
# acetil CoA:
12 carbonos ácido graso/2 = 6 acetil CoA
# vueltas en β-oxidación:
6 (acetil CoA) - 1 = 5 vueltas.
# ATP en β-oxidación:
5 (#vueltas) x 5 = 25
-2 ATP usado en la activación del ácido graso.
Total de ATP de la β-oxidación de un ácido graso de 12 carbonos: 23
Total de la oxidación total hasta CO2 y H2O de un ácido graso de 12 carbonos:
23 ATP + (6 acetil CoA x 12 ATP/Acetil CoA) = 95
BALANCE ENERGÉTICO DE ÁCIDOS GRASOS DE CADENA IMPAR
Hemos discutido como los ácidos grasos de cadena impar, en el último round de la β-
oxidación en lugar de liberar dos unidades de Acetil CoA, liberan una unidad de Acetil
CoA y otra de Propionil CoA.
Utilicemos dos ejemplos cualesquiera:
Ejemplo 1: un ácido graso de 6 carbonos
C-C-C-C-C-C-C C-C/C-C/C-C
Durante la β-oxidación se liberan tres unidades de Acetil CoA (dos carbonos cada una):
Ejemplo 2: Un ácido graso de 7 carbonos:
C-C-C-C-C-C-C C-C-C/C-C/C-C
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Durante la β-oxidación se liberan dos unidades de acetil CoA y una unidad de Propionil
CoA (dos unidades de dos carbonos y una de tres carbonos)
Mientras los Acetil CoA son oxidados en el Ciclo de Krebs, la Propionil CoA es utilizada
en la formación de Succinil CoA, proceso que consume 1 ATP (-1ATP). Éste Succinil CoA
puede incorporarse al Ciclo de Krebs y generar Oxalacetato, el cual se unirá a Acetil CoA
para formar Citrato siguiendo las reacciones del Ciclo, en cuyo caso los átomos de
carbono de la Propionil CoA experimentarían un destino anaplerotico (ser usados en el
Ciclo de Krebs pero sin ser consumidos), o podrían de hecho, ser oxidados totalmente
hasta CO2, siguiendo la siguiente secuencia de reacciones:
Succinil CoA + GDP + (P) ⟶ Succinato + CoA + GTP (equivale a 1 ATP)
Succinato + FAD ⟶ Fumarato + FADH2 (Genera 2 ATP en la Cadena Respiratoria)
Fumarato + H2O ⟶ Malato
Pero ahora el Malato difunde desde la matriz a través de la membrana interna y bajo la
acción de la reacción de la enzima malica citoplasmática es descarboxilado a Piruvato
(producción de un CO2). Este Piruvato puede difundir de nuevo al interior de la
mitocondria y experimentar las reacciones de la piruvato deshidrogenasa para ser
descarboxilado (producción de otro CO2) y formar Acetil CoA, cuyo grupo acetilo será
oxidado en el Ciclo de Krebs produciendo otros dos CO2. Como puede verse, a través de
esta secuencia de reacciones es posible la oxidación total de los tres carbonos originales
del propionato a 3 moléculas de CO2 (Para evitar confusiones, hay 4 descarboxilaciones,
pero uno de esos CO2 no proviene originalmente del Propionil CoA, sino del proceso de
carboxilación en la conversión de Propionil CoA a succinil CoA).
¿Cuál sería entonces el balance energético de la oxidación total si se sigue esta
secuencia de reacciones?
Propionil CoA ⟶ Succinil Co A = -1 ATP. En la mitocondria (membrana citoplasmática en
procariontes) siguiendo reacciones del ciclo de Krebs hasta Malato:
Succinil CoA + GDP + (P) ⟶ Succinato + CoA + GTP (equivale a 1 ATP)
Succinato + FAD ⟶ Fumarato + FADH2 (Genera 2 ATP en la Cadena Respiratoria)
Fumarato + H2O ⟶ Malato
Durante la β-oxidación se liberan dos unidades de acetil CoA y una unidad de Propionil
CoA (dos unidades de dos carbonos y una de tres carbonos)
Mientras los Acetil CoA son oxidados en el Ciclo de Krebs, la Propionil CoA es utilizada
en la formación de Succinil CoA, proceso que consume 1 ATP (-1ATP). Éste Succinil CoA
puede incorporarse al Ciclo de Krebs y generar Oxalacetato, el cual se unirá a Acetil CoA
para formar Citrato siguiendo las reacciones del Ciclo, en cuyo caso los átomos de
carbono de la Propionil CoA experimentarían un destino anaplerotico (ser usados en el
Ciclo de Krebs pero sin ser consumidos), o podrían de hecho, ser oxidados totalmente
hasta CO2, siguiendo la siguiente secuencia de reacciones:
Succinil CoA + GDP + (P) ⟶ Succinato + CoA + GTP (equivale a 1 ATP)
Succinato + FAD ⟶ Fumarato + FADH2 (Genera 2 ATP en la Cadena Respiratoria)
Fumarato + H2O ⟶ Malato
Pero ahora el Malato difunde desde la matriz a través de la membrana interna y bajo la
acción de la reacción de la enzima malica citoplasmática es descarboxilado a Piruvato
(producción de un CO2). Este Piruvato puede difundir de nuevo al interior de la
mitocondria y experimentar las reacciones de la piruvato deshidrogenasa para ser
descarboxilado (producción de otro CO2) y formar Acetil CoA, cuyo grupo acetilo será
oxidado en el Ciclo de Krebs produciendo otros dos CO2. Como puede verse, a través de
esta secuencia de reacciones es posible la oxidación total de los tres carbonos originales
del propionato a 3 moléculas de CO2 (Para evitar confusiones, hay 4 descarboxilaciones,
pero uno de esos CO2 no proviene originalmente del Propionil CoA, sino del proceso de
carboxilación en la conversión de Propionil CoA a succinil CoA).
¿Cuál sería entonces el balance energético de la oxidación total si se sigue esta
secuencia de reacciones?
Propionil CoA ⟶ Succinil Co A = -1 ATP. En la mitocondria (membrana citoplasmática en
procariontes) siguiendo reacciones del ciclo de Krebs hasta Malato:
Succinil CoA + GDP + (P) ⟶ Succinato + CoA + GTP (equivale a 1 ATP)
Succinato + FAD ⟶ Fumarato + FADH2 (Genera 2 ATP en la Cadena Respiratoria)
Fumarato + H2O ⟶ Malato
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En el citoplasma: Malato + NADP+ ⟶ Piruvato + NADPH.H+ + CO2 (no consideraremos
este cofactor reducido porque el NADPH.H es una fuente de equivalentes de reducción
para reacciones sintéticas y no una fuente de energía).
En la mitocondria de nuevo: Piruvato + CoA + NAD+ ⟶ a Acetil CoA + CO2 + NADH.H+
(Observe que el NADH.H+ es generado intramitocondrialmente, por lo que rinde 3 ATP).
El Acetil CoA formado, al ser oxidado en el Ciclo de Krebs: 12 ATP. Por consiguiente,
considerando esta vía metabólica que implica la oxidación incluso de los átomos de
carbono de la Propionil CoA, se obtienen: -1 +1 +2 +3 + 12 = 17 ATP por la oxidación total
del Propionil CoA generado por un ácido graso de cadena impar. Por consiguiente, al
número de ATPs obtenidos como resultado del número de vueltas del ácido graso de
cadena impar en la Beta-oxidación, y del número de acetil coA generados directamente
en la Beta-oxidación que han pasado al Ciclo de Krebs, habría que sumar 17 ATPs
generados por la oxidación total de los átomos provenientes de la Propionil CoA formada
en la última vuelta de la β-oxidación del ácido graso de cadena impar.
Diferencias
En comparación, la oxidación completa de tres moléculas de glucosa (18 carbonos ⟶ 18
C02) sólo rinde 3 x 36 = 108 ATP.
Esa mayor cantidad de ATP por carbono refleja la diferencia en el estado de reducción de
los carbonos de los ácidos grasos (principalmente — CH2 -) respecto al de los carbonos
de los carbohidratos (sobre todo CHOH). Los carbonos de los ácidos grasos se
encuentran en un estado de reducción más pronunciado y, por tanto, generan más
energía al oxidarse.
Cn-acil-CoA + FAD + NAD
+
+ H20 + CoA ⟶ Cn-2-acil-CoA + FADH2 + NADH + acetil-CoA +
H
+
En el citoplasma: Malato + NADP+ ⟶ Piruvato + NADPH.H+ + CO2 (no consideraremos
este cofactor reducido porque el NADPH.H es una fuente de equivalentes de reducción
para reacciones sintéticas y no una fuente de energía).
En la mitocondria de nuevo: Piruvato + CoA + NAD+ ⟶ a Acetil CoA + CO2 + NADH.H+
(Observe que el NADH.H+ es generado intramitocondrialmente, por lo que rinde 3 ATP).
El Acetil CoA formado, al ser oxidado en el Ciclo de Krebs: 12 ATP. Por consiguiente,
considerando esta vía metabólica que implica la oxidación incluso de los átomos de
carbono de la Propionil CoA, se obtienen: -1 +1 +2 +3 + 12 = 17 ATP por la oxidación total
del Propionil CoA generado por un ácido graso de cadena impar. Por consiguiente, al
número de ATPs obtenidos como resultado del número de vueltas del ácido graso de
cadena impar en la Beta-oxidación, y del número de acetil coA generados directamente
en la Beta-oxidación que han pasado al Ciclo de Krebs, habría que sumar 17 ATPs
generados por la oxidación total de los átomos provenientes de la Propionil CoA formada
en la última vuelta de la β-oxidación del ácido graso de cadena impar.
Diferencias
En comparación, la oxidación completa de tres moléculas de glucosa (18 carbonos ⟶ 18
C02) sólo rinde 3 x 36 = 108 ATP.
Esa mayor cantidad de ATP por carbono refleja la diferencia en el estado de reducción de
los carbonos de los ácidos grasos (principalmente — CH2 -) respecto al de los carbonos
de los carbohidratos (sobre todo CHOH). Los carbonos de los ácidos grasos se
encuentran en un estado de reducción más pronunciado y, por tanto, generan más
energía al oxidarse.
Cn-acil-CoA + FAD + NAD
+
+ H20 + CoA ⟶ Cn-2-acil-CoA + FADH2 + NADH + acetil-CoA +
H
+
24
3.3 A NIVEL DE PROCARIOTES Y EUCARIOTES MICROBIANOS
DONDE SE LLEVAN A CABO ESTAS RUTAS .
Los triacilgliceroles funcionan como reservas de energía.
Las grasas constituyen una forma eficiente de almacenamiento de la energía metabólica.
Esto se debe a que las grasas están menos oxidadas que los glúcidos o las proteínas y
de aqué que su rendimiento de energía en la oxidación sea signaficativamente mayor.
En una primera etapa, para que puedan pasar al interior de la célula son separados en
sus respectivos monómeros por medio de las lipasas que rompen los enlaces ésteres que
los mantienen juntos. Esto ocurre en un medio extracelular; luego de esto es que vienen
las respectivas rutas.
Las diferentes rutas para usar a los lípidos como recurso de energía se llevan a cabo en
la matriz mitocondrial en los eucariotes y en el caso de los procariotes en la membrana
citoplasmática.
La β-oxidación tiene lugar en mitocondria y en peroxisomas en eucariotas mientras que en
procariotas se da en la membrana citoplasmática.
EUCARIOTAS
En las eucariotas la oxidación de los lípidos se inicia en la membrana externa de la
mitocondria, donde por medio de la enzima Acyl CoA sintetiza, el FFA pasa a Acyl CoA.
Como la oxidación se realiza en la matriz mitocondrial el Acyl CoA tiene que ser
transferido al interior de la mitocondria, esto se realiza por medio de sistema Carnitina-
Acyl-Transferina situado en la membrana interna de la mitocondria, que une la Carnitina al
Acyl CoA y lo transporta al interior de la mitocondria.
3.3 A NIVEL DE PROCARIOTES Y EUCARIOTES MICROBIANOS
DONDE SE LLEVAN A CABO ESTAS RUTAS .
Los triacilgliceroles funcionan como reservas de energía.
Las grasas constituyen una forma eficiente de almacenamiento de la energía metabólica.
Esto se debe a que las grasas están menos oxidadas que los glúcidos o las proteínas y
de aqué que su rendimiento de energía en la oxidación sea signaficativamente mayor.
En una primera etapa, para que puedan pasar al interior de la célula son separados en
sus respectivos monómeros por medio de las lipasas que rompen los enlaces ésteres que
los mantienen juntos. Esto ocurre en un medio extracelular; luego de esto es que vienen
las respectivas rutas.
Las diferentes rutas para usar a los lípidos como recurso de energía se llevan a cabo en
la matriz mitocondrial en los eucariotes y en el caso de los procariotes en la membrana
citoplasmática.
La β-oxidación tiene lugar en mitocondria y en peroxisomas en eucariotas mientras que en
procariotas se da en la membrana citoplasmática.
EUCARIOTAS
En las eucariotas la oxidación de los lípidos se inicia en la membrana externa de la
mitocondria, donde por medio de la enzima Acyl CoA sintetiza, el FFA pasa a Acyl CoA.
Como la oxidación se realiza en la matriz mitocondrial el Acyl CoA tiene que ser
transferido al interior de la mitocondria, esto se realiza por medio de sistema Carnitina-
Acyl-Transferina situado en la membrana interna de la mitocondria, que une la Carnitina al
Acyl CoA y lo transporta al interior de la mitocondria.
25
3.4 CONDICIONES ENDÓGENAS Y EXÓGENAS PARA QUE LOS
MICROORGANISMOS LLEVAN A CABO ESTAS RUTAS .
CONDICIONES ENDÓGENAS
Potencial de Hidrógeno (pH):
El potencial de hidrogeno para que se dé a cabo las rutas metabólicas deben ser de
6.8±0.2, próximo a su neutralidad para que los fenómenos vitales puedan desarrollarse
con normalidad en los medios de cultivos realizados.
Actividad de Agua (Aw):
No muchos de los microorganismos pueden sobrevivir en bajas actividad de agua, pues
tienden a morir o pasar a estado de latencia. El Staphylococcus Aureus puede crecer y
sobrevivir a bajas actividad de agua (Aw=0.86) y a concentración de sal de 5 a 10%
(microorganismos halófilo tolerantes).
CONDICIONES EXÓGENAS
Temperatura:
Las temperaturas óptimas para la incubación son de 35 a 37 °C tanto en Agar Mantequilla
como en Baird Parker. La temperatura para que se de las rutas oscila entre 7,8 y 45,6°C.
Oxígeno
El metabolismo de lípidos se favorece en sistema aeróbico pues la degradación sólo
ocurre en presencia de O2 porque es necesario para regenerar las coenzimas. Las placas
de cultivo se deben dejar en atmosfera aeróbica. Todo el metabolismo dentro de la célula
es aerobio.
3.4 CONDICIONES ENDÓGENAS Y EXÓGENAS PARA QUE LOS
MICROORGANISMOS LLEVAN A CABO ESTAS RUTAS .
CONDICIONES ENDÓGENAS
Potencial de Hidrógeno (pH):
El potencial de hidrogeno para que se dé a cabo las rutas metabólicas deben ser de
6.8±0.2, próximo a su neutralidad para que los fenómenos vitales puedan desarrollarse
con normalidad en los medios de cultivos realizados.
Actividad de Agua (Aw):
No muchos de los microorganismos pueden sobrevivir en bajas actividad de agua, pues
tienden a morir o pasar a estado de latencia. El Staphylococcus Aureus puede crecer y
sobrevivir a bajas actividad de agua (Aw=0.86) y a concentración de sal de 5 a 10%
(microorganismos halófilo tolerantes).
CONDICIONES EXÓGENAS
Temperatura:
Las temperaturas óptimas para la incubación son de 35 a 37 °C tanto en Agar Mantequilla
como en Baird Parker. La temperatura para que se de las rutas oscila entre 7,8 y 45,6°C.
Oxígeno
El metabolismo de lípidos se favorece en sistema aeróbico pues la degradación sólo
ocurre en presencia de O2 porque es necesario para regenerar las coenzimas. Las placas
de cultivo se deben dejar en atmosfera aeróbica. Todo el metabolismo dentro de la célula
es aerobio.
26
3.5 COMPRUEBE EXPERIMENTALMENTE EL USO DE LÍPIDOS
COMO RECURSO DE ENERGÍA POR PARTE DE LOS
MICROORGANISMOS EN AGAR BAIRD PARKER Y AGAR
MANTEQUILLA, Y A QUE CONCLUSIÓN USTEDES
LLEGARÍAN PARA CARACTERIZAR BIOQUÍMICAMENTE A
LOS MICROORGANISMOS QUE ESCOGIERON COMO
ENSAYO.
Como hemos podido observar nuestro tema ha sido minuciosamente desarrollado a lo
largo de esta investigación de tal forma que todo lo explicado anteriormente acerca del
metabolismo catabólico de los lípidos sea fácil de entender. Pero no basta explicarlo con
palabras, es por eso que nos es necesario comprobarlo experimentalmente en el
laboratorio. En nuestro caso, realizamos una identificación del microorganismo;
Staphylococcus aureus; que posteriormente metabolice los lípidos en una futura prueba
en la cual tuvimos que utilizar AGAR mantequilla para poder obtener y visualizar colonias
aerobias del Staphylococcus aureus, microorganismo productor de lipasas que pueden
degradar lípidos.
1.- Agar Baird Parker
Agar selectivo para Staphylococcus seg. BAIRD PARKER.
Para el aislamiento y la diferenciación de Staphylococcus en alimentos y materiales
farmacéuticos, según BAIRD PARKER (1962).
Forma de actuación
Este medio de cultivo contiene cloruro de litio y telurito para la inhibición de la flora
acompañante en tanto que el piruvato y la glicocola actúan favoreciendo selectivamente el
crecimiento de Staphylococcus.
Sobre el medio de cultivo, opaco por su contenido en yema de huevo, las colonias de
Estafilococos muestran dos características diagnosticas por lipólisis y proteólisis, se
producen halos y anillos característicos y, debido a la reducción de telurito a teluro se
desarrolla una colonia negra.
3.5 COMPRUEBE EXPERIMENTALMENTE EL USO DE LÍPIDOS
COMO RECURSO DE ENERGÍA POR PARTE DE LOS
MICROORGANISMOS EN AGAR BAIRD PARKER Y AGAR
MANTEQUILLA, Y A QUE CONCLUSIÓN USTEDES
LLEGARÍAN PARA CARACTERIZAR BIOQUÍMICAMENTE A
LOS MICROORGANISMOS QUE ESCOGIERON COMO
ENSAYO.
Como hemos podido observar nuestro tema ha sido minuciosamente desarrollado a lo
largo de esta investigación de tal forma que todo lo explicado anteriormente acerca del
metabolismo catabólico de los lípidos sea fácil de entender. Pero no basta explicarlo con
palabras, es por eso que nos es necesario comprobarlo experimentalmente en el
laboratorio. En nuestro caso, realizamos una identificación del microorganismo;
Staphylococcus aureus; que posteriormente metabolice los lípidos en una futura prueba
en la cual tuvimos que utilizar AGAR mantequilla para poder obtener y visualizar colonias
aerobias del Staphylococcus aureus, microorganismo productor de lipasas que pueden
degradar lípidos.
1.- Agar Baird Parker
Agar selectivo para Staphylococcus seg. BAIRD PARKER.
Para el aislamiento y la diferenciación de Staphylococcus en alimentos y materiales
farmacéuticos, según BAIRD PARKER (1962).
Forma de actuación
Este medio de cultivo contiene cloruro de litio y telurito para la inhibición de la flora
acompañante en tanto que el piruvato y la glicocola actúan favoreciendo selectivamente el
crecimiento de Staphylococcus.
Sobre el medio de cultivo, opaco por su contenido en yema de huevo, las colonias de
Estafilococos muestran dos características diagnosticas por lipólisis y proteólisis, se
producen halos y anillos característicos y, debido a la reducción de telurito a teluro se
desarrolla una colonia negra.
27
Composicion (gramos/litro)
INGREDIENTES FUNCION
Peptona de caseína 10.0 g
Es una buena fuente de nitrógeno. Altos
contenido en triptófano.
Extracto de carne 5.0 g
Actúa como fuente de carbono, es de alto
valor nutricional.
Extracto de levadura 1.0 g
Actúa como fuente de carbono. Es rico en
vitaminas
Piruvato de Sodico 10.0 g
Estimula el crecimiento del Staphylococcus
aureus.
Glicina 12.0 g
Estimula el crecimiento del Staphylococcus
aureus.
Cloruro de litio 5.0 g
Es un inhibidor del resto de
microorganismos.
Agar-agar 15.0 g
Agente solidificante.
En este agar usamos un aditivo:
Emulsión de yema de huevo telurito 50 ml
La emulsión de yema de huevo contiene lípidos, los cuales sirven como recurso de
energía, mientras el telurito se reduce a teluro presentando colonias negras.
La yema de huevo permite demostrar la actividad lecitinásica que se manifiesta con la
presencia de un halo turbio alrededor de la colonia, y la actividad proteolítica que se
manifiesta con la presencia de un halo transparente.
Preparación de la muestra
Alimento contaminado (camarón)
Composicion (gramos/litro)
INGREDIENTES FUNCION
Peptona de caseína 10.0 g
Es una buena fuente de nitrógeno. Altos
contenido en triptófano.
Extracto de carne 5.0 g
Actúa como fuente de carbono, es de alto
valor nutricional.
Extracto de levadura 1.0 g
Actúa como fuente de carbono. Es rico en
vitaminas
Piruvato de Sodico 10.0 g
Estimula el crecimiento del Staphylococcus
aureus.
Glicina 12.0 g
Estimula el crecimiento del Staphylococcus
aureus.
Cloruro de litio 5.0 g
Es un inhibidor del resto de
microorganismos.
Agar-agar 15.0 g
Agente solidificante.
En este agar usamos un aditivo:
Emulsión de yema de huevo telurito 50 ml
La emulsión de yema de huevo contiene lípidos, los cuales sirven como recurso de
energía, mientras el telurito se reduce a teluro presentando colonias negras.
La yema de huevo permite demostrar la actividad lecitinásica que se manifiesta con la
presencia de un halo turbio alrededor de la colonia, y la actividad proteolítica que se
manifiesta con la presencia de un halo transparente.
Preparación de la muestra
Alimento contaminado (camarón)
28
Preparación del Agar
Disolver 6g en 100 mL, esterilizar en
autoclave (15 minutos a 121ºC)
Enfriar a 45-50 ºC
Añadir mezclando 50ml de emulsión de
yema de huevo telurito
Verter en placas pH 6,8
El medio de cultivo completo, vertido en
placas, ha de ser utilizado dentro de las
24 hasta48 horas siguientes a su
preparación.
Alimentos contaminados diluidos
en agua de peptona (queso)
Preparación del Agar
Disolver 6g en 100 mL, esterilizar en
autoclave (15 minutos a 121ºC)
Enfriar a 45-50 ºC
Añadir mezclando 50ml de emulsión de
yema de huevo telurito
Verter en placas pH 6,8
El medio de cultivo completo, vertido en
placas, ha de ser utilizado dentro de las
24 hasta48 horas siguientes a su
preparación.
Alimentos contaminados diluidos
en agua de peptona (queso)
29
Inoculación
1.- Limpiar el mesón con alcohol.
2.- Teniendo todos los materiales importantes como son mechero de alcohol y algodón
con alcohol procedemos a flamear asa, luego flameamos el matraz Erlenmeyer y
tomamos con el asa una muestra del microorganismo.
3.- Tomamos la caja Petri y realizamos la siembra correspondiente, en nuestro caso la
siembra será por superficie (3 gotas).
4.- Dejamos reposar aproximadamente 15 minutos hasta que se absorba la muestra
liquida inoculada en el agar.
5.- Colocar las cajas Petri en la incubadora a una temperatura entre 35 – 37°C, por un
lapso de 24 hasta 48 horas. Luego de 48 observar los cambios efectuados, es decir, el
crecimiento de colonias bacterianas.
Inoculación
1.- Limpiar el mesón con alcohol.
2.- Teniendo todos los materiales importantes como son mechero de alcohol y algodón
con alcohol procedemos a flamear asa, luego flameamos el matraz Erlenmeyer y
tomamos con el asa una muestra del microorganismo.
3.- Tomamos la caja Petri y realizamos la siembra correspondiente, en nuestro caso la
siembra será por superficie (3 gotas).
4.- Dejamos reposar aproximadamente 15 minutos hasta que se absorba la muestra
liquida inoculada en el agar.
5.- Colocar las cajas Petri en la incubadora a una temperatura entre 35 – 37°C, por un
lapso de 24 hasta 48 horas. Luego de 48 observar los cambios efectuados, es decir, el
crecimiento de colonias bacterianas.
30
BAIRD PARKER: RESULTADO
Microorganismo Reducción
de Telurito
potasio
Crecimiento Halo
lectinasa
Características
Staphylococcus
aureus
+ Bueno + Colonias negras con borde
incoloro, rodeadas de una
zona opaca con una zona
clara
PRUEBA DE LA CATALASA
Esta prueba tiene por finalidad detectar la presencia de la enzima catalasa, cuya función
es descomponer el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno .
Las bacterias que sintetizan catalasa hidrolizan el peróxido de hidrogeno en agua y
oxigeno gaseoso que se libera en forma de burbujas. El desprendimiento de burbujas
procedentes del oxígeno indica que la prueba es positiva.
ANÁLISIS
Como podemos observar se formaron colonias
negras, redondas, con bordes lisos y convexas,
brillantes y húmedas. El color negro se debe a la
reducción de telurito a teluro debido a que en la
oxidación de los ácidos grasos existe una
liberación de hidrógenos hacia el medio lo que
hace que el pH baje produciendo un medio
acido; además se presenta un halo turbio
alrededor de la colonia debido a que los
Staphylococcus aureus son capaces de
sintetizar una lipasa la cual actúa sobre la
lipoproteína de la yema de h uevo; las
características descritas indican la presencia de
Staphylococcus Aureus.
Además alrededor de las colonias se forma una zona opaca por el precipitado de sales de
calcio y magnesio, insoluble en ácidos grasos. Esta zona opaca se hace más visible a
partir de las 24 horas de incubación.
BAIRD PARKER: RESULTADO
Microorganismo Reducción
de Telurito
potasio
Crecimiento Halo
lectinasa
Características
Staphylococcus
aureus
+ Bueno + Colonias negras con borde
incoloro, rodeadas de una
zona opaca con una zona
clara
PRUEBA DE LA CATALASA
Esta prueba tiene por finalidad detectar la presencia de la enzima catalasa, cuya función
es descomponer el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno .
Las bacterias que sintetizan catalasa hidrolizan el peróxido de hidrogeno en agua y
oxigeno gaseoso que se libera en forma de burbujas. El desprendimiento de burbujas
procedentes del oxígeno indica que la prueba es positiva.
ANÁLISIS
Como podemos observar se formaron colonias
negras, redondas, con bordes lisos y convexas,
brillantes y húmedas. El color negro se debe a la
reducción de telurito a teluro debido a que en la
oxidación de los ácidos grasos existe una
liberación de hidrógenos hacia el medio lo que
hace que el pH baje produciendo un medio
acido; además se presenta un halo turbio
alrededor de la colonia debido a que los
Staphylococcus aureus son capaces de
sintetizar una lipasa la cual actúa sobre la
lipoproteína de la yema de h uevo; las
características descritas indican la presencia de
Staphylococcus Aureus.
Además alrededor de las colonias se forma una zona opaca por el precipitado de sales de
calcio y magnesio, insoluble en ácidos grasos. Esta zona opaca se hace más visible a
partir de las 24 horas de incubación.
31
Adicionalmente se realizó la prueba de la catalasa, la cual dio como resultado positivo al
agregar el agua oxigenada. Lo que significa que el S. aureus si es capaz de sintetizar esta
enzima.
Adicionalmente se realizó la prueba de la catalasa, la cual dio como resultado positivo al
agregar el agua oxigenada. Lo que significa que el S. aureus si es capaz de sintetizar esta
enzima.
32
2.- Agar Mantequilla
Es un medio de cultivo rico en lípidos especialmente triacilglicéridos, en el cual como su
nombre lo indica lleva mantequilla, que precisamente es la que le proporciona la fuente
lipídica al medio. Este es comúnmente utilizado para exámenes bacteriológicos de
comida, agua, leche y otros productos lácteos. Está compuesto como dijimos por
mantequilla y por AGAR PCA, que es un medio no selectivo gracias a su composición que
presentamos a continuación.
Composición PCA (gramos/litro)
INGREDIENTES
FUNCION
Peptona de caseína 5 gr Es una buena fuente de nitrógeno y carbono.
Extracto de levaduras 2.5 gr
Aporta vitaminas del complejo B.
D(+) Glucosa 1 gr Fuente de carbono.
Agar agar 14 gr Agente solidificante.
Indicador:
El medio como tal no contiene ningún inhibidor o indicador, pero después de la
inoculación y de la incubación se le agrega el indicador rojo de metilo, el cual en medios
ácidos permanece rojo y en medios básicos se pone amarillo. Este pH varía dentro de un
rango de 4.4 (ácido) – 6.3 (básico). Esto es indispensable para poder determinar la
existencia del microorganismo utilizado en la experimentación, que a su vez nos llevara a
comprobar si se dieron o no las rutas metabólicas discutidas a lo largo de este trabajo.
Procedimiento e inoculación
1. Se prepara el AGAR PCA colocando 2.4 g del AGAR en 100 ml de agua destilada.
2. Se calienta el AGAR y se lo hierve durante 2 minutos para que se disuelva
completamente, luego se lo esteriliza en la autoclave a 121 ° C durante 40 minutos.
3. Colocamos la mantequilla al 1%. Es decir 0.1 gramos en 100 ml de AGAR PCA
4. Se mezcla el AGAR PCA y la mantequilla en material estéril.
2.- Agar Mantequilla
Es un medio de cultivo rico en lípidos especialmente triacilglicéridos, en el cual como su
nombre lo indica lleva mantequilla, que precisamente es la que le proporciona la fuente
lipídica al medio. Este es comúnmente utilizado para exámenes bacteriológicos de
comida, agua, leche y otros productos lácteos. Está compuesto como dijimos por
mantequilla y por AGAR PCA, que es un medio no selectivo gracias a su composición que
presentamos a continuación.
Composición PCA (gramos/litro)
INGREDIENTES
FUNCION
Peptona de caseína 5 gr Es una buena fuente de nitrógeno y carbono.
Extracto de levaduras 2.5 gr
Aporta vitaminas del complejo B.
D(+) Glucosa 1 gr Fuente de carbono.
Agar agar 14 gr Agente solidificante.
Indicador:
El medio como tal no contiene ningún inhibidor o indicador, pero después de la
inoculación y de la incubación se le agrega el indicador rojo de metilo, el cual en medios
ácidos permanece rojo y en medios básicos se pone amarillo. Este pH varía dentro de un
rango de 4.4 (ácido) – 6.3 (básico). Esto es indispensable para poder determinar la
existencia del microorganismo utilizado en la experimentación, que a su vez nos llevara a
comprobar si se dieron o no las rutas metabólicas discutidas a lo largo de este trabajo.
Procedimiento e inoculación
1. Se prepara el AGAR PCA colocando 2.4 g del AGAR en 100 ml de agua destilada.
2. Se calienta el AGAR y se lo hierve durante 2 minutos para que se disuelva
completamente, luego se lo esteriliza en la autoclave a 121 ° C durante 40 minutos.
3. Colocamos la mantequilla al 1%. Es decir 0.1 gramos en 100 ml de AGAR PCA
4. Se mezcla el AGAR PCA y la mantequilla en material estéril.
33
5. Se verte el AGAR en las placas, procurando que exista siempre un mechero al
costado, y tratando de no abrir completamente las placas para que no se contaminen.
Se espera a que solidifique.
6. Se procede a la siembra por estrías tomando la muestra previamente hecha.
7. Se espera a que el medio absorba los microorganismos.
8. Se coloca de manera correcta las placas petri
9. Se incuban a 37°C por 48 horas. En nuestro caso a 40 horas.
10. Cuando ya esté incubada y hayan pasado las horas previstas se procede a agregar el
indicador rojo de metilo alrededor de las colonias vistas.
11. Al final se observa lo ocurrido y se formulan las respectivas conclusiones.
AGAR MANTEQUILLA : RESULTADO
INDICADOR ÁCIDO BÁSICO
Rojo de metilo ROJO AMARILLO
ANÁLISIS
En la experimentación con agar de mantequilla,
se pudo observar a las 48 horas
aproximadamente, existió la formación de
colonias color pastel casi blancas que se
extendían por todo el agar. Estas colonias nos
indican que existió una hidrólisis de los lípidos
formando ácidos grasos y glicerol. Estos ácidos
grasos libres obtenidos en el medio de cultivo
indujeron a un cambio de pH acidificándolo.
Gracias a la adición del indicador rojo de metilo
que tiene como pH de viraje 4.4 a 6.8 de rojo a
amarillo respectivamente pudiendo notar que el
medio se hizo rojo comprobando así la acidificación antes mencionada.
5. Se verte el AGAR en las placas, procurando que exista siempre un mechero al
costado, y tratando de no abrir completamente las placas para que no se contaminen.
Se espera a que solidifique.
6. Se procede a la siembra por estrías tomando la muestra previamente hecha.
7. Se espera a que el medio absorba los microorganismos.
8. Se coloca de manera correcta las placas petri
9. Se incuban a 37°C por 48 horas. En nuestro caso a 40 horas.
10. Cuando ya esté incubada y hayan pasado las horas previstas se procede a agregar el
indicador rojo de metilo alrededor de las colonias vistas.
11. Al final se observa lo ocurrido y se formulan las respectivas conclusiones.
AGAR MANTEQUILLA : RESULTADO
INDICADOR ÁCIDO BÁSICO
Rojo de metilo ROJO AMARILLO
ANÁLISIS
En la experimentación con agar de mantequilla,
se pudo observar a las 48 horas
aproximadamente, existió la formación de
colonias color pastel casi blancas que se
extendían por todo el agar. Estas colonias nos
indican que existió una hidrólisis de los lípidos
formando ácidos grasos y glicerol. Estos ácidos
grasos libres obtenidos en el medio de cultivo
indujeron a un cambio de pH acidificándolo.
Gracias a la adición del indicador rojo de metilo
que tiene como pH de viraje 4.4 a 6.8 de rojo a
amarillo respectivamente pudiendo notar que el
medio se hizo rojo comprobando así la acidificación antes mencionada.
34
35
CONCLUSIONES
Conclusiones de la Investigación:
Los lípidos o grasas son conocidos como las reservas o depósitos de energía por
excelencia, incluso más que los glúcidos; esto se debe en gran parte a que los productos
obtenidos por su degradación, ingresan en el ciclo de Krebs.
Tanto eucariotas y procariotas usan los lípidos como recurso energético; pero en lo que a
bacterias se refiere, éstas van aprovechar los lípidos presentes en el medio externo; es
decir, en el medio de cultivo. Como éstos lípidos pertenecen al conjunto de las
macromoléculas, deberán descomponerse en unidades más pequeñas (monómeros) para
poder ingresar sin dificultad al interior de la célula, porque de otra manera, no podrían ser
transportados al interior de la célula; puesto que, los procariotas no cuentan con
transporte de endocitosis y exocitosis.
En medio de cultivo Agar Mantequilla, la clase de lípido predominante son las grasas
neutras; las mismas que están constituidas por ácidos grasos y glicerol.
Por otro lado, al medio de cultivo Baird Parker se le añade una Emulsión de Yema de
Huevo, por lo que los lípidos predominantes serán los fosfolípidos, que están también
están compuestos por ácidos grasos y glicerol, además de un grupo fosfato unido a una
base nitrogenada mediante un enlace fosfodiéster.
La descomposición de los triglicéridos y fosfolípidos se da manera extracelular; así que,
para descomponer éstos lípidos, las bacterias producirán enzimas extracelulares que
romperán los enlaces ésteres para que de esta manera logren atravesar la membrana
citoplasmática.
En el caso de las grasas neutras, los microorganismos exportarán la enzima lipasa, que
catalizará la hidrólisis de los enlaces ésteres en carbonos primarios, y para romper el
enlace en el segundo se necesitará una isomerización con ayuda de la enzima isomerasa,
para que así, la lipasa reconozca el enlace y logre romperlo.
CONCLUSIONES
Conclusiones de la Investigación:
Los lípidos o grasas son conocidos como las reservas o depósitos de energía por
excelencia, incluso más que los glúcidos; esto se debe en gran parte a que los productos
obtenidos por su degradación, ingresan en el ciclo de Krebs.
Tanto eucariotas y procariotas usan los lípidos como recurso energético; pero en lo que a
bacterias se refiere, éstas van aprovechar los lípidos presentes en el medio externo; es
decir, en el medio de cultivo. Como éstos lípidos pertenecen al conjunto de las
macromoléculas, deberán descomponerse en unidades más pequeñas (monómeros) para
poder ingresar sin dificultad al interior de la célula, porque de otra manera, no podrían ser
transportados al interior de la célula; puesto que, los procariotas no cuentan con
transporte de endocitosis y exocitosis.
En medio de cultivo Agar Mantequilla, la clase de lípido predominante son las grasas
neutras; las mismas que están constituidas por ácidos grasos y glicerol.
Por otro lado, al medio de cultivo Baird Parker se le añade una Emulsión de Yema de
Huevo, por lo que los lípidos predominantes serán los fosfolípidos, que están también
están compuestos por ácidos grasos y glicerol, además de un grupo fosfato unido a una
base nitrogenada mediante un enlace fosfodiéster.
La descomposición de los triglicéridos y fosfolípidos se da manera extracelular; así que,
para descomponer éstos lípidos, las bacterias producirán enzimas extracelulares que
romperán los enlaces ésteres para que de esta manera logren atravesar la membrana
citoplasmática.
En el caso de las grasas neutras, los microorganismos exportarán la enzima lipasa, que
catalizará la hidrólisis de los enlaces ésteres en carbonos primarios, y para romper el
enlace en el segundo se necesitará una isomerización con ayuda de la enzima isomerasa,
para que así, la lipasa reconozca el enlace y logre romperlo.
36
En cambio, los fosfolípidos, utilizan una enzima específica denominada fosfolipasa, que
catalizará directamente la hidrólisis del segundo carbono, consiguiendo así al respectivo
ácido graso.
Es así que una vez dividido, el glicerol ingresa mediante difusión facilitada, es decir,
necesita de una proteína transportadora transmebranal que en este caso es la translocasa
para poder ingresar. Por otro lado, ya que los ácidos grasos son de naturaleza lipídica, no
se les dificulta el paso intracelular e ingresan mediante difusión simple.
Éstos ácidos grasos obtenidos deben ser activados, y dicha activación va a consumir 2
moléculas de ATP. El proceso de activación consiste en la conversión de un ácido graso
libre en un tioéster de la Coenzima A y se lleva a cabo en el citoplasma.
Esta reacción es catalizada por la enzima Acil-CoA sintetasa o tiocinasa; y empieza con la
formación de un compuesto intermediario denominado Acil-Adelinato que será atacado
por el Azufre de la Coenzima A provocando la liberación de AMP y la producción del Acil
Coenzima A.
Los ácidos grasos activados son impermeables a la membrana mitocondrial de los
eucariontes, así que no podrán atravesarla; no obstante, va a intervenir la enzima
reguladora Carnitina Acil-transferasa I que permitirá el paso del ácido graso previamente
desactivado fuera de la matriz mitocondrial.
El acil-CoA que viene del citoplasma se convierte en acil-carnitina, sustituyendo al grupo
CoA por una carnitina, una vez logrado esto es que puede atravesar la mitocondria en
forma de de acil-carnitina a través de un transportador (translocasa), sin embargo, para
que pueda realizarse la β-oxidación es necesario del acil-CoA por lo cual interviene una
segunda enzima llamada Carnitina Acil-tranferasa II la cual regenera el acil-carnitina a
acil-CoA lo vendría a ser una forma inversa de la que funciona la carnitina acil-tranferasa
I.
La carnitina es una estructura química que permite que el carriador del mitocondrión
reconozca al ácido graso y le permita ingresar; así que, se puede concluir que la carnitina
y la proteína transportadora son los que facilitan la entrada del grupo acilo en la
mitocondria.
En cambio, los fosfolípidos, utilizan una enzima específica denominada fosfolipasa, que
catalizará directamente la hidrólisis del segundo carbono, consiguiendo así al respectivo
ácido graso.
Es así que una vez dividido, el glicerol ingresa mediante difusión facilitada, es decir,
necesita de una proteína transportadora transmebranal que en este caso es la translocasa
para poder ingresar. Por otro lado, ya que los ácidos grasos son de naturaleza lipídica, no
se les dificulta el paso intracelular e ingresan mediante difusión simple.
Éstos ácidos grasos obtenidos deben ser activados, y dicha activación va a consumir 2
moléculas de ATP. El proceso de activación consiste en la conversión de un ácido graso
libre en un tioéster de la Coenzima A y se lleva a cabo en el citoplasma.
Esta reacción es catalizada por la enzima Acil-CoA sintetasa o tiocinasa; y empieza con la
formación de un compuesto intermediario denominado Acil-Adelinato que será atacado
por el Azufre de la Coenzima A provocando la liberación de AMP y la producción del Acil
Coenzima A.
Los ácidos grasos activados son impermeables a la membrana mitocondrial de los
eucariontes, así que no podrán atravesarla; no obstante, va a intervenir la enzima
reguladora Carnitina Acil-transferasa I que permitirá el paso del ácido graso previamente
desactivado fuera de la matriz mitocondrial.
El acil-CoA que viene del citoplasma se convierte en acil-carnitina, sustituyendo al grupo
CoA por una carnitina, una vez logrado esto es que puede atravesar la mitocondria en
forma de de acil-carnitina a través de un transportador (translocasa), sin embargo, para
que pueda realizarse la β-oxidación es necesario del acil-CoA por lo cual interviene una
segunda enzima llamada Carnitina Acil-tranferasa II la cual regenera el acil-carnitina a
acil-CoA lo vendría a ser una forma inversa de la que funciona la carnitina acil-tranferasa
I.
La carnitina es una estructura química que permite que el carriador del mitocondrión
reconozca al ácido graso y le permita ingresar; así que, se puede concluir que la carnitina
y la proteína transportadora son los que facilitan la entrada del grupo acilo en la
mitocondria.
37
La beta oxidación es un proceso por el cual el Acil-CoA es transformado o degradado a
Acetil-CoA, a través de 4 pasos sucesivos que utilizan las enzimas Acil -CoA
deshidrogenasa, Enoil-CoA hidratasa, L-3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa y β-cetotiolasa
respectivamente; esta ruta metabólica va a generar en cada ronda 1 molécula de Acetil-
CoA, 1 de NADH, 1 FADH y una de Acil-CoA graso con dos átomos de carbono más
cortos que la molécula que entro en la ronda.
La forma o el proceso en que la beta oxidación transforma el Acil-CoA en Acetil-CoA es
constante cuando el ácido graso inicial es saturado y par, pero ésta puede cambiar o
variar si el ácido graso inicial es saturado e impar, al igual que insaturado o polinsaturado.
Si el ácido graso inicial es saturado impar la beta oxidación se dará sin ningún cambio
hasta llegar a su último ciclo, cuando en la tiólisis forme como producto el Propionil-CoA
en vez de Acetil-CoA debido a los tres carbonos restantes, este cambio causará que de la
beta oxidación de como producto Succinil-CoA (molécula que será usada dentro del ciclo
de Krebs).
En el caso en que el ácido graso inicial es insaturado o polinsaturado, la beta oxidación
procederá normalmente hasta que se encuentre con alguno de los siguientes tres casos:
El primer caso es la presencia de una insaturación en el carbono beta del Acil-
CoA, esto provocará que actúe una enzima auxiliar denominada 2,3-Enoil-CoA
isomerasa, ésta actuará en el primer paso de la beta oxidación.
El segundo caso es la presencia de dienos conjugados que se presentan como
resultado del primer paso de la beta oxidación. En este caso se debe utilizar la
enzima 2,4-Dienoíl-CoA reductasa, y en el producto obtenido actuará también la
2,3-Enoíl-CoA isomerasa, después de la utilización de estas enzimas se
continuará con el segundo paso de la beta oxidación.
El tercer caso es que la insaturación se presente en el carbono alfa de la Acil-CoA,
no se utilizaran enzimas auxiliares, el Acil-CoA solo pasara directamente en el
segundo paso de la beta oxidación.
El proceso de β-oxidación en eucariotas se da en la mitocondria, mientras que en lo
procariontes se da a en la membrana citoplasmática. Si hacemos una comparación del
balance energético, entre la obtención de energía usando carbohidratos y lípidos,
podemos concluir que el uso de lípidos produce una mayor cantidad de ATP ya que una
vez oxidado el ácido graso y dando como resultado de esta reacción, moléculas de acetil-
La beta oxidación es un proceso por el cual el Acil-CoA es transformado o degradado a
Acetil-CoA, a través de 4 pasos sucesivos que utilizan las enzimas Acil -CoA
deshidrogenasa, Enoil-CoA hidratasa, L-3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa y β-cetotiolasa
respectivamente; esta ruta metabólica va a generar en cada ronda 1 molécula de Acetil-
CoA, 1 de NADH, 1 FADH y una de Acil-CoA graso con dos átomos de carbono más
cortos que la molécula que entro en la ronda.
La forma o el proceso en que la beta oxidación transforma el Acil-CoA en Acetil-CoA es
constante cuando el ácido graso inicial es saturado y par, pero ésta puede cambiar o
variar si el ácido graso inicial es saturado e impar, al igual que insaturado o polinsaturado.
Si el ácido graso inicial es saturado impar la beta oxidación se dará sin ningún cambio
hasta llegar a su último ciclo, cuando en la tiólisis forme como producto el Propionil-CoA
en vez de Acetil-CoA debido a los tres carbonos restantes, este cambio causará que de la
beta oxidación de como producto Succinil-CoA (molécula que será usada dentro del ciclo
de Krebs).
En el caso en que el ácido graso inicial es insaturado o polinsaturado, la beta oxidación
procederá normalmente hasta que se encuentre con alguno de los siguientes tres casos:
El primer caso es la presencia de una insaturación en el carbono beta del Acil-
CoA, esto provocará que actúe una enzima auxiliar denominada 2,3-Enoil-CoA
isomerasa, ésta actuará en el primer paso de la beta oxidación.
El segundo caso es la presencia de dienos conjugados que se presentan como
resultado del primer paso de la beta oxidación. En este caso se debe utilizar la
enzima 2,4-Dienoíl-CoA reductasa, y en el producto obtenido actuará también la
2,3-Enoíl-CoA isomerasa, después de la utilización de estas enzimas se
continuará con el segundo paso de la beta oxidación.
El tercer caso es que la insaturación se presente en el carbono alfa de la Acil-CoA,
no se utilizaran enzimas auxiliares, el Acil-CoA solo pasara directamente en el
segundo paso de la beta oxidación.
El proceso de β-oxidación en eucariotas se da en la mitocondria, mientras que en lo
procariontes se da a en la membrana citoplasmática. Si hacemos una comparación del
balance energético, entre la obtención de energía usando carbohidratos y lípidos,
podemos concluir que el uso de lípidos produce una mayor cantidad de ATP ya que una
vez oxidado el ácido graso y dando como resultado de esta reacción, moléculas de acetil-
38
CoA que pueden ingresar al ciclo de Krebs para poder seguir produciendo moléculas de
ATP.
Las reacciones y las rutas metabólicas que se dan en los microorganismos tienen
condiciones adecuadas y óptimas para su realización, en el caso de las rutas catabólicas
de los lípidos estas tienen como condición principal el O2 pues ayuda a regeneración de
las coenzimas.
El metabolismo de los lípidos es estrictamente aeróbico pues no se llevara a cabo sin la
presencia de oxígeno en los medios de cultivo.
La temperatura es otra de las condiciones exógenas y éstas oscilan entre los 7.8ºC y los
45.6°C, con un rango de temperatura óptimo entre 35 y 37 °C, a estas temperaturas se
deja incubando el Staphylococcus Aureus en nuestros medios de cultivos.
Otras de las condiciones importantes son las exógenas en donde encontramos a la
actividad de agua y al pH. El Staphylococcus Aureus, corresponde a una bacteria halófila
tolerante, y capaz de soportar niveles de Aw de hasta 0.86, siendo una de las pocas que
resiste actividades de agua tan bajas como estas.
El Agar Baird Parker es un medio de cultivo selectivo en el cual favorece el crecimiento de
Staphylococcus, en la experimentación las diferentes muestras de alimentos
contaminados luego del ser sembradas en el agar y ser incubadas por un periodo de 48
horas, observamos un crecimiento de un sin número de colonias las cuales identificamos
como Staphylococcus Aureus, debido a que ocurrio una reducción del telurito a teluro el
cual le da una coloración de gris oscuro a negro y además la presencia de un halo claro
debido a la degradación de la lecitina en acidos grasos, y en el ester fosfórico de colina,
los cuales la celula usara como recurso energético.
Por otra parte, en el Agar Mantequilla lo empleamos para evidenciar que el
Staphylococcus Aureus es un microorganismo que puede metabolizar lípidos para asi
obtener energía fundamental para la celula como lo es el ATP. Comprobamos que el
Staphylococcus metaboliza los lípidos debido a que durante el proceso gracias a la
liberación de los acidos grasos en el medio se produce una acidificación, la cual de forma
cualitativa gracias al indicador; rojo de metilo; observamos un cambio de coloración a rojo
lo que nos indica que el medio se a acidificado.
CoA que pueden ingresar al ciclo de Krebs para poder seguir produciendo moléculas de
ATP.
Las reacciones y las rutas metabólicas que se dan en los microorganismos tienen
condiciones adecuadas y óptimas para su realización, en el caso de las rutas catabólicas
de los lípidos estas tienen como condición principal el O2 pues ayuda a regeneración de
las coenzimas.
El metabolismo de los lípidos es estrictamente aeróbico pues no se llevara a cabo sin la
presencia de oxígeno en los medios de cultivo.
La temperatura es otra de las condiciones exógenas y éstas oscilan entre los 7.8ºC y los
45.6°C, con un rango de temperatura óptimo entre 35 y 37 °C, a estas temperaturas se
deja incubando el Staphylococcus Aureus en nuestros medios de cultivos.
Otras de las condiciones importantes son las exógenas en donde encontramos a la
actividad de agua y al pH. El Staphylococcus Aureus, corresponde a una bacteria halófila
tolerante, y capaz de soportar niveles de Aw de hasta 0.86, siendo una de las pocas que
resiste actividades de agua tan bajas como estas.
El Agar Baird Parker es un medio de cultivo selectivo en el cual favorece el crecimiento de
Staphylococcus, en la experimentación las diferentes muestras de alimentos
contaminados luego del ser sembradas en el agar y ser incubadas por un periodo de 48
horas, observamos un crecimiento de un sin número de colonias las cuales identificamos
como Staphylococcus Aureus, debido a que ocurrio una reducción del telurito a teluro el
cual le da una coloración de gris oscuro a negro y además la presencia de un halo claro
debido a la degradación de la lecitina en acidos grasos, y en el ester fosfórico de colina,
los cuales la celula usara como recurso energético.
Por otra parte, en el Agar Mantequilla lo empleamos para evidenciar que el
Staphylococcus Aureus es un microorganismo que puede metabolizar lípidos para asi
obtener energía fundamental para la celula como lo es el ATP. Comprobamos que el
Staphylococcus metaboliza los lípidos debido a que durante el proceso gracias a la
liberación de los acidos grasos en el medio se produce una acidificación, la cual de forma
cualitativa gracias al indicador; rojo de metilo; observamos un cambio de coloración a rojo
lo que nos indica que el medio se a acidificado.
39
Conclusión del Paper:
Las lipasas hidrolizan triglicéridos a ácidos grasos y glicerol, bajo ciertas condiciones
catalizan la reacción inversa. Estas enzimas han sido motivo de estudio debido a sus
propiedades en la industria alimenticia para la elaboración de productos dietéticos con
bajo nivel de grasas y colesterol. El conocimiento de nuevos microorganismos
productores de enzimas lipasas y de la diversidad de condiciones necesarias para la
producción de las mismas son de gran utilidad motivo por el cual se seleccionó cierto
grupo de microorganismos para obtener los mejores productores de lipasa. Donde los
hongos resultaron ser mejores productores de la enzima, frente a levaduras y bacterias.
Entre los hongos se utilizó como variable, fuente de carbono, para el estudio de su
influencia, en la producción de lipasas; donde los mejores productores fueron las cepas
de A. niger y A. fumigatus. Además la producción de lipasa fue superior en cultivos donde
se empleó lípidos respecto a los que se usó almidón o glicerol como fuente de carbono,
esto se debe la posibilidad de una inhibición por producto debido a que el glicerol es un
resultado de la acción de las lipasas, y su presencia en el medio de cultivo no favorece la
síntesis de la enzima.
La presencia de sustratos lipídicos no garantiza la producción de la lipasa sino que
también influye el tipo de sustrato lipídico y la respuesta del microorganismo, pues la
respuesta de cada microorganismo se encuentra sujeta a las particularidades fisiológicas
de cada uno, favoreciendo la producción en presencia de aceite de oliva y girasol en
cultivos de A. niger y en aceite de oliva para los cultivos de A. fumigatus.
Para caracterizar los extractos solubles de las lipasas producidas por los hongos A. niger
y A. fumigatus, se determinó la influencia de la temperatura y el pH sobre la actividad
enzimática. Para analizar la influencia de la temperatura, el pH se mantuvo constante y
para analizar el pH, la temperatura se mantuvo constante. Donde se comprobó que a
cierto rango de temperatura la enzima logra su mayor actividad, sin embargo al
sobrepasar este rango, da lugar a la inactivación de la enzima ocasionando su descenso,
Conclusión del Paper:
Las lipasas hidrolizan triglicéridos a ácidos grasos y glicerol, bajo ciertas condiciones
catalizan la reacción inversa. Estas enzimas han sido motivo de estudio debido a sus
propiedades en la industria alimenticia para la elaboración de productos dietéticos con
bajo nivel de grasas y colesterol. El conocimiento de nuevos microorganismos
productores de enzimas lipasas y de la diversidad de condiciones necesarias para la
producción de las mismas son de gran utilidad motivo por el cual se seleccionó cierto
grupo de microorganismos para obtener los mejores productores de lipasa. Donde los
hongos resultaron ser mejores productores de la enzima, frente a levaduras y bacterias.
Entre los hongos se utilizó como variable, fuente de carbono, para el estudio de su
influencia, en la producción de lipasas; donde los mejores productores fueron las cepas
de A. niger y A. fumigatus. Además la producción de lipasa fue superior en cultivos donde
se empleó lípidos respecto a los que se usó almidón o glicerol como fuente de carbono,
esto se debe la posibilidad de una inhibición por producto debido a que el glicerol es un
resultado de la acción de las lipasas, y su presencia en el medio de cultivo no favorece la
síntesis de la enzima.
La presencia de sustratos lipídicos no garantiza la producción de la lipasa sino que
también influye el tipo de sustrato lipídico y la respuesta del microorganismo, pues la
respuesta de cada microorganismo se encuentra sujeta a las particularidades fisiológicas
de cada uno, favoreciendo la producción en presencia de aceite de oliva y girasol en
cultivos de A. niger y en aceite de oliva para los cultivos de A. fumigatus.
Para caracterizar los extractos solubles de las lipasas producidas por los hongos A. niger
y A. fumigatus, se determinó la influencia de la temperatura y el pH sobre la actividad
enzimática. Para analizar la influencia de la temperatura, el pH se mantuvo constante y
para analizar el pH, la temperatura se mantuvo constante. Donde se comprobó que a
cierto rango de temperatura la enzima logra su mayor actividad, sin embargo al
sobrepasar este rango, da lugar a la inactivación de la enzima ocasionando su descenso,
40
esto ocurre de manera similar con el pH, al sobrepasar el pH máximo la actividad de la
lipasa decae bruscamente.
esto ocurre de manera similar con el pH, al sobrepasar el pH máximo la actividad de la
lipasa decae bruscamente.
41
BIBLIOGRAFÍA
Tortora, Gerard; Berdell, Funke; y Christine, Case. Introducción a la Microbiología.
Novena Edición. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires, Argentina. 2007. Páginas:
137-143.
Donald, Voet; Judith, Voet. Bioquímica. Tercera Edición. Editorial Panamericana Médica.
Buenos Aires, Argentina, 2006. Páginas: 295-296, 945-964
Parés, Ramón; Antonio, Juárez. Bioquímica de los Microorganismos. Primera Edición.
Editorial Reverté. Barcelona, España, 1997. Páginas: 20, 219.
Madigan, Michael; John, Martinko; y Jack, Parker. Biología de los Microorganismos.
Duodécima Edición. Editorial Pearson Educación. Madrid, España. 2009. Páginas: 717-
718.
Horton, Robert; Laurence, Moran; Gray, Scrimgeour; Marc, Perry; y David, Rawn.
Principios de Bioquímica. Cuarta Edición. Editorial Pearson Eduación. Ciudad de México,
México. 2008. Páginas: 479-500.
Teijón, José; Armando, Garrido. Fundamentos de Bioquímica Metabólica. Segunda
Edición. Editorial Tebar Flores. Madrid, España. 2006. Páginas: 76-84.
Rigalli, Alfredo. Química Biológica: Fundamentos y Conceptos. Primera Edición. Editorial
Corpus. Tucumán, Argentina. 2004. Páginas: 161-165.
Britania Lab. Medios de Cultivo Deshidratados. Caba, Argentina. Editorial: Laboratorios
Britania S.A. Página: 35.
Baird-Parker, A.C. 1962. An improved diagnostic and selective medium for isolating
coagulase-positive staphylococci.. J. Appl. Bacteriol. 25. Páginas: 12-19
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Novena Edición. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires, Argentina. 2007. Páginas:
137-143.
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Buenos Aires, Argentina, 2006. Páginas: 295-296, 945-964
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Duodécima Edición. Editorial Pearson Educación. Madrid, España. 2009. Páginas: 717-
718.
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México. 2008. Páginas: 479-500.
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Edición. Editorial Tebar Flores. Madrid, España. 2006. Páginas: 76-84.
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Corpus. Tucumán, Argentina. 2004. Páginas: 161-165.
Britania Lab. Medios de Cultivo Deshidratados. Caba, Argentina. Editorial: Laboratorios
Britania S.A. Página: 35.
Baird-Parker, A.C. 1962. An improved diagnostic and selective medium for isolating
coagulase-positive staphylococci.. J. Appl. Bacteriol. 25. Páginas: 12-19
42
43
REUNIONES
Primera Reunión (15/08/16):
Repartición de Temas. Breve Exposición Introductoria de Metabolismo de Lípidos.
Segunda Reunión (19/08/16):
Preparación de Materiales. Preparación de Agares.
Tercera Reunión (22/08/16):
Inoculación de Microorganismos en Baird Parker.
Cuarta Reunión (23/08/16):
Revisión de Resultados.
Quinta Reunión (24/07/16):
Inoculación de Microorganismos en Baird Parker.
Sexta Reunión (25/08/16):
Preparación de materiales y de agares.
Séptima Reunión (26/07/16):
Inoculación de Microorganismos.
Octava Reunión (29/08/16):
Revisión de Resultados.
Novena Reunión (30/07/16):
Ensayo General del Gran Trabajo de Investigación.
REUNIONES
Primera Reunión (15/08/16):
Repartición de Temas. Breve Exposición Introductoria de Metabolismo de Lípidos.
Segunda Reunión (19/08/16):
Preparación de Materiales. Preparación de Agares.
Tercera Reunión (22/08/16):
Inoculación de Microorganismos en Baird Parker.
Cuarta Reunión (23/08/16):
Revisión de Resultados.
Quinta Reunión (24/07/16):
Inoculación de Microorganismos en Baird Parker.
Sexta Reunión (25/08/16):
Preparación de materiales y de agares.
Séptima Reunión (26/07/16):
Inoculación de Microorganismos.
Octava Reunión (29/08/16):
Revisión de Resultados.
Novena Reunión (30/07/16):
Ensayo General del Gran Trabajo de Investigación.
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