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Respiração Bacteriana: Vias Metabólicas e Aceitadores de Elétrons Alternativos

Visão Geral

Bactérias geram ATP via fosforilação oxidativa, mas — diferentemente de eucariotos — utilizam vasta gama de aceitadores finais de elétrons além do O₂.

Etapas Conservadas

1. Glicólise (citoplasma): Glicose → 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH.
2. Descarboxilação oxidativa: Piruvato → Acetil-CoA + CO₂ + NADH.
3. Ciclo de Krebs: Acetil-CoA → 2 CO₂ + 3 NADH + FADH₂ + GTP (por volta).
4. Cadeia de Transporte de Elétrons (CTE) na membrana plasmática: NADH/FADH₂ doam elétrons → gradiente de H⁺ → ATP sintase → ATP.

Aceitadores Finais de Elétrons (Variabilidade Bacteriana)

Grupo	Aceitador Final	Produto Reduzido	Exemplo
Aeróbias estritas	O₂	H₂O	Pseudomonas
Anaeróbias estritas	NO₃⁻ (nitrato)	N₂, N₂O, NO₂⁻	Paracoccus denitrificans
Redutoras de sulfato	SO₄²⁻	H₂S	Desulfovibrio
Metanogênicas	CO₂, acetato	CH₄	Methanobacterium
Fermentativas	Composto orgânico interno	Lactato, etanol, butirato	Lactobacillus

Relevância Clínica e Ambiental

• Antibióticos: Metronidazol requer redução anaeróbia para ativar-se (seletividade).
• Venenos: Cianeto, CO, rotenona bloqueiam CTE bacteriana e humana (toxicidade inespecífica).
• Biogeoquímica: Bactérias redutoras de sulfato/nitrato impulsionam ciclos globais de S e N.

Mutações na CTE

Mutações em complexos I–IV são frequentemente letais (energia insuficiente). Em humanos, causam doenças mitocondriais (MELAS, MERRF, síndrome de Leigh).