Biofilm e Meccanismi Batterici

Un eccesso di zuccheri nel mosto causa un aumento della pressione osmotica, portando i lieviti a produrre glicerolo come molecola osmo-protettiva.

La produzione di glicerolo dal diidrossiacetone fosfato sottrae NADH, che è necessario per la conversione del diidrossiacetone fosfato in gliceraldeide 3-fosfato. Questo processo riduce la quantità di gliceraldeide 3-fosfato disponibile per la fermentazione alcolica, portando a vini meno alcolici.

La produzione di glicerolo sottrae NADH, che deve essere rigenerato. Questo processo di rigenerazione comporta la conversione di una parte dell'etanolo in acetaldeide e poi in acido acetico, diminuendo ulteriormente la gradazione alcolica e aumentando l'acidità del vino.

Gli alcoli superiori sono prodotti secondari della fermentazione e possono influenzare il gusto del vino, conferendogli un sapore amaro o persino essere tossici in quantità eccessive.

Per mitigare la formazione di alcoli superiori, possono essere impiegate diverse strategie, tra cui la manipolazione genetica del lievito, la riduzione dell'azoto nel mosto e l'utilizzo di enzimi immobilizzati per contrastare la loro produzione.

Dopo la fermentazione, il vino deve essere sottoposto a processi di chiarificazione, stabilizzazione e invecchiamento per garantire la sua qualità e armonia.

Il legno della botte in cui invecchia il vino contribuisce al suo profilo aromatico, oltre ai circa 800 composti già presenti.

La fermentazione, se non controllata, può portare alla morte dei lieviti, rilasciando componenti cellulari che rendono il vino suscettibile a contaminazioni da batteri e altri lieviti.

La capacità dei batteri di comunicare tra loro attraverso l'emissione di segnali chimici.

Il processo in cui i batteri si aggregano e formano una comunità complessa, aderendo alle superfici.

Cellule batteriche che si trovano all'interno del biofilm e sono responsabili della sua formazione.

Bacteria aerobi o anaerobi facoltativi che rimangono in uno stato di quiescenza all'interno del biofilm e possono rigenerarlo.

Molecole chimiche prodotte dai batteri per la comunicazione nel quorum sensing. Nei batteri Gram-positivi sono peptidi o aminoacidi, mentre nei batteri Gram-negativi sono acil-omoserina-lattoni.

Il meccanismo attraverso cui i batteri scambiano il materiale genetico, in particolare i plasmidi.

L'insieme dei geni responsabili della formazione del biofilm, della virulenza, della produzione di antibiotici e del trasferimento genetico.

Un processo che ostacola la comunicazione cellula-cellula tra batteri, ad esempio attraverso l'utilizzo di disinfettanti o antibiotici.

I batteri Gram-negativi utilizzano questo organello per trasferire il plasmide a un altro batterio.

Il trasferimento di materiale genetico da un batterio a un altro tramite un virus.

Un ciclo virale in cui il virus si replica all'interno del batterio, causando la sua lisi (rottura).

Un ciclo virale in cui il DNA virale si integra nel DNA batterico, replicandosi insieme a esso.

I batteri possono rilasciare queste vescicole per trasportare piccole molecole ad altre cellule.

Una forma di competizione tra batteri in cui un batterio impedisce agli altri di colonizzare un determinato spazio.

Quando due specie batteriche competono per le risorse, quella che si riproduce più velocemente prenderà il sopravvento.

Alcuni batteri avvolgono i batteri patogeni, impedendone l'adesione o inattivandoli.

L'immobilizzazione di un enzima prevede l'ancoraggio dell'enzima a un supporto solido. Questo processo è importante per aumentare la stabilità dell'enzima e permettere la sua rimozione e riutilizzo.

Durante l'immobilizzazione, il sito catalitico dell'enzima è fondamentale per la sua attività. Per proteggerlo durante il processo, si possono aggiungere analoghi del substrato o un'abbondanza del substrato naturale.

Gli enzimi immobilizzati vengono classificati in base al metodo di legame al supporto. Tre tipi principali sono gli enzimi adsorbiti, gli enzimi legati covalentemente e gli enzimi intrappolati.

L'adsorbimento è un metodo semplice e veloce per immobilizzare gli enzimi, ma il legame è debole e l'enzima potrebbe essere eluito.

I metalli di transizione possono migliorare il legame tra l'enzima e il supporto, creando legami dativi che sono più forti dei legami ionici.

Le lectine sono proteine che si legano agli zuccheri. Se l'enzima è una glicoproteina, la parte glucidica può legarsi al supporto attraverso le lectine, creando un legame più forte rispetto all'assorbimento semplice.

Le lipoproteine hanno una parte lipidica. Questa parte può interagire con il dominio idrofobico del supporto, formando un legame idrofobico.

La glutaraldeide è un reagente bifunzionale che può legarsi covalentemente all'enzima e al supporto, creando un legame forte e stabile.

L'immobilizzazione covalente è un metodo per legare un enzima a un supporto solido mediante legami covalenti. Questo tipo di immobilizzazione è la più stabile e resistente alle condizioni di reazione, ma anche la più costosa.

Il C-terminale e l'N-terminale sono i gruppi terminali della catena polipeptidica degli enzimi. Possono essere utilizzati come punti di attacco per l'immobilizzazione covalente.

L'attivazione dell'agarosio mediante il bromuro di cianogeno è uno dei metodi più comuni per immobilizzare covalentemente gli enzimi. Il bromuro di cianogeno reagisce con i gruppi ossidrili dell'agarosio formando cianuri, strutture molto reattive che interagiscono con i gruppi amminici delle proteine, formando un derivato dell'isourea.

L'attivazione dell'agarosio con acili e carbodiimmidi prevede l'aggiunta di bracci spaziatori all'agarosio per creare più spazio tra l'enzima e il supporto, migliorando la mobilità dell'enzima.

I bracci spaziatori sono catene idrocarburiche che vengono aggiunte all'agarosio per separare l'enzima dal supporto. Questi bracci favoriscono la mobilità dell'enzima e consentono una maggiore attività catalitica.

La carbodiimmide è un reagente chimico utilizzato per attivare i gruppi carbossilici dei bracci spaziatori sull'agarosio. Questo processo consente ai gruppi carbossilici di legarsi alla proteina da immobilizzare.

Il metodo sequenziale prevede il trattamento dell'agarosio con un acido forte seguito da un trattamento con una base forte. Il metodo simultaneo prevede la miscelazione simultanea dell'agarosio, dell'enzima e della carbodiimmide.

A pH 4.8, la carbodiimmide reagisce con il carbossile del braccio spaziatore, creando un legame covalente tra l'enzima e l'agarosio.

Il doppio strato fosfolipidico è una struttura che forma la membrana cellulare, è responsabile della separazione tra l'ambiente interno ed esterno della cellula, creando una barriera semipermeabile.

Le proteine integrali sono proteine che attraversano completamente la membrana cellulare, creando canali che consentono il passaggio di molecole. Sono ancorate alla membrana tramite interazioni idrofobiche e richiedono un trattamento con detergenti per essere estratte.

Le proteine periferiche sono legate alla superficie della membrana cellulare, sia interna che esterna. Sono collegate alle proteine integrali tramite legami idrogeno e interazioni elettrostatiche. Sono estratte mediante l'aumento della forza ionica.

Il trasporto passivo è un tipo di trasporto attraverso la membrana che non richiede energia. Le molecole lipidiche, l'acqua e i gas possono attraversare la membrana liberamente, senza l'aiuto di proteine.

Il trasporto contro gradiente è un tipo di trasporto che richiede energia per muovere le molecole contro il loro gradiente di concentrazione. Richiede l'azione di una proteina trasportatrice associata a una proteina che scinde l'ATP.

Il trasporto facilitato è un tipo di trasporto che si basa su canali che presentano gruppi carichi positivamente o negativamente, permettendo il passaggio di molecole polari. Il trasporto avviene secondo gradiente ma è poco efficiente.

L'RNA è una molecola che svolge un ruolo cruciale nella sintesi proteica. L'mRNA funge da stampo per la produzione di proteine, mentre altri RNA assemblano gli amminoacidi per formare le proteine.

La respirazione cellulare è un processo che consente ai microrganismi di ottenere energia. Nei primi microrganismi, il metabolismo fermentativo era dominante, producendo poca energia (2 moli di ATP).