Katabolismus. I. fáze aminokyseliny. II. fáze. III. fáze. proteiny. lipidy. polysacharidy. Glycerol + mastné kyseliny. glukosa ETS

Transkript

1 Katabolismus proteiny I. fáze aminokyseliny polysacharidy glukosa lipidy Glycerol + mastné kyseliny II. fáze III. fáze ETS

2 Acetyl-CoA (= AcSCoA nebo AcCoA) N 2 N N C 3 N N N C 2 C C C C 2 C 3 P P - 2 C 2 C C N C 2 C 2 S C C 3 Zdroje: aminokyseliny sacharidy mastné kyseliny + glycerol

3 xidační dekarboxylace pyruvátu: pyruvátdekarboxylasový (pyruvátdehydrogenasový) komlex C 3 -C-C- + NAD + + SCoA AcSCoA + NAD C 2 multienzymová jednotka: 3 enzymy mnohokrát opakované Escherichia coli: 24 polypeptidů, M h = 4, Da Bacillus stearothermophilus: 60 polypeptidů, M h = Da 5 kofaktorů: TPP, lipoát, CoA, FAD, NAD+

4

5 Citrátový cyklus, Cyklus kyseliny citronové (CKC) Cyklus trikarboxylových kyselin

6 Regulace CKC

7

8 Regulace pyruvátdehydrogenasy - vstup do CKC

9

10 Anaplerotické děje: - karboxylace C3 sloučenin: C 3 -C-C - + C 2 + ATP C-C 2 -C-C - + ADP + P i C C P C + C 2 + P i C C 2 C 2 fosfoenolpyruvát C

11 Anaplerotické děje: Gkyoxalátový cyklus Rostliny, plísně, houby, protozoa, bakterie 2 AcCoA + NAD + sukcinát + NAD + +

12 SACARIDY PJMY: sacharidy, cukry, aldosy, ketosy monosacharidy, oligosacharidy, polysacharidy uhlohydráty, uhlovodany (fuj!!) otevřené a cyklické formy monosacharidů, pyranosa, furanosa stereoisomerie monosacharidů, Fischerovy a aworthovy vzorce konfigurace, chiralita, optická aktivita, konformace optické antipody, enentiomery, diastereoisomery, epimery α- a β-anomery, mutarotace poloacetalový hydroxyl, glykosidová vazba (-, N- a S-glykosidy) heteroglykosid = aglykon + glykosyl redukující a neredukující sacharid, redukující a neredukující konec řetězce triosy... heptosy

13 Monosacharidy 6 2 C C C 2 C 3 C 4 C 5 2 C 6 C 2 α-d-glukosa necyklická forma glukosy β-d-glukosa C 2 C 2 α-d -galaktosa (galaktopyranosa) α-d-mannosa (mannopyranosa)

14 C 2 C 2 β-d-fruktosa (fruktofuranosa) C 2 N 2 C 2 N C C 3 β-d-glukosamin N-acetyl-β-D-galaktosamin α-d-galakturonát D-glukono-δ-lakton C C 2 - C 2 P - β-d-glukosa-6-fosfát

15 LIGSACARIDY C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 α-d-glukopyranosa sacharosa β-d-fruktofuranosa β-d-galaktopyranosa α-d-laktosa α-d-glukopyranosa vazba β(1 4) C 2 C 2 C 2 C 2 α-d-glukopyranosa α-d-glukopyranosa α-d-maltosa vazba α(1 4) β-d-glukopyranosa α-d-glukopyranosa α-d-cellobiosa vazba β(1 4)

16 PLYSACARIDY Sekundární struktury: natažený pás, helix ZÁSBNÍ PLYSACARIDY: - škrob (polyglukan, vazby α(1 4)), rostlinný původ, amylosa: nevětvený lineární polymer, rozp. ve vodě, Mh kda, průměrně 20 % amylopektin: větvený (vazby α(1 6)) po jedn.) průmyslová surovina (modifikované škroby, dextriny) - glykogen, "živočišný škrob" podobný amylopektinu, častěji větvený jaterní buňky (20 %), svalové (1 %), rychlý obrat - inulin (polyfruktan, β(2 1) vazby), asi 30 jedn. rostlinný zásobní sacharid (čekanka, topinabur, jiřiny) infuse pro diabetiky - dextrany (polyglukany, především vazby α(1 6)) původ: mikroorganismy a řasy využití: chromatog. materiál, infuse - agarosy a carrageenany (polygalaktany) kultivační půdy, nosič pri elektroforese, imobilisace buněk, potravinářství,

17 Sekundární struktura polysacharidů helix Natažený pás

18 STAVEBNÍ PLYSACARIDY: - celulosa (polyglukan, vazby β(1 4)) buněčné stěny rostlin a některých mikroorganismů nejrozšířenější organická látka na Zemi - hemicelulosy (obsahují glukosu, xylosu, galaktosu, mannosu, arabinosu, uronové kys.) "spojovací tmel" stavebního materiálu rostlinných těl (dřevo: celulosové fibrily, hemicelulosy, pektiny, glykoproteiny, lignin = málo definovaná aromatická org. makromolekulární struktura) - pektiny polygalakturonové kyseliny, vazby α(1 4), částečně methylestery, příčné vazby pomocí Ca2 + nebo Mg2 + v ovoci (džemy, marmelády) - chitin (poly-n-acetylglukosamin, vazby β(1 4)) korýši, želvy, hmyz, některé mikroorganismy Glykosaminglykany = mukopolysacharidy -extracelulární kyselé polysacharidy hyaluronová kys. (glukuronát), mureiny (muramát) chondroitinsulfáty, dermatansulfáty, keratansulfáty, heparona (sulfát) heparin Glykoproteiny - - a N-glykoproteiny

19 Metabolismus sacharidů Degradace: Glykolysa (glykogenolysa) Pentosový cyklus Synthesa: Glukoneogenese, synthesa polysacharidů Calvinův cyklus (temná fáze fotosynthesy)

20 Fosforolytické štěpení glykogenu

21 ormonální regulace aktivity glykogenfosforylasy Receptor na plasmatické membráně Aktivace G proteinu (GTPasa) Aktivace adenylátcyklasy camp = druhý posel Aktivace proteinkinasy Amplifikace signálu fosforylace (aktivace) fosforylasakinasy fosforylace (aktivace) fosforylasy b Štěpení glykogenu

22 III. Část produkijící energii (ATP) II. Štěpení na 2 triosy Glykolysa Lokalisace: cytosol I. Část vyžadující energii (ATP)

23 Mléčná fermentace Laktátdehydrogenasa, LD

24 Ethanolová fermentace Alkoholdehydrogenasa

25 Energetická bilance odbourání glukosy aerobní aktivace glc -1 ATP fru 1,6 bis P -1 ATP oxidace GAP (2 NAD + + ) +6 ATP 2 x substrátová fosforylace +4 ATP ox.dekarboxylace pyr (2 NAD+ + ) +6 ATP 2 x CKC +24 ATP anaerobní (fermentace) aktivace glc -1 ATP fru 1,6 bis P -1 ATP oxidace GAP (2 NAD + + ) laktát,et substrátová fosforylace +4 ATP ox.dekarboxylace pyr (2 NAD+ + ) +6 ATP 2 x CKC +24 ATP Celkem 38 ATP Celkem 2 ATP Pozor!!! (Glyceron fosfátové kyvadlo 36 ATP)

26 Přenos vodíků z cytosolického NAD do mitochondrií - malát aspartátové kyvadlo

27 Přenos vodíků z cytosolického NAD do mitochondrií - glycerolfosfátové kyvadlo (létací sval hmyzu) 1. Glycerol-3-fosfát dehydrogenasa katalysuje oxidaci NAD dihydroxyacetonfosfátem 2. xidace glycerol-3-fosfátu flavoproteindehydrogenasou FAD 2 3. Reoxidace FAD 2 dýchacím řetězci 2ATP

28 Regulace glykolysy Reakce glykolysy G o ' kj/mol G kj/mol exokinasa Glc-6-P isomerasa Fosfofructokinasa Aldolasa Triosafosfát Isomerasa Glyceraldehyde-3-P dehydrogenasa & fosfoglycerát kinasa fosfoglycerát mutasa Enolasa Pyruvat kinasa ,

29 Regulace glykolysy Enzym hexokinasa PFK Pyr kinasa Inhibitor Glc-6-P ATP, citrát ATP - ADP,AMP,cAMP, fru-1,6- bisp, Fru-2,6-bisP - Aktivátor

30 Katabolismus ostatních sacharidů -většina je přeměněna na intermediáty glykolysy

31 Glukoneogenese - tvorba glukosy G K = 32,9 G PFK = 26,4 G PK = 26,4

32 Metabolismus glykogenu UDP-glc Glc-1-P -Aktivní formy monosacharidů pro synthesu polysacharidů NDP-x - prekursor Glc-1-P

33 Coriho cyklus

34 Pentosový cyklus Sumárně: Glc-6-P + 12 NADP + 6 C NADP + +

35 Pool hexosafosfátů

36

37 Regulace hladiny krevní glukosy insulinem

38

39 Temná fáze fotosynthesy - Calvinův cyklus

40 Fotorespirace Druhým substrátem RUBISC je 2 C4 rostliny

41 CAM rostliny (crasulacean acid metabolism)