BIOCHEMICKÉ METABOLICKÉ DRÁHY PRO STUDENTY VFU BRNO

Transkript

1 VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO Fakulta veterinární hygieny a ekologie Ústav biochemie a biofyziky (Projekt IVA 2014FVHE/2110/018) BIOCHEMICKÉ METABOLICKÉ DRÁHY PRO STUDENTY VFU BRNO

2 VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO Fakulta veterinární hygieny a ekologie Ústav biochemie a biofyziky (Projekt IVA 2014FVHE/2110/018) Milí studenti, Vypracované metabolické dráhy, které vám předkládáme, zpracovaly studentky FVHE VFU Brno v rámci projektu IVA 2014FVHE/2110/018. Tyto dráhy jsou souhrnem informací ze současné dostupné literatury. Doufáme, že je využijete jak pro přípravu ke zkoušce, tak v rámci osobního studia. Na materiály bude rovněž odkazováno na přednášce. Většina metabolických drah obsahuje klíčová slova, která by vás měla jako první napadnout, při zmínce té či oné dráhy. Čísla v závorce pak odkazují na danou zpracovanou metabolickou dráhu. Některé dráhy jsou vypracovány pouze jako souhrn a to z důvodu jejich přehlednosti. Zbylé informace pak můžete dopracovat za použití literatury. Přejeme vám, ať je pro vás výsledek tohoto projektu co nejvíce k užitku, ať už vás zkouška teprve čeká, nebo ji již máte úspěšně za sebou. Vaši autoři.

3 VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO Fakulta veterinární hygieny a ekologie Ústav biochemie a biofyziky (Projekt IVA 2014FVHE/2110/018) SEZNAM METABOLICKÝCH DRAH 1. Vstup glukosy do enterocytu 2. Glykolýza anaerobní 3. Glykolýza v erytrocytech 4. Glykolýza aerobní + Pyruvátdehydrogenásový komplex 5. Glukoneogeneze 6. Úloha acetyl-coa 7. Úloha pyruvátu 8. Glykogeneze 9. Glykogenolýza 10. Aktivace fosforylasy pro glykogenolýzu 11. Coriho-Alaninový cyklus 12. Pentosový cyklus 13. Metabolismus fruktosy 14. Biosyntéza laktosy 15. Biosyntéza vitaminu C 16. Citrátový cyklus 17. Glyoxylátový cyklus 18. Citrátový a glyoxylátový cyklus - vzájemná souvislost 19. Biosyntéza mastných kyselin 20. Citrát štěpící cesta 21. β-oxidace mastných kyselin 22. β-oxidace mastných kyselin s lichým počtem atomů uhlíku 23. β-oxidace kyseliny olejové (C 18:1 ) 24. Biosyntéza cholesterolu 25. Přeměna cholesterolu na žlučové kyseliny 26. Přeměna cholesterolu na vitamin D 27. Člunek malátový 28. Člunek glycerol-3-p-dehydrogenasový (dihydroxyacetonfosfátový)

4 VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO Fakulta veterinární hygieny a ekologie Ústav biochemie a biofyziky (Projekt IVA 2014FVHE/2110/018) 29. Člunek kreatinfosfátový 30. Metabolismus glycerolfosfolipidů 31. Fosfatidyl-inositolová kaskáda 32. Biosyntéza sfingolipidů 33. Systém renin-angiotensin-aldosteron 34. Metabolismus tukové tkáně 35. Ketogeneze 36. Ketolýza 37. Lipoproteiny chylomikrony 38. Lipoproteiny VLDL biosyntéza 39. Lipoproteiny VLDL pohyb po organismu 40. Lipoproteiny internalizace LDL 41. Lipoproteiny vzájemná návaznost chylomikronů a VLDL lipoproteinů 42. Lipoproteiny - HDL 43. Biosyntéza hemu 44. Degradace hemu 45. Ureosyntetický cyklus 46. Schéma přeměny amk serin shrnutí 47. Schéma přeměny amk glycin shrnutí 48. Schéma přeměny amk methionin+cystein shrnutí 49. Schéma přeměny amk asparagin, aspartát shrnutí 50. Schéma přeměny amk glutamin, glutamát shrnutí 51. Schéma přeměny amk valin, leucin, isoleucin shrnutí 52. Schéma přeměny amk fenylalanin, tyrosin shrnutí 53. Schéma přeměny amk tryptofan shrnutí 54. Schéma přeměny amk - arginin - shrnutí 55. Schéma přeměny amk - glukogenní a ketogenní amk - shrnutí 56. Schéma přeměny amk propojení metabolismu amk 57. Dýchací řetězec

5 1. VSTUP GLUKOSY DO ENTEROCYTU Glukosa Na + LUMEN Na + - dependentní systém (SGLT1) 2 - Na + - independentní systém (GLUT) Glukosa Na + SGLT1 Glukosa 3 Na + 3 Na + 2 K + 2 K + ENTEROCYT ADP+P i Kapiláry v. portae JÁTRA

6 2. GLYKOLÝZA ANAEROBNÍ Glykogen - cytosol všech buněk - zisk 2 ADP viz Glykogenolýza (č.9) Glukosa Mg 2+ Hexokinasa Glukokinasa Glukosa-6-fosfát Fosfohexosaisomerasa Fosfofruktokinasa 1 Mg 2+ D-Fruktosa-6-fosfát ADP D-Fruktosa-1,6-bisfosfát Aldolasa Dihydroxyacetonfosfát 1,3-Bisfosfoglycerát Fosfotriosaisomerasa Glyceraldehyd-3- fosfátdehydrogenasa Glyceraldehyd-3-fosfát P i Fosfoglycerátkinasa Mg 2+ ADP NADH + H + NAD + 3-Fosfoglycerát Fosfoglycerátmutasa 2-Fosfoglycerát Enolasa Anaerobiosa Fosfoenolpyruvát ADP Pyruvátkinasa Mg 2+ NADH + H + NAD + (Enol)-pyruvát (Keto)-pyruvát L(+)-Laktát Spontánně Laktátdehydrogenasa

7 3. GLYKOLÝZA V ERYTROCYTECH ADP - vždy končí laktátem - by-pass - 0-2,3-Bisfosfoglycerát Mg 2+ Glukosa Glukosa-6-fosfát D-Fruktosa-6-fosfát Hexokinasa Fosfohexosaisomerasa Fosfofruktokinasa 1 Mg 2+ D-Fruktosa-1,6-bisfosfát ADP Aldolasa Dihydroxyacetonfosfát 3-Fosfoglycerát 1,3-Bisfosfoglycerát 2,3-Bisfosfoglycerát Laktátdehydrogenasa Bisfosfoglycerátmutasa 2,3-Bisfosfoglycerátfosfatasa P i Fosfotriosaisomerasa Glyceraldehyd-3- fosfátdehydrogenasa P i NADH + H + NAD + Glyceraldehyd-3-fosfát 2-Fosfoglycerát Enolasa Anaerobiosa Fosfoenolpyruvát Mg 2+ ADP NADH + H + NAD + (Enol)-pyruvát (Keto)-pyruvát L(+)-Laktát Spontánně Fosfoglycerátmutasa Pyruvátkinasa

8 4. GLYKOLÝZA AEROBNÍ Glykogen - cytosol a mitochondrie - zisk ADP viz Glykogenolýza (č.9) Glukosa Mg 2+ Hexokinasa Glukokinasa Glukosa-6-fosfát Fosfohexosaisomerasa Fosfofruktokinasa 1 Mg 2+ D-Fruktosa-6-fosfát ADP D-Fruktosa-1,6-bisfosfát Aldolasa Dihydroxyacetonfosfát 1,3-Bisfosfoglycerát Fosfotriosaisomerasa Glyceraldehyd-3- fosfátdehydrogenasa Glyceraldehyd-3-fosfát P i Fosfoglycerátkinasa Mg 2+ ADP NADH + H + NAD + 3-Fosfoglycerát Mitochondriální dýchací řetězec (č.57) H 2 O Fosfoglycerátmutasa 3 ADP+P i 3 2-Fosfoglycerát Enolasa Fosfoenolpyruvát Pyruvátkinasa Mg 2+ ADP (Enol)-pyruvát Spontánně (Keto)-pyruvát Pyruvátdehydrogenasový komplex

9 Pyruvátdehydrogenasový komplex Pyruvát Glukosa CYTOSOL TDP Pyruvát TDP MITOCHONDRIE CO 2 Pyruvátdehydrogenasa TDP Acetyllipoamid CoA~SH Hydroxyethyl Oxidovaný lipoamid FADH 2 Dihydrolipoamid Acetyl-CoA NAD + Dihydrolipoyltransacetylasa Dihydrolipoyldehydrogenasa FAD Citrátový cyklus (č.16) NADH + H + Dýchací řetězec (č.57)

10 5. GLUKONEOGENEZE NAD + NADH + H + Laktát Pyruvát Laktátdehydrogenasa - cytosol a mitochondrie - játra, ledviny - netvoří CYTOSOL Pyruvátkarboxylasa Pyruvát Mg 2+ CO 2 + Propionát CoA~SH Mg 2+ Acyl-CoAsynthetasa MITOCHONDRIE AMP + PP i Propionyl-CoA CO 2 + H 2 O NADH + H + Oxalacetát ADP + P i Propionyl-CoAkarboxylasa Biotin Malát Malátdehydrogenasa NAD + NAD + Malát Malátdehydrogenasa Citrátový cyklus (č.16) Sukcinyl-CoA Methylmalonyl-CoAisomerasa B 12-koenzym D-Methylmalonyl-CoA Methylmalonyl-CoAracemasa ADP+P i L-Methylmalonyl-CoA NADH + H + GTP Mg 2+ GDP + CO 2 Glycerol Glycerolkinasa Mg 2+ ADP Oxalacetát Fosfoenolpyruvát 2-Fosfoglycerát Enolasa Fosfoenolpyruvátkarboxykinasa Fosfoglycerátmutasa Glycerol-3-fosfát Glycerol-3- NAD + fosfátdehydrogenasa NADH + H + Dihydroxyacetonfosfát Fruktosa-1,6- bisfosfatasa 3-Fosfoglycerát Fosfoglycerátkinasa Mg 2+ ADP 1,3-Bisfosfoglycerát Glyceraldehyd-3- fosfátdehydrogenasa H 2 O P i Glyceraldehyd-3-fosfát Aldolasa Fruktosa-1,6- bisfosfát Fruktosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát H Glukosa-6-fosfatasa 2 O Glukosa NADH + H + NAD + P i P i

11 6. ÚLOHA ACETYL-CoA Glykogen Glukosa β oxidace MK Acetacetát Ketogenní AMK Steroidy Laktát Aminocukry Pyruvát Pyruvátdehydrogenasový komplex (č.4) ACETYL-CoA Cholesterol GST Merkapturové kyseliny Synthasa mastných kyselin HMG CoA Oxalacetát Biosyntéza MK Ketolátky Citrát

12 7. ÚLOHA PYRUVÁTU Oxalacetát ADP+P i Mg 2+ Pyruvátkarboxylasa + CO 2 + biotin transaminace ALT Alanin PYRUVÁT NADH + H + NAD + + CoA~SH NADH + H + + CO 2 Pyruvátdehydrogenasový komplex (č.4) Laktátdehydrogenasa NADH + H + NAD + Alkoholdehydrogenasa Ethanol NAD + Acetyl CoA Laktát

13 8. GLYKOGENEZE - Glykogensynthasa (vazba α-1,4 ) - Větvící enzym (vazba α-1,6) primer glykogenu ADP UTP PP i Mg 2+ Glykogensynthasa UDP Glukosa Glukosa-6-P Glukosa-1-P Hexokinasa (Glukokinasa) Fosfoglukomutasa UDP-Glukosapyrofosforylasa UDP-glukosa α-1,4-řetězec (min. 6) (min. 11) Vazba α-1,6 Vazba α-1,4 Vazba α-1,6 Vazba α-1,4 Synthasa Větvící enzym Synthasa Větvící enzym Synthasa

14 9. GLYKOGENOLÝZA - Glykogenfosforylasa (glukosa-1-p ) - Odvětvující enzym (glukosa) Glykogen (n-reziduí) HPO 4 2- Glykogenfosforylasa Glukosa-1-P + Glykogen (n-1 reziduí) Glykogen (n-reziduí) H 2 O α-1,6-glukosidasa Glukosa + Glykogen (n-1 reziduí) Vazba 1 4 Vazba 1 6 Glukosa-1-P Glukosa Fosforylasa A Glukantransferasa α-1,6-glukosidasa

15 10. AKTIVACE FOSFORYLASY PRO GLYKOGENOLÝZU Receptor Glukagon - camp - Proteinkinasa A - Fosforylace aktivace enzymů AC α GDP γ β γ β Aktivace α GTP Adenylátcyklasa G-Protein 4 PP i 4 4 camp R C C R Proteinkinasa A (inaktivní) C Proteinkinasa A (aktivní) C + R 2 (camp) 4 R R camp R camp camp camp 4 4 ADP Fosforylasakinasa (inaktivní) 2 2 ADP Fosforylasakinasa (aktivní) Glykogensynthasa (aktivní) Glykogensynthasa (inaktivní) Inhibitor (inaktivní) Ca 2+ Glykogenfosforylasa B (inaktivní) 4 4 ADP Glykogenfosforylasa A (aktivní) 4 P i 4 H 2 O Fosfoproteinfosfatasa Inhibitor (aktivní) ADP - - AMP 4 P i 4 H 2 O Fosfoproteinfosfatasa

16 11. CORIHO-ALANINOVÝ CYKLUS KREV - Spojka metabolismu jater, svalů a krevních buněk Glukosa Glukosa Glukosa JÁTRA SVAL Glukosa Glukosa-6-P Glukosa-6-P GNG Glykogen Erytrocyty Leukocyty Trombocyty Kůže Glykogen Pyruvát Pyruvát ALT Alanin CKC Laktát Laktát Alanin ALT

17 12. PENTOSOVÝ CYKLUS - cytosol NADPH+H + Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfátdehydrogenasa 6-Fosfoglukonát NADP + NADPH + H + 6-Fosfoglukonát NADP + NADPH + H + 6-Fosfoglukonát NADP + NADPH + H + 6-Fosfoglukonátdehydrogenasa NADP + NADPH + H + NADP + NADPH + H + NADP + NADPH + H + CO 2 Ribulosa-5-fosfát CO 2 Ribulosa-5-fosfát CO 2 Ribulosa-5-fosfát 3-Epimerasa Ketoisomerasa 3-Epimerasa Xylulosa-5-fosfát Ribosa-5-fosfát Xylulosa-5-fosfát Transketolasa Glyceraldehyd-3-fosfát Transaldolasa Sedoheptulosa-7-fosfát Synthesa nukleotidů, RNA,DNA Fruktosa-6-fosfát Erythrosa-4-fosfát Transketolasa Fruktosa-6-fosfát Glyceraldehyd-3-fosfát Fosfohexosaisomerasa Fosfohexosaisomerasa Fosfotriosaisomerasa Aldolasa Fruktosa-1,6-bisfosfatasa ½ Fruktosa-1,6-bisfosfát Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát Fosfohexosaisomerasa ½ Fruktosa-6-fosfát ½ Glukosa-6-fosfát

18 Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát Glyceraldehyd-3-fosfát Glyceraldehyd-3-fosfát Fosfotriosaisomerasa Dihydroxyacetonfosfát Aldolasa Fruktosa-1,6-bisfosfát Fruktosa-1,6- bisfosfatasa Fruktosa-6-fosfát Fosfohexosaisomerasa Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát Glukosa-6-fosfát

19 13. METABOLISMUS FRUKTOSY - Játra - Fruktokinasa - Extrahepatální tkáň Hexokinasa - Hyperurikémie - Hypercholesterolemie - Hyperlipoproteinemie Glukosa ADP Hexokinasa Fruktosa-6-fosfát Mg 2+ Fosfohexosaisomerasa Svaly Ledviny NADH + H + NAD + Glukosa-6-fosfatasa Glukosa Glukosa-6-fosfát Sacharosa Sacharasa Fruktokinasa Fruktosa Glucitol (sorbitol) Iditoldehydrogenasa NADP + Aldolasa Játra Mg 2+ Reduktasa ADP NADPH + H + Fruktosa-1-fosfát Glukosa Aldolasa B Dihydroxyacetonfosfát Glycerol-3-fosfát NADH + H + NAD + Glycerolkinasa Mg 2+ ADP Glycerol Glycerol-3-fosfátdehydrogenasa Alkoholdehydrogenasa D-Glyceraldehyd -Triokinasa Játra Mg 2+ ADP Glyceraldehyd-3-fosfát Triacylglyceroly (č.30) Fosfolipidy (č.30) Anaerobní glykolýza (č.2) Glukoneogeneze (č.5) Pentosový cyklus (č.12)

20 14. BIOSYNTÉZA LAKTOSY - 2 molekuly glukosy ADP Mg 2+ Glukosa Glukosa-6-fosfát Glukosa-1-fosfát Hexokinasa Fosfoglukomutasa UDP-Glukosapyrofosforylasa PP i UDP-Glukosa Uridindifosfátgalaktosa-4- epimerasa NAD + UDP-Galaktosa Laktosasynthasa Laktosa Glukosa

21 15. BIOSYNTÉZA VITAMINU C - Metabolismus uronových kyselin - UDP-glukuronát - Kys. askorbová - Pentosový cyklus Glukosa ADP UTP PP i Mg 2+ Glukosa-6-fosfát Glukosa-1-fosfát Glukokinasa Fosfoglukomutasa UDPGlcpyrofosforylasa UDPGlcdehydrogenasa Uridindifosfátglukosa H 2 O 2 NAD + L-Gulonát D-Glukuronát Uridindifosfátglukuronát 2 NADH + 2 H + NADP + NADPH + H + UDP H 2 O H 2 O L-Gulonolakton Gulonolaktonoxidasa D-Xylulosa-5-fosfát L-Askorbát Pentosový cyklus (č.12)

22 Fumarasa Malátdehydrogenasa L-Malát 16. CITRÁTOVÝ CYKLUS - 12 (1+11) / 1 mol acetyl-coa - 24 / 1mol glukosy - mitochondrie NAD + Oxalacetát H 2 O Acetyl-CoA NADH + H + CoA~SH Citrátsynthasa Citrát Akonitasa Fumarát H 2 O H 2 O Fe 2+ Sukcinátdehydrogenasa FADH 2 [Cis-Akonitát] FAD H 2 O Akonitasa Fe 2+ Sukcinát Sukcinátthiokinasa CoA~SH GTP ADP Nukleosiddifosfátkinasa NAD + Isocitrát GDP + P i Sukcinyl-CoA NADH + H + NADH + H + Isocitrátdehydrogenasa α-ketoglutarátdehydrogenásový komplex NAD + CO 2 CoA~SH α-ketoglutarát CO 2 Mn 2+ [Oxalsukcinát] Isocitrátdehydrogenasa

23 17. GLYOXYLÁTOVÝ CYKLUS Malátdehydrogenasa Oxalacetát Citrátsynthasa H 2 O Acetyl-CoA NADH + H mol acetyl-coa - podzemní části rostlin - využití pro glukoneogenezi u rostlin NAD + CoA~SH Citrát L-Malát Akonitasa Malátsynthasa CoA~SH H 2 O Fe 2+ Acetyl-CoA [Cis-Akonitát] Glyoxylát H 2 O Sukcinát Akonitasa Fe 2+ Isocitrátlyasa Isocitrát

24 18. CITRÁTOVÝ A GLYOXYLÁTOVÝ CYKLUS VZÁJEMNÁ SOUVISLOST Malátdehydrogenasa Oxalacetát Acetyl-CoA Citrátsynthasa Citrátový cyklus Glyoxylátový cyklus CoA~SH Fumarasa L-Malát Citrát Akonitasa Fumarát Acetyl-CoA [Cis-Akonitát] Sukcinátdehydrogenasa Malátsynthasa Glyoxylát Akonitasa Sukcinát Isocitrátlyasa Isocitrát Sukcinátthiokinasa Sukcinyl-CoA Isocitrátdehydrogenasa [Oxalsukcinát] α-ketoglutarátdehydrogenásový komplex α-ketoglutarát Isocitrátdehydrogenasa

25 19. BIOSYNTÉZA MASTNÝCH KYSELIN Acetyl-CoA HCO biotin ADP + Pi Mg 2+ Acetyl-CoA-karboxylasa Malonyl-CoA - cytoplasma - spotřeba - elongace malonyl-coa Acetyltransacylasa Malonyltransacylasa CoA Vazba na komplex synthasy mastných kyselin CoA Acetyl(acyl)-malonyl-enzym 3-Ketoacylsynthasa CO 2 3-Ketoacyl-enzym NADPH + H + 3-Ketoacylreduktasa Cytosolové zdroje NADPH+H + : NADP + 3-Hydroxyacyl-enzym Pentosový cyklus Isocitrátdehydrogenasa Jablečný (malic) enzym H 2 O Hydratasa 2,3-Nenasycený acyl-enzym (Enoyl) NADPH + H + Enoylreduktasa Thioesterasa H 2 O NADP + Acyl-enzym Palmitát

26 20. CITRÁT ŠTĚPÍCÍ CESTA - Transport acetyl-coa pro biosyntézu mastných kyselin do cytosolu MITOCHONDRIE CYTOSOL Acetyl-CoA -citrátlyasa Acetyl-CoA Citrát Citrát CoA~SH CoA~SH ADP + P i H 2 O Malát Malát Oxalacetát Oxalacetát ADP + P i Pyruvátkarboxylasa Malát Mg 2+ Malic enzym NADP + + CO 2 + biotin Pyruvát Pyruvát NADPH + H + CO 2

27 21. β-oxidace MASTNÝCH KYSELIN FFA + CoA~SH AMP + PP i Acyl-CoA Acyl-CoAsynthetasa Karnitinpalmitoyltransferasa I - KARNITIN - Mitochondrie CYTOSOL Vnější mitochondriální membrána Acyl-CoA L-Karnitin Acylkarnitin CoA~SH Karnitinpalmitoyltransferasa II L-Karnitin Karnitinacyl- Kaaa karnitintranslokasa Acylkarnitin Vnitřní mitochondriální membrána MITOCHONDRIE Acylkarnitin Acyl-CoA Acyl-CoAdehydrogenasa FAD FADH 2 Dýchací řetězec (č.57) trans-enoyl-coa H 2 O Enoyl-CoAhydratasa 3-Hydroxyacyl-CoA NAD + 3-Hydroxyacyl-CoAdehydrogenasa NADH + H + Dýchací řetězec (č.57) Další cyklus β-oxidace 3-Ketoacyl-CoA CoA~SH Thiolasa Acyl-CoA + Acetyl-CoA Citrátový cyklus (č.16)

28 22. β-oxidace MK S LICHÝM POČTEM ATOMŮ UHLÍKŮ FFA + CoA~SH AMP + PP i Acyl-CoA Acyl-CoAsynthetasa Karnitinacyltransferasa I - KARNITIN - Mitochondrie - Propionyl-CoA CYTOSOL Vnější mitochondriální membrána Acyl-CoA L-Karnitin Acylkarnitin CoA~SH Karnitinacyltransferasa II L-Karnitin Karnitinacyl- Kaaa karnitintranslokasa Acylkarnitin Vnitřní mitochondriální membrána MITOCHONDRIE Acylkarnitin Acyl-CoA Acyl-CoAdehydrogenasa FAD FADH 2 Dýchací řetězec (č.57) Acetyl-CoA (2C) Propionyl-CoA (3C) trans-enoyl-coa H 2 O Poslední otáčka Další cyklus β-oxidace Enoyl-CoAhydratasa 3-Hydroxyacyl-CoA NAD + 3-Hydroxyacyl-CoAdehydrogenasa NADH + H + 3-Ketoacyl-CoA CoA~SH Thiolasa Dýchací řetězec (č.57) Acyl-CoA + Acetyl-CoA Citrátový cyklus (č.16)

29 23. β-oxidace KYSELINY OLEJOVÉ (C 18:1 ) FFA + CoA~SH AMP + PP i Acyl-CoA Acyl-CoAsynthetasa Karnitinacyltransferasa I - KARNITIN - Mitochondrie - Isomerasa místo dehydrogenasy CYTOSOL Vnější mitochondriální membrána Acyl-CoA L-Karnitin Acylkarnitin CoA~SH Karnitinacyltransferasa II L-Karnitin Karnitinacyl- Kaaa karnitintranslokasa Acylkarnitin Vnitřní mitochondriální membrána MITOCHONDRIE Acylkarnitin C = O cis S - CoA 3 cykly β-oxidace 3 Acetyl-CoA 3 FADH 2 3 NADH + H + 3 Cis - dodecenoyl-coa C = O cis S - CoA kys. olejová C = O S - CoA do trans pozice Enoyl -CoA-isomerasa (náhrada FADH 2 -dehydrogenasy)

30 Enoyl -CoA-isomerasa (náhrada FADH 2 -dehydrogenasy) C = O S - CoA trans forma C = O S - CoA trans forma 5 cyklů β-oxidace 5 NADH + H + 4 FADH 2 6 Acetyl-CoA ENERGETICKÝ ZISK: 9 Acetyl-CoA = cykly 3 (3+2) = 15 5 cyklů 5 (3+2) = (za isomerasu) - 2 (aktivace) 144

31 VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO Fakulta veterinární hygieny a ekologie Ústav biochemie a biofyziky (Projekt IVA 2014FVHE/2110/018) ENERGETICKÁ BILANCE BETA-OXIDACE MK 1. SE SUDÝM POČTEM ATOMŮ UHLÍKU - finální produkt = acetyl-coa Kyselina palmitová (C16) 16:2 (=počet uhlíků acetyl-coa) = 8..8x acetyl-coa na 7 otoček Proč 7 otoček? V poslední se acetacetyl-coa rozpadne na 2x acetyl-coa V každé otočce vzniká 1x FADH 2 a 1x NADH+H + 1x acetyl-coa 1x FADH 2 1x NADH+H + 12 (CKC) 2 (respirační řetězec) 3 (respirační řetězec) 8x acetyl-coa 7x FADH 2 7x NADH+H + 8 x 12 = 96 mol 7 x 2 = 14 mol 7 x 3 = 21 mol 131 mol - 2 mol (aktivace MK) 129 mol

32 VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO Fakulta veterinární hygieny a ekologie Ústav biochemie a biofyziky (Projekt IVA 2014FVHE/2110/018) 2. S LICHÝM POČTEM ATOMŮ UHLÍKU - finální produkt = acetyl-coa a propionyl-coa Kyselina pentadecylová-pentadekanová (C15) 6 otoček 6x acetyl-coa 1x propionyl-coa V každé otočce vzniká 1x FADH 2 a 1x NADH+H + 1x acetyl-coa 1x FADH 2 1x NADH+H + 12 (CKC) 2 (respirační řetězec) 3 (respirační řetězec) 6x acetyl-coa 1x propionyl-coa 6x FADH 2 6x NADH+H + 6 x 12 = 72 mol 1 x 5 = 5 mol 6 x 2 = 12 mol 6 x 3 = 18 mol 107 mol - 2 mol (aktivace MK) 105 mol propionyl-coa na sukcinyl-coa - spotřeba 1x (karboxylace) sukcinyl-coa po oxalacetát - vznik 6 x.celkem 5 z propionyl-coa

33 VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO Fakulta veterinární hygieny a ekologie Ústav biochemie a biofyziky (Projekt IVA 2014FVHE/2110/018) - finální produkt = acetyl-coa 3. S JEDNOU DVOJNOU VAZBOU Kyselina olejová (C18:1) 18:2 (=počet uhlíků acetyl-coa) = 9..9x acetyl-coa na 8 otoček V každé otočce vzniká 1x FADH 2 a 1x NADH+H + kromě isomerace cis vazby do polohy trans (isomerasa nahrazuje FAD-dehydrogenasu = - 1x FADH 2 ) 1x acetyl-coa 1x FADH 2 1x NADH+H + 12 (CKC) 2 (respirační řetězec) 3 (respirační řetězec) 9x acetyl-coa 8x FADH 2 8x NADH+H + 9 x 12 = 108 mol 8 x 2 = 16 mol 8 x 3 = 24 mol 148 mol - 2 mol (aktivace MK) - 2 mol (za isomerasu) 144 mol

34 24. BIOSYNTÉZA CHOLESTEROLU H 2 O HMG-CoA-synthasa Acetyl-CoA + Acetyl-CoA Thiolasa Acetacetyl-CoA CoA~SH Acetyl-CoA CoA~SH 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA) 2 NADPH + 2H + HMG-CoA-reduktasa 2 NADP + + CoA~SH Mevalonát Mevalonátkinasa Mg 2+ ADP Mevalonát-5-fosfát Fosfomevalonátkinasa Mg 2+ ADP Mevalonát-5-pyrofosfát ADP Mg 2+ Kinasa - cytoplasma, ER - játra, střevo, kůže Mevalonát-3-fosfo- 5-pyrofosfát 3,3-Dimethylallyl-pyrofosfát C5 Pyrofosfomevalonátdekarboxylasa 3 CO P i Isopentenylpyrofosfát Isopentenylpyrofosfátisomerasa C5 Postranní řetězec ubichinonu Skvalenoxid Lanosterol cis-prenyltransferasa cis-prenyltransferasa trans-prenyltransferasa Oxidoskvalenlanosterolcyklasa NADPH+H + FAD Skvalenepoxidasa NADPH+H + O 2 PP i Geranylpyrofosfát PP i Farnesylpyrofosfát Skvalensynthetasa ½ O 2 H-COOH 2 PP i Skvalen NADPH + H + Mg 2+ Mn 2+ NADP + C30 C10 C15 14-Desmethyllanosterol cis-prenyltransferasa 2 CO 2 O 2, NADPH+H + NAD + Zymosterol Dolichol Isomerasa Cholesterol C27 NADPH+H + Desmosterol Reduktasa (24-Dehydrocholesterol) NADPH+H + O 2 Cholestadienol

35 25. PŘEMĚNA CHOLESTEROLU NA ŽLUČOVÉ KYSELINY - hydroxylace - primární - sekundární - terciární NADPH + H + NADP + Cholesterol 7α Hydroxylasa Vitamin C 7α-Hydroxycholesterol O 2 O 2 NADPH + H + NADPH + H + 2 CoA ~ SH 2 CoA ~ SH Propionyl-CoA Propionyl-CoA CoA ~ SH Taurin kys. Taurocholová kys. Cholová (primární) kys. Chenodeoxycholová (primární) kys. Oxolithocholová (sekundární) Glycin CoA ~ SH 7α Dehydroxylace kys. Glykocholová Dekojugace kys. Tauro+Glykochenodeoxycholová 7α Dehydroxylace Dekojugace kys. Ursodeoxycholová (terciární) kys. Deoxycholová (sekundární) kys. Lithocholová (sekundární) kys. Sulfolithocholová (terciární)

36 26. PŘEMĚNA CHOLESTEROLU NA VITAMIN D - dehydrogenace - CaBP Cholesterol Játra 7,8-Dehydrogenace UV záření 7-Dehydrocholesterol Provitamín D 3 Vitamín D 3 (Cholekalciferol,Kalciol) Malpighiho vrstva epidermis Játra 25-Hydroxylasa (Monooxygenasa, cyt P450, O 2, NADPH + H + ) Jiné metabolity 25-Hydroxycholekalciferol (Kalcidiol) 24 Hydroxylasa 24,25-Dihydroxycholekalciferol (neaktivní) Ledviny 1α Hydroxylasa (Monooxygenasa, cyt P450, O 2, NADPH + H + ) 1α,25-Dihydroxycholekalciferol (Kalcitriol) (aktivní) Střevo (CaBP)

37 27. ČLUNEK MALÁTOVÝ (MALÁTDEHYDROGENASOVÝ) - srdce, játra, ledviny CYTOSOL Vnitřní mitochondriální membrána MITOCHONDRIE NAD + Malát Malát NAD + Malátdehydrogenasa Malátdehydrogenasa NADH + H + Oxalacetát Oxalacetát NADH + H + Glutamát AST (aspartátaminotrasferasa) AST (aspartátaminotrasferasa) Glutamát 2-Oxoglutarát Aspartát Aspartát 2-Oxoglutarát

38 28. ČLUNEK GLYCEROL-3-FOSFÁTDEHYDROGENASOVÝ (DIHYDROXYACETONFOSFÁTOVÝ) - kosterní svaly, mozek CYTOSOL Vnější mitochondriální membrána MITOCHONDRIE Vnitřní mitochondriální membrána NAD + Glycerol-3-fosfát Glycerol-3-fosfát FAD Glycerol-3-P-dehydrogenasa Glycerol-3-P-dehydrogenasa NADH + H + DHAP DHAP FADH 2

39 29. ČLUNEK KREATINFOSFÁTOVÝ procesy vyžadující energii, např. svalová kontrakce CKa Mg 2+ ADP ADP Kreatin Mg 2+ CKc Kreatin-P Mg 2+ CKg ADP - SARKOPLASMA CKm MEZIMEMBRÁNOVÝ PROSTOR Aerobní fosforylace ADP MATRIX Kreatinkinasa a (Cka) enzym s vysokými požadavky na to je připraveno např. pro svalovou kontrakci Kreatinkinasa c (CKc) enzym, který udržuje rovnováhu mezi kreatinem/kreatin P a /ADP Kreatinkinasa g (CKg) enzym, který spojuje glykolýzu se syntézou kreatin-p Kreatinkinasa m (CKm) - mitochondriální enzym, který zprostředkovává tvorbu kreatin-p z produkovaného aerobní fosforylací

40 30. METABOLISMUS GLYCEROLFOSFOLIPIDŮ Glycerol Glycerol-3-fosfát Dihydroxyacetonfosfát Glykolýza Glycerolkinasa Glycerol-3-fosfát- (glyceronfosfát) dehydrogenasa Acyl-CoA (nasycený) Acyl-CoA (nasycený) 2-Monoacylglycerol Acyl-CoA Cholin Cholinkinasa ADP CTP Fosfocholincytidylyltransferasa Fosfocholin PP i CoA Monoacylglycerolacyltransferasa (střevo) Mg 2+ CDP-cholin CMP Mg 2+ Fosfocholindiacylglyceroltransferasa Fosfatidylcholin ADP 1-Acylglycerol-3-fosfát (lysofosfatidát) 1,2-Diacylglycerolfosfát (fosfatidát) 1,2-Diacylglycerol Triacylglycerol CoA H 2 O P i Acyl-CoA (nenasycený) CoA Acyl-CoA Diacylglycerolacyltransferasa CoA NAD + NADH + H + Glycerol-3-fosfátacyltransferasa Fosfatidátfosfohydrolasa NADP + NADPH + H + 1-Acyldihydroxyacetonfosfátreduktasa 1-Acylglycerol-3-fosfátacyltransferasa CDP-diacylglycerol Fosfatidylinositol CTP PP i Inositol CMP 1-Acyldihydroxyacetonfosfát Dihydroxyacetonfosfátacyltransferasa Glyceroletherové fosfolipidy (např. plasmalogen, PAF) CTP-fosfatidát-cytidylyltransferasa Mg 2+ Kinasa CoA ADP Kardiolipin CDP-diacylglycerol-inositoltransferasa Fosfatidylinositol- 4-fosfát Fosfatidylethanolamin (-CH 3 ) 3 Serin ADP Mg 2+ Kinasa CO 2 Fosfatidylserin Ethanolamin Fosfatidylinositol- 4,5-bisfosfát

41 31. FOSFATIDYL-INOSITOLOVÁ KASKÁDA Hormon - PIP 2 - Proteinkinasa C - Ca 2+ Buněčná membrána α β γ β γ α Fosfolipasa C PIP 2 + Proteinkinasa C Aktivovaný receptor G-protein GDP GTP Diacylglycerol + GTP GDP H 2 O GDP + P i Ca 2+ Inositol 1,4,5- trifosfát Fosforylace proteinů Adenylátcyklasa Glykogensynthasa Pyruvátdehydrogenasa Pyruvátkinasa Pyruvátkarboxylasa Ca 2+ IP 3 receptor Endoplazmatické retikulum Ca 2+ Ca 2+ - iontový kanál

42 32. BIOSYNTÉZA SFINGOLIPIDŮ Palmitoyl-CoA Serin Pyridoxalfosfát Mn 2+ CoA~SH CO 2 3-Ketosfinganin 3-Oxosfinganinreduktasa NADPH + H + NADP + Dihydrosfingosin (Sfinganin) Sfinganindehydrogenasa F p F p H 2 UDPGal UDP Sfingosin (Sfingenin) Ceramid Sfingomyelin Acyl-CoA CoA Fosfatidylcholin Diacylglycerol UDPGlc UDP Galaktosylceramid (Cerebrosid) PAPS Glucosylceramid (Cer-Glc) UDPGal UDP Sulfogalaktosylceramid (Cerebrosid) Cer-Glc-Gal CMP-NeuAc CMP Vyšší gangliosidy (disialo- a trisialogangliosidy) Jednoduchý gangliosid (G M1 ) UDPGal UDP Cer-Glc-Gal-NeuAc (G M3 ) Cer-Glc-Gal-GalNAc UDP-N-acetylgalaktosamin UDP NeuAc (G M2 )

43 33. SYSTÉM RENIN-ANGIOTENSIN-ALDOSTERON Aktivita sympatiku Játra Plíce Ledviny Povrch plic a endotel ledvin ACE (angiotenzin konvertující enzym) Tubulární resorpce Na +,Cl - Exkrece K + Retence H 2 O Angiotensinogen Angiotensin I Angiotensin II Koncentrace Na +,Cl - Krevní tlak Objem krve Renin Kůra nadledvin Vazokonstrikce Aldosteron Retence vody a soli. Zvýšení cirkulujícího objemu. Zvýšení perfuze juxtaglomerulárního aparátu. Ledviny Zvýšení krevního tlaku Zadní lalok hypofýzy ADH Zvýšení pocitu žízně (dipsogenní faktor) Sběrný kanálek: absorpce H 2 O

44 34. METABOLISMUS TUKOVÉ TKÁNĚ Glukosa-6-fosfát Glykolysa PPP CO 2 Acetyl-CoA NADPH + H + Lipogeneze β-oxidace Acyl-CoA Esterifikace Glycerol-3-fosfát Citrátový cyklus CoA Triacylglycerol 2 CO 2 Acyl-CoAsynthetasa Hormonsensitivní lipasa Lipolýza FFA FFA POOL 2 POOL 1 Lipogeneze Glycerol Lipoproteinová lipasa FFA Glycerol TAG (chylomikrony,vldl) Glukosa FFA Glycerol

45 35. KETOGENEZE - Játra - Mitochondrie HEPATOCYT MITOCHONDRIE Aminokyseliny β-oxidace MK Pyruvát (sacharidy) Pyruvát Acetyl-CoA + Acetyl-CoA CoA~SH Thiolasa Acetacetyl-CoA Acetyl-CoA β-hydroxy-β-methylglutaryl-coa-synthasa β-hydroxy-β-methylglutaryl-coa (HMG-CoA) Acetyl-CoA HMG-CoA-Lyasa CO 2 Spontánní neenzymová dekarboxylace Acetacetát NADH + H + β-hydroxybutyrátdehydrogenasa NAD + Aceton (Eliminace v plicích a ledvinách) β-hydroxybutyrát

46 36. KETOLÝZA I. reakce - s využitím sukcinyl-coa - Extrahepatální tkáně - Mitochondrie MITOCHONDRIE Acetacetát NADH + H + NAD + 3 β-hydroxybutyrát-dehydrogenasa β-hydroxybutyrát Sukcinyl-CoA-acetacetát-CoA-transferasa (chybí v játrech) Acetacetyl-CoA Sukcinyl-CoA Sukcinát CoA~SH Thiolasa CKC 5 Citrát Oxalacetát 12 Acetyl-CoA + Acetyl-CoA 12

47 II. reakce - bez využití sukcinyl-coa MITOCHONDRIE Acetacetát NADH + H + NAD + 3 β-hydroxybutyrát-dehydrogenasa β-hydroxybutyrát Acetacetyl-CoA-synthetasa (chybí v játrech) + CoA~SH AMP +PP i Acetacetyl-CoA CoA~SH Thiolasa CKC 12 Acetyl-CoA + Acetyl-CoA 12

48 VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO Fakulta veterinární hygieny a ekologie Ústav biochemie a biofyziky (Projekt IVA 2014FVHE/2110/018) ENERGETICKÁ BILANCE KETOLÝZY 1. S VYUŽITÍM SUKCINYL-CoA A) Z β-hydroxybutyrátu - β-hydroxybutyrátdehydrogenasa 1x NADH+H + = 3-2x acetyl-coa 2x 12 = 24 - sukcinát po oxalacetát 5x = 5 32 mol B) Z ACETACETÁTU - 2x acetyl-coa 2x 12 = 24 - sukcinát po oxalacetát 5x = 5 29 mol

49 VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO Fakulta veterinární hygieny a ekologie Ústav biochemie a biofyziky (Projekt IVA 2014FVHE/2110/018) 2. BEZ VYUŽITÍ SUKCINYL-CoA A) Z β-hydroxybutyrátu - β-hydroxybutyrátdehydrogenasa 1x NADH+H + = 3-2x acetyl-coa 2x 12 = (acetacetyl-coa-synthetasa) 26 mol B) Z ACETACETÁTU - 2x acetyl-coa 2x 12 = 24-1 (acetacetyl-coa-synthetasa) 23 mol

50 37. LIPOPROTEINY CHYLOMIKRONY POHYB PO ORGANISMU STŘEVO LYMFA B-48 E JÁTRA TAG CHOLESTEROL FOSFOLIPIDY A C A HDL LRP LDL nativní chylomikron B-48 apoa apoc C A zralý chylomikron E Lipoproteinová lipasa EXTRAHEPATÁLNÍ TKÁŇ Mastné kyseliny + glycerol remnant B-48 E LDL (apob-100, apoe receptor) LRP protein spřažený s LDL receptorem)

51 38. LIPOPROTEINY VLDL - BIOSYNTÉZA Nativní VLDL HEPATOCYT Golgiho komplex Glykosylové zbytky Cholesterol Estery cholesterolu Hladké ER Apo-B100, C, E Drsné ER Triacylglycerol Fosfolipidy 1,2 - Diacylglycerol CDP-cholin Fosfocholin Glycerol ACYL - CoA Cholin

52 39. LIPOPROTEINY VLDL POHYB PO ORGANISMU JÁTRA LDL LDL TAG CHOLESTEROL FOSFOLIPIDY B-100 E Mastné kyseliny + glycerol C nativní VLDL E B-100 C A HDL C E apoc Lipoproteinová lipasa zralý VLDL EXTRAHEPATÁLNÍ TKÁŇ LDL IDL B-100 B % E LDL E 30%

53 40. LIPOPROTEINY INTERNALIZACE LDL B-100 E Klatrin povlečený váček endolysosom endosom lysosom C+CE MK AMK ACAT cholesterol aminokyseliny mastné kyseliny estery cholesterolu nadprodukce cholesterolu INHIBICE: HMG-CoA reduktasy syntézy receptoru pro LDL

54 41. LIPOPROTEINY vzájemná souvislost chylomikronů a VLDL lipoproteinů STŘEVO EXTRAHEPATÁLNÍ TKÁŇ B-48 JÁTRA A C B-100 Chylomikron E LDL E B-100 B-48 Kapiláry endotelu cév s LPL remnant E C VLDL E IDL B-100 E Kapiláry endotelu cév s LPL

55 STŘEVO 42. LIPOPROTEINY HDL C LCAT JÁTRA C+CE+PL TAG nativní HDL Jaterní lipasa SR-B1 CHOLESTEROL FOSFOLIPIDY EXTRA- HEPATÁLNÍ TKÁŇ C ABCA1 ABCG1 SR-B1 LCAT C+CE CETP C+CE HDL 3 HDL 2

56 TAG CHOLESTEROL FOSFOLIPIDY CETP protein přenášející estery cholesterolu CE estery cholesterolu TAG - triacylglyceroly LCAT C+CE C+CE HDL 3 HDL 2 CETP VLDL, IDL, LDL

57 43. BIOSYNTÉZA HEMU - ALA - Cytosol, mitochondrie Sukcinyl-CoA Glycin Ala-synthasa CoA~SH Pyridoxalfosfát α-amino-β-ketoadipát Ala-synthasa CO 2 MITOCHODNRIE δ-aminolevulát (ALA) + δ-aminolevulát (ALA) Ala-dehydratasa 2 H 2 O 4x Porfobilinogen Uroporfyrinogensynthasa 4 NH 3 + Hydroxymethylbilan Spontánní cyklizace Uroporfyrinogen-III-synthasa Uroporfyrin I Koproporfyrin I 6 H Světlo Uroporfirinogen I Uroporfyrinogen III Uroporfyrinogen- 6 H 4 CO 2 dekarboxylasa 4 CO 2 Světlo Koproporfyrinogen I Koproporfyrinogen III 6 H Světlo 6 H Světlo Uroporfyrin I Koproporfyrin III Koproporfyrinogenoxidasa MITOCHODNRIE Protoporfyrinogen III Protoporfyrinogenoxidasa nebo in vitro na světle 6 H Protoporfyrin III Ferrochelatasa Fe 2+ Hem

58 44. DEGRADACE HEMOGLOBINU Hemoglobin Hem + globin 2 O 2 + NADPH + H + Hemoxygenasa CO + H 2 O + NADP + Hemoglobin 2 O 2 Hemoxygenasa CO Biliverdin Fe 3+ Hemoxygenasa Verdoglobin Biliverdinreduktasa NADPH + H + NADP + Fe 3+ globin Bilirubin RES Bilirubin Albumin Moč Ligandin (Protein Y) Bilirubin UDP-glukuronát UDP-glukosiduronáttransferasa UDP Bilirubinmonoglukosiduronát Bilirubindiglukosiduronát (konjugovaný bilirubin) Játra Sterkobilin Urobilin 2 H 2 H Sterkobilinogen 4 H Urobilinogen 4 H Bilirubindiglukosiduronát Žlučovody Bilirubindiglukosiduronát Reduktasy β-glukosiduronatasy Glc-UA Mesobilirubin Střevo

59 45. UREOSYNTETICKÝ CYKLUS - Játra - Cytosol, mitochondrie - 3 CO 2 NH 4 + CO 2 + NH 4 + Močovina 2 2 Mg 2+ Karbamoylfosfátsynthasa L-Ornithin H 2 O 2 ADP + P i N-Acetylglutamát Karbamoylfosfát L-Ornithin Ornithinkarbamoyltransferasa Arginasa L-Arginin Argininsukcinasa (Argininsukcinátlyasa) Fumarát H 2 O Fumarasa P i L-Citrullin Argininsukcinát NAD + Malát NADH + H + Malátdehydrogenasa L-Citrullin Argininsukcinátsynthetasa Mg 2+ AMP + PP i Oxalacetát L-Aspartát 2-OG Glu AST

60 46. SCHÉMA PŘEMĚNY AMK - SERIN - SHRNUTÍ Glukosa 3-Fosfoglycerát Fosfatidylserin 3-P-Hydroxypyruvát Glu Fosfoserin Fosfatidylethanolamin GLYCIN SERIN Ethanolamin Fosfatidylcholin CH 2 -OH-THF Cholin Acetylcholin NH 3 Pyruvát Palmitoyl-CoA Sfingomyeliny Sfingosin

61 47. SCHÉMA PŘEMĚNY AMK - GLYCIN - SHRNUTÍ Ala Pyruvát (Oxalurie) Glyoxylát Syntéza: Kreatinu Purinů Porfyrinů SERIN GLYCIN Glutathionu CH 2 -OH-THF Konjugátů (ŽK, kys. hippurová) CO 2 Mitochondrie NH 3

62 48. SCHÉMA PŘEMĚNY AMK METHIONIN+CYSTEIN - SHRNUTÍ Cystin Serin -2H Cysteamin METHIONIN CYSTEIN Dekarboxylace SAM Homoserin Glutathion (γ-glutamyl-cysteinyl-glycin) Sukcinyl-CoA 3-Cysteinsulfinát Merkapturové kys. (N-acetyl-S-arylcystein) Dekarboxylace SO 4 2- SO 3 2- Hypotaurin Taurin (ŽK) PAPS Pyruvát

63 49. SCHÉMA PŘEMĚNY AMK - ASPARAGIN+ASPARTÁT - SHRNUTÍ NH 3 pro syntézu močoviny AMP z IMP purinů Malát Fumarát Oxalacetát AST ASPARTÁT Inkorporace do kostry pyrimidinů Glu 2-OG NH 3 Glu ASPARAGIN Gln CO 2 β-alanin

64 50. SCHÉMA PŘEMĚNY AMK - GLUTAMIN+GLUTAMÁT - SHRNUTÍ ORNITHIN PROLIN HISTIDIN Laktát Glutamát-5-semialdehyd AMK 2-OK CO 2 2-Oxoglutarát Transaminace GLUTAMÁT γ-aminobutyrát (inhibiční neurotransmiter) NH 3 GLUTAMIN NH 3 Cystein Glycin Folát Transport NH 3 do jater a ledvin Donor NH 3 pro syntézu karbamoylfosfátu purinů aminocukrů Glutathion

65 51. SCHÉMA PŘEMĚNY AMK - VALIN+LEUCIN+ISOLEUCIN - SHRNUTÍ VALIN ISOLEUCIN LEUCIN Propionyl-CoA Propionyl-CoA Acetyl-CoA 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA) D-Methylmalonyl-CoA L-Methylmalonyl-CoA D-Methylmalonyl-CoA L-Methylmalonyl-CoA Acetoacetát HMG-CoA-lyasa Acetyl-CoA Sukcinyl-CoA Sukcinyl-CoA Glukogenní Glukogenní Ketogenní Ketogenní

66 52. SCHÉMA PŘEMĚNY AMK - FENYLALANIN+TYROSIN - SHRNUTÍ Fumarát Acetoacetát FENYLALANIN Hydroxylace TYROSIN Hydroxylace Tyramin Thyroxin DOPA Dekarboxylace Dopamin Hydroxylace Noradrenalin Methylace Adrenalin

67 53. SCHÉMA PŘEMĚNY AMK - TRYPTOFAN - SHRNUTÍ Alanin 5-Hydroxytryptofan Hydroxylace TRYPTOFAN 3-Hydroxyanthranilát NAD(P) + Dekarboxylace 5-Hydroxytryptamin (serotonin) Tlusté střevo Dekarboxylace Acetyl-CoA Acetylace Methylace Tryptamin Melatonin

68 54. SCHÉMA PŘEMĚNY AMK - ARGININ - SHRNUTÍ Kreatinfosfátový člunek Polyaminy Putrescin Kreatin ARGININ Kreatinfosfát NO Urea Ornithin Kreatinin Ornithin Glutamát

69 55. SCHÉMA PŘEMĚNY AMK - GLUKOGENNÍ+KETOGENNÍ - SHRNUTÍ Treonin Glycin Tryptofan Glukosa Serin Cystein Pyruvát Alanin Leucin Isoleucin Treonin Lysin Tryptofan Fosfoenolpyruvát Acetyl CoA Acetoacetyl CoA Aspartát Asparagin Oxalacetát Acetoacetát Fenylalanin Tyrosin Fumarát Citrát Leucin Fenylalanin Tyrosin Valin Methionin Isoleucin Treonin Sukcinyl-CoA α-ketoglutarát Glutamát Glutamin Prolin Arginin Histidin

70 56. SCHÉMA PŘEMĚNY AMK - PROPOJENÍ METABOLISMU AMK - SHRNUTÍ ARGININ PROLIN HISTIDIN Urea ORNITHIN 1-Pyrrolin-5-karboxylát Urokanát Glutamát-5-semialdehyd N-formiminoglutamát GLUTAMÁT 2-Oxoglutarát 2-OK AMK GLUTAMIN

71 mezimembránový prostor 57. DÝCHACÍ ŘETĚZEC SCHÉMA 2 H + 2 H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + 2 H + 2 H + H + H + H + H + + H H + H + H + cyt c 2 e - 2 QH 2 e - FeS cyt c 1 vnitřní mitochond. membrána FMNH 2 FMN 2 e - FeS 2 e - FeS 2 QH 2 2 e - 2 Q 2 e - cyt b 2 e - 2 QH 2 2 Q 2 e - FADH 2 FAD 2 2 QH matrix mitochondrie 2 H + NADH + H + NAD + 2 H + sukcinát fumarát 2 H + 2 H + H + H + H + H + H + H + H + H + H +

72 mezimembránový prostor cyt c 2 e - cyt c H + H + H + H + H + H + 2 H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H H + H + + H + H + H + H + 2 e - cyt a cyt a 3 vnitřní mitochond. membrána 2 e - matrix mitochondrie H + H + H + 2 H + ½ O 2 H 2 O H + H + H + ADP + P i H + H +