Aerobní odbourávání cukrů+elektronový transportní řetězec



Podobné dokumenty
Dýchací řetězec (DŘ)

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Citrátový cyklus. VY_32_INOVACE_Ch0218.

Respirace. (buněčné dýchání) O 2. Fotosyntéza Dýchání. Energie záření teplo BIOMASA CO 2 (-COO - ) = -COOH -CHO -CH 2 OH -CH 3

umožňují enzymatické systémy živé protoplazmy, nezbytný je kyslík,

Oxidace proteinů, tuků a cukrů jako zdroj energie v živých organismech

BIOKATALYZÁTORY I. ENZYMY

OXIDATIVNÍ FOSFORYLACE

Eva Benešová. Dýchací řetězec

Katabolismus - jak budeme postupovat

DYNAMICKÁ BIOCHEMIE. Daniel Nechvátal ::

VAKUOLA. membránou ohraničený váček membrána se nazývá tonoplast. běžná u rostlin, zvířata specializované funkce či její nepřítomnost

Citrátový cyklus a Dýchací řetězec. Milada Roštejnská Helena Klímová

Sacharidy a polysacharidy (struktura a metabolismus)

obou protichůdných hormonů je ve vzájemné vazbě: snížení hladiny glukosy v krvi, byť velmi

Procvičování aminokyseliny, mastné kyseliny

D\ Bifjcu06\Fyrolec\Enzrea_06\enzreaCC_06_01

CYKLUS TRIKARBOXYLOVÝCH KYSELIN A GLYOXYLÁTOVÝ CYKLUS

Metabolické dráhy. František Škanta. Glykolýza. Repetitorium chemie X. 2011/2012. Glykolýza. Jaký je osud pyruátu bez přítomnosti kyslíku?

9. Citrátový cyklus, oxidační dekarboxylace pyruvátu a anaplerotické dráhy

>>> E A1 + E A2. . aktivační energie potřebná k reakci bez přítomnosti katalyzátoru E A E A1. energie potřebná ke vzniku enzym-substrátového komplexu

Energetický metabolizmus buňky

NaLékařskou.cz Přijímačky nanečisto

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Transport elektronů a oxidativní fosforylace

PRODUKCE VOLNÝCH RADIKÁLŮ V MITOCHONDRIÍCH

B4, 2007/2008, I. Literák

Biogeochemické cykly vybraných chemických prvků

ANABOLISMUS SACHARIDŮ

Obecný metabolismus.

Krevní plazma organické a anorganické součásti, význam minerálů a bílkovin krevní plazmy. Somatologie Mgr. Naděžda Procházková

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Citrátový a glyoxylátový cyklus

Dýchací řetězec, oxidativní fosforylace, mitochondriální transportní systémy

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin D a Y a vzorce adenosinu a thyminu

Ukázky z pracovních listů z biochemie pro SŠ A ÚVOD

Model mitózy Kat. číslo

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin E a W a vzorce guanosinu a uracilu

Způsob hodnocení bezpečnostního programu prevence závažné havárie a bezpečnostní zprávy

Otázka: Metabolismus. Předmět: Biologie. Přidal(a): Furrow. - přeměna látek a energie

účetních informací státu při přenosu účetního záznamu,

-1- N á v r h ČÁST PRVNÍ OBECNÁ USTANOVENÍ. 1 Předmět úpravy

BUŇKA A ENERGIE. kajman brýlový Caiman crocodilus Kostarika, Biologie 6, 2015/2016, Ivan Literák

Efektivní adaptace začínajících učitelů na požadavky školské praxe

o nakládání s elektrozařízeními a elektroodpady), ve znění pozdějších předpisů

Přednáška 6: Respirace u rostlin

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Metabolismus sacharidů. VY_32_INOVACE_Ch0216.

ORGANIZAČNÍ ŘÁD OBECNÍHO ÚŘADU V ČEHOVICÍCH

VYR-32 POKYNY PRO SPRÁVNOU VÝROBNÍ PRAXI - DOPLNĚK 6

Úvod do buněčného metabolismu Citrátový cyklus. Prof. MUDr. Jiří Kraml, DrSc. Ústav lékařské biochemie 1. LF UK

Pravidla řízení ekonomiky na rok 2007

Zlodějské kvarteto Ovoce a zelenina

Odbor odpadů Vršovická 65, Praha 10 V Praze dne 28. ledna 2016 S D Ě L E N Í

Buněčné dýchání Ch_056_Přírodní látky_buněčné dýchání Autor: Ing. Mariana Mrázková

Smlouvu o nájmu bytu č..

Ovoce do škol Příručka pro žadatele

MEZINÁRODNÍ AUDITORSKÝ STANDARD ISA 505 EXTERNÍ KONFIRMACE OBSAH

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Příloha č. 54. Specifikace hromadné aktualizace SMS-KLAS

1. ÚVOD, VODA. Úvod. terminologie potrava poživatiny potraviny pochutiny lahůdky nápoje

N á v r h ZÁKON. ze dne 2015,

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

ORGANIZAČNÍ ŘÁD ŠKOLY

SMLOUVA O VZNIKU OPRÁVNĚNÍ K UZAVÍRÁNÍ OBCHODŮ NA POWER EXCHANGE CENTRAL EUROPE

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

V molekulách obou skupin uhlovodíků jsou atomy uhlíku mezi sebou vázány pouze vazbami jednoduchými (sigma).

Buněčný metabolismus. J. Vondráček

Výstavba víceúčelových sportovních zařízení Stavební práce Předpokládaná hodnota VZ (v Kč bez DPH):

Teze novely vyhlášky MPO č. 291/2001 Sb., o podrobnostech stanovení energetické náročnosti budov a zpracování průkazu energetické náročnosti budov

Zastupitelstvo města Přerova

SBÍRKA ZÁKONŮ. Ročník 2012 ČESKÁ REPUBLIKA. Částka 14 Rozeslána dne 31. ledna 2012 Cena Kč 53, O B S A H :

Fotosyntéza. Dýchání a fotosyntéza, struktura a funkce antén a reakčních center, energetika transportu elektronů a protonů.

33.Krebsův cyklus. AZ Smart Marie Poštová

TRÉNINKOVÁ CENTRA MLÁDEŽE

1 Analýza středoškolských učebnic chemie

S T L IBE M Ě C S T O. her. opatření ke snížen. pořádku. vedoucí. Poznámka: Předkládá: oddělení. telefon:

Všeobecné obchodní podmínky

Metabolismus krok za krokem - volitelný předmět -

PŘÍLOHA 1.6 SMLOUVY O PŘÍSTUPU K VEŘEJNÉ PEVNÉ KOMUNIKAČNÍ SÍTI LOGISTIKA KONCOVÝCH ZAŘÍZENÍ

KOMISE EVROPSKÝCH SPOLEČENSTVÍ

Pravidla pro požární útok ze Směrnic hry Plamen, platných od Požární útok

Charakteristika složky 3) cytochrom-c NADH-Q-reduktasa cytochrom-c- oxidasa ubichinon cytochromreduktasa

Metodika pro poskytování přímé hmotné a finanční pomoci

PŘÍRUČKA K PŘEDKLÁDÁNÍ PRŮBĚŽNÝCH ZPRÁV, ZPRÁV O ČERPÁNÍ ROZPOČTU A ZÁVĚREČNÝCH ZPRÁV PROJEKTŮ PODPOŘENÝCH Z PROGRAMU BETA

BUŇKA A ENERGIE. kajman brýlový Caiman crocodilus Kostarika, Biologie 8, 2017/2018, Ivan Literák

1 ŘÍZENÍ S POSILOVAČEM

STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE

OBEC HORNÍ BOJANOVICE obecně závazná vyhláška č. 05/2005

Č E S K Á Š K O L N Í I N S P E K C E. Čj.: / Oblastní pracoviště č.03 INSPEKČNÍ ZPRÁVA. Mgr. Jitka Kašová Obec Obříství ŠÚ Mělník

Vláda nařizuje podle 133b odst. 2 zákona č. 65/1965 Sb., zákoník práce, ve znění zákona č. 155/2000 Sb.:

Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/

Zemědělská botanika. Vít Joza

Bp1252 Biochemie. #8 Metabolismus živin

Technické služby Osečná, příspěvková organizace Svatovítské náměstí č.p Osečná

BÍLKOVINY. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

Výsledky zpracujte do tabulek a grafů; v pracovní oblasti si zvolte bod a v tomto bodě vypočítejte diferenciální odpor.

Dodatek č. 1 ke. Raiffeisenbank a.s.

KOMPLEXNÍ VÝŽIVOVÝ SYSTÉM GU HYDRATACE, ENERGIE A REGENERACE

POKYNY VLASTNOSTI LÁTEK

Imunogenetika imunologie. imunity imunitních reakcí antigenů protilátek. imunogenetika. erytrocytárních antigenů histokompatibilitních antigenů

Perspektivy ve výživě prasat. Conc. in Pig Sci., 14/2001

Zajištění provozní funkčnosti platebních automatů a měničů bankovek pro Fakultní nemocnici Královské Vinohrady. Zadavatel

Transkript:

Aerobní odbourávání cukrů+elektronový transportní řetězec Dochází k němu v procesu jménem aerobní respirace. Skládá se z kroků: K1) Glykolýza K2) oxidativní dekarboxylace pyruvátu K3) Krebsův cyklus K4) oxidativní fosforylace (e - -transportní řetězec) Přehledové schéma: Glykolýza je zpracována v otázce od Kuby, zde se budeme věnovat zbylým krokům. Schéma kroků K2 a K3:

Jak je vidět, Krebsův cyklus má 8 kroků, které katalyzuje 8 enzymů. K2) oxidativní dekarboxylace pyruvátu 1) Z 1 molekuly glukózy vypadnou po glykolýze 2 pyruváty (od kyseliny pyrohroznové) ---Pyruvát Glykolýza probíhá v cytosolu, její produkt pyruvát se pak transportuje do mitochondrií. Kroky K2 a K3 probíhají v mitochondriální matrix. 2) Pyruvát se oxiduje (dekarboxyluje) na Acetyl Koenzym A

Reakce je katalyzována obrovským komplexem pyruvátdehydrogenázou (je 2 x větší než ribozom), který má kubickou symetrii. -Tuto reakci umí zablokovat arzén, což je důvodem jeho toxicity. -Acetyl CoA je centrální metabolický produkt nejen degradace sacharidů, ale i lipidů a bílkovin ---Acetyl-CoA (ta důležitá acetylová skupina je nejvíc vlevo, její thioesterová vazba je makroergická) K3) Krebsův cyklus 3) AcetylCoA předává acetylovou skupinu oxalacetátu v Krebsově cyklu, vzniká citrát 4) citrát --> isocitrát 5) isocitrát --> 2-oxoglutarát a. 2-oxoglutarát může být v tomto místě cyklu doplněn také přeměnou aminokyseliny glutamátu b. při reakci se uvolní CO2 a přemění se NAD+ -->NADH (vzorec NAD + - všimněme si, kam se váže proton) 6) 2-oxoglutarát --> sukcinyl-coa

a. sukcinyl-coa je v tomto místě cyklu doplňován z oxidace mastných kyselin s lichým počtem uhlíků b. může být doplněn taky štěpením aminokyselin c. při reakci se uvolní CO2 a přemění se NAD+ -->NADH d. sukcinyl-coa může opustit cyklus a vstoupit do syntézy porfyrinu 7) sukcinyl-coa --> sukcinát a. přeměna GDP na GTP 8) sukcinát --> fumarát a. dochází k přeměně FAD --> FADH 2 (vzorec FAD. Všimněme si, kam se váží ty dva protony na ten flavin) 9) fumarát --> L-malát 10) L-malát --> oxaloacetát a. oxaloacetát je produktem cyklu a zároveň substrátem pro další příchozí AcetylCoA, cyklus se tedy uzavírá. b. oxalacetát se při nadbytku redukuje zpět na malát (nutné k transportu přes membránu mitochondrie), transportován do cytosolu a tam vstupuje do glukoneogeneze c. při nedostatku oxalacetátu se doplní přímo z pyruvátu enzymem pyruvátkarboxylázou

Shrnutí: Pyruvát se za uvolnění CO2 oxiduje na AcCoA (kde udělá tu acetylovou skupinu), acetylová skupina se pak v Krebsově cyklu oxiduje na 2 CO 2. To je úplný konec glukózy. Zároveň se během cyklu tvoří 1 GTP a redukční ekvivalenty 3x NADH a 1x FADH 2, které pak vstupují do kroku K4 oxidativní fosforylace. Krebsův cyklus je regulován množstvím zpětných vazeb (typicky produkt inhibuje enzym, který jej produkuje). K4) oxidativní fosforylace (e - -transportní řetězec) NADH (a FADH 2 ) vytvořené v Krebsově cyklu se oxidují odevzdáním svých elektronů transportnímu řetězci, který je využije k tvorbě H + gradientu, který pak ATP syntáza využije k syntéze ATP. Zde leží odpověď na otázku, proč je celý proces označován jako aerobní : kyslík slouží jako finální akceptor elektronů. Přehledové schéma mitochondrie:

Transportní řetězec se skládá ze 4 velkých proteinových komplexů, zásadní roli pak hraje ještě koenzym Q a cytochrom c. Pátým velkým proteinovým komplexem je ATP-syntáza (ta však nepřenáší elektrony, takže se většinou uvádí zvlášť). Detailnější schéma transportního řetězce: Komplex I (NADH-koenzym Q oxidoreduktáza) NADH předá 2 elektrony molekule FMN (flavin mononukleotid), ty se pak dále přenáší přes řadu Fe-S center.

Přítomny jsou dva druhy: <--Fe2-S2 cluster <---Fe4-S4 cluster Elektrony se přenesou až na molekulu koenzymu Q 10. Uvolněná energie se využije na transport 4 H+ z matrix do mezimembránového prostoru, tedy dojde ke zvýšení protonového gradientu. <---- 1)oxidovaný, 2)redukovaný CoQ, n=10 Koenzym Q je silně hydrofobní, takže se v membráně může pohodlně pohybovat a fungovat jako fyzický přenašeč elektronů (ne jen přeskakováním po chemických vazbách) ty přenáší na Komplex III (!! nikoli II). Komplex II (sukcinát-q oxidoreduktáza) Komplex II se přímo účastní Krebsova cyklu, kde oxiduje sukcinát na fumarát za současné redukce FAD na FADH2. Elektrony z FADH2 jsou pak přenášeny na Koenzym Q, který redukují. Ten je pak přenese ke Komplexu III. Komplex II tedy nenásleduje v řetězci za Komplexem I, je nezávislým vstupním místem

do řetězce. Protože při jeho činnosti nevzniká tolik energie jako při oxidaci NADH, nefunguje jako protonový přenašeč. ETF dehydrogenáza (electron transfer flavoprotein-ubiquinone oxidoreductase) Další, poněkud opomíjený vstup do transportního řetězce. Redukuje koenzym Q elektrony obdrženými v matrix od flavoproteinů, které hrají roli při oxidaci mastných kyselin. Lze jej nalézt u prokaryot i eukaryot, obsahuje flavin a Fe-S cluster. Komplex III (Q-cytochrom c oxidoreduktáza) Dimer obsahující jeden Fe2-S2 cluster, 1 cytochrom-c1 a 2 cytochromy-b. Komplex III oxiduje jeden koenzym Q, získanými elektrony pak redukuje dva cytochromy-c (ale neumí to najednou, nýbrž jen postupně v tzv. Q-cyklu což je však ve skutečnosti vychytávka, protože se tak přetransportuje dvakrát víc protonů). Při reakci dojde k transportu 4 H +. Cytochrom-c je malý protein obsahující hemovou skupinu s atomem železa, které umí přecházet mezi stavy +II a +III. Nachází se v intermembránovém prostoru mitochondrií, kde se volně asociuje s některými membránovými proteiny. Jeho uvolnění do cytosolu spouští apoptózu. Po redukci komplexem III cytochrom transportuje získaný elektron do Komplexu IV (cytochrom-c-oxidáza).

Komplex IV (cytochrom-c oxidáza) Jedná se o mimořádně složitý komplex, obsahující Cu- a Fe- centra. 4 elektrony získané oxidací cytochromů předá jejich finálním akceptorům, molekule O 2. Transportuje přitom 4 H+. Činnost Komplexu IV je blokována kyanidy -->jedovatost. Komplex V (ATP-syntáza) Tento enzym má v membráně ukotvenou podjednotku označovanou jako F o ( rotor, na obrázku modře), kterým z mezimembránového prostoru do vnitřku mitochondrie protékají vodíkové ionty. V matrix se nachází F1 podjednotka (zeleně), na níž se váže ADP+P.

Průchod 3-4 protonů rotorem ho otočí dostatečně na to, aby nahromaděné napětí způsobilo konformační změny F1 podjednotky vedoucí k syntéze ADP+P --> ATP. Napětí se tím uvolní a cyklus se opakuje. Celková bilance Včetně glykolýzy: Z 1 glukózy se vytvoří celkem 38 ATP, každá molekula má energii asi 40 kj/mol => účinnost celé repsirace je asi 40%. Pár elektronů, z nichž 1 vstoupil do transportního řetězce přes komplex I a druhý přes komplex II, přenesou 10 protonů (7:3) a redukují jeden atom kyslíku (4 elektrony tedy redukují jednu molekulu kyslíku).