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

Podobné dokumenty
9. Citrátový cyklus, oxidační dekarboxylace pyruvátu a anaplerotické dráhy

Katabolismus - jak budeme postupovat

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Citrátový cyklus. Tomáš Kučera.

ANABOLISMUS SACHARIDŮ

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

B4, 2007/2008, I. Literák

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

Metabolismus mikroorganismů

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

Energetický metabolizmus buňky

Přednáška 6: Respirace u rostlin

- metabolismus soubor chemických reakcí probíhajících v živých organismech a mezi organismy a jejich životním prostředím

Aerobní odbourávání cukrů+elektronový transportní řetězec

Eva Benešová. Dýchací řetězec

Buněčné dýchání Ch_056_Přírodní látky_buněčné dýchání Autor: Ing. Mariana Mrázková

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

Metabolismus krok za krokem - volitelný předmět -

Dýchací řetězec, oxidativní fosforylace, mitochondriální transportní systémy

Efektivní adaptace začínajících učitelů na požadavky školské praxe

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

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

CYKLUS TRIKARBOXYLOVÝCH KYSELIN A GLYOXYLÁTOVÝ CYKLUS

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

CZ.1.07/2.2.00/ Obecný metabolismu. Cyklus trikarboxylových kyselin (citrátový cyklus, Krebsův cyklus) (8).

Metabolismus, taxonomie a identifikace bakterií. Karel Holada khola@lf1.cuni.cz

Energetika a metabolismus buňky

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

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Metabolusmus lipidů - katabolismus

CZ.1.07/2.2.00/ Obecný metabolismus. Energetický metabolismus (obecně) (1).

METABOLISMUS SACHARIDŮ

DYNAMICKÁ BIOCHEMIE. Daniel Nechvátal ::

33.Krebsův cyklus. AZ Smart Marie Poštová

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

Buněčný metabolismus. J. Vondráček

Ukázky z pracovních listů z biochemie pro SŠ A ÚVOD

MitoSeminář II: Trochu výpočtů v bioenergetice. Souhrn. MUDr. Jan Pláteník, PhD. Ústav lékařské biochemie 1.LF UK

Dýchací řetězec (DŘ)

Sacharidy a polysacharidy (struktura a metabolismus)

Konsultační hodina. základy biochemie pro 1. ročník. Přírodní látky Úvod do metabolismu Glykolysa Krebsův cyklus Dýchací řetězec Fotosynthesa

Praktické cvičení č. 11 a 12 - doplněno

METABOLISMUS SLOUČENINY S MAKROERGNÍMI VAZBAMI

14. Fyziologie rostlin - fotosyntéza, respirace

Energie fotonů je předávána molekulám chlorofylu A, který se zachyceným fotonem excituje (uvolní se energeticky bohatý elektron).

Didaktické testy z biochemie 2

Bioenergetika: úloha ATP. Bioenergetika: úloha ATP. Bioenergetika: úloha ATP. Intermediární metabolizmus a energetická homeostáza

Centrální dogma molekulární biologie

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

Metabolismus. Source:

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

Nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny. Genetická informace. Gen a genom. Složení nukleových kyselin. Centrální dogma molekulární biologie

Glykolýza Glukoneogeneze Regulace. Alice Skoumalová

Předmět: KBB/BB1P; KBB/BUBIO

umožňují enzymatické systémy živé protoplazmy, nezbytný je kyslík,

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

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

Odbourávání lipidů, ketolátky

Název: Fotosyntéza, buněčné dýchání

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

Bp1252 Biochemie. #8 Metabolismus živin

Odbourávání a syntéza glukózy

Bioenergetika a makroergické sloučeniny

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Metabolusmus lipidů - anabolismus

FOTOSYNTÉZA Správná odpověď:

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Biochemicky významné sloučeniny a reakce - testík na procvičení

Test pro přijímací řízení magisterské studium Biochemie Napište vzorce aminokyselin Q a K

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

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

Přehled energetického metabolismu

11. Metabolismus lipidů

Brno e) Správná odpověď není uvedena. c) KHPO4. e) Správná odpověď není uvedena. c) 49 % e) Správná odpověď není uvedena.

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

Procvičování aminokyseliny, mastné kyseliny

STANOVENÍ INTENZITY RESPIRACE Z MNOŽSTVÍ VYDÝCHANÉHO OXIDU UHLIČITÉHO

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Glykolýza a neoglukogenese

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

Obecný metabolismus.

12. Metabolismus lipidů a glycerolu. funkce karnitinu a β-oxidace

Rychlost chemické reakce je dána změnou Gibbsovy energie a aktivační energií: Tudíž zrychlení reakce pomocí katalýzy může být vyjádřeno:

POZNÁMKY K METABOLISMU SACHARIDŮ

METABOLISMUS. Přeměna látek a energií. Souhrn všech procesů probíhajících v organismu s cílem získání a zpracování energie a stavebních látek

Metabolismus. - soubor všech chemických reakcí a příslušných fyzikálních procesů, které souvisejí s aktivními projevy života daného organismu

Efektivní adaptace začínajících učitelů na požadavky školské praxe

Biologie 30 Metabolismus, fotosyntéza, dýchání, glykolýza, kvašení

Metabolismus příručka pro učitele

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Informace Seminář z biochemie II Laboratorní cvičení z biochemie

Citrátový cyklus a Dýchací řetězec. Milada Roštejnská Helena Klímová

Fyziologie buňky. RNDr. Zdeňka Chocholoušková, Ph.D.

Metabolismus aminokyselin 2. Vladimíra Kvasnicová

Štěpení lipidů. - potravou přijaté lipidy štěpí lipázy gastrointestinálního traktu

Repetitorium chemie 2016/2017. Metabolické dráhy František Škanta

1. Jeden elementární záporný náboj 1, C nese částice: a) neutron b) elektron c) proton d) foton

Respirace - buněčné dýchání (katabolismus)

Sylabus pro předmět Biochemie pro jakost

Integrace a regulace savčího energetického metabolismu

Syntéza a degradace mastných kyselin. Martina Srbová

Řízení metabolismu. Bazální metabolismus minimální látková přeměna potřebná pro udržení života při tělesném i duševním klidu

fce jater: (chem. továrna, jako 1. dostává všechny látky vstřebané GIT) METABOLICKÁ (jsou metabolicky nejaktivnější tkání v těle)

glukóza-1-p glukóza-6-p fruktóza-6-p

Transkript:

Citrátový cyklus

Oxidace proteinů, tuků a cukrů jako zdroj energie v živých organismech 1. stupeň: OXIDACE cukrů, tuků a některých aminokyselin tvorba Acetyl-CoA a akumulace elektronů v NADH a FADH 2 2. stupeň: OXIDACE acetátu v citrátovém cyklu a akumulace elektronů v NADH a FADH 2 3. stupeň: elektrony z NADH a FADH 2 vstupují do elektrontransportního řetězce a jejich postupný tok až k O 2 vede k akumulaci energie a tvorbě ATP

Částečná a celková oxidace glukózy Glykolýza G = -146 kj/mol 2 GLUCOSE Plná oxidace (+ 6 O 2 ) G = -2,840 kj/mol 6 CO 2 + 6 H 2 O

Buněčné dýchání proces oxidace organických látek kyslíkem a vznik CO 2 oxidace cukrů, tuků, aminokyselim a některých meziproduktů metabolismu akumulace energie ve formě ATP objevuje se asi před 2.5 miliardou let stejný princip u zvířat, rostlin a řady mikroorganismů tři stupně: 1. produkce Acetyl-CoA 2. oxidace Acetyl-CoA 3. přenos eletronů, tvorba gradientu ph a následně ATP

1. stupeň - buněčné dýchání

2. stupeň - buněčné dýchání

3. stupeň - buněčné dýchání

U eukaryot je citrátový cyklus lokalizován v mitochondriích Glykolýza v cytoplasmatu Citrátový cyklus v mitochondriální matrix Oxidativní fosforylace na vnitřní mitochondriální membráně S výjimkou sukcinát dehydrogenázy ve vnitřní mitochondriální membráně

Oxidace acetyl-coa v Citrátovém cyklu

Citrátový cyklus Krebsův cyklus Cyklus trikarboxylových kyselin TCA cyklus

Citrátový cyklus

Sekvence dějů v Citrátovém cyklu Krok1: tvorba C-C vazby, vznik citrátu Krok 2: Izomerizace citrátu Krok 3-4: Oxidativní dekarboxylace, vznik 2 NADH Krok 5: Fosforylace na substrátové úrovni, vznik GTP Krok 6: Dehydrogenace, vznik FADH 2 Krok 7: Hydratace Krok 8: Dehydrogenace, vznik NADH

1) Syntéza citrátu

1) Syntéza citrátu Jediná reakce cyklu ve které se tvoří C-C vazba V podstatě ireverzibilní proces

2) Izomerizace citrátu

2) Izomerizace citrátu Terciální alkohol je špatný substrát pro oxidaci Eliminace H 2 O z citrátu, vznik cis C=C vazby Adice H 2 O na cis-akonitát je stereospecifická Izocitrát, sekundární alkohol, je dobrý substrát pro oxidaci

2) Izomerizace citrátu Termodynamicky nevýhodná reakce Rovnovážná konstanta jen méně než 10% izocitrátu Izocitrát je rychle spotřebováván následnými reakcemi

3) Dehydrogence izocitrátu

3) Dehydrogence izocitrátu Oxidace alkoholu na keton - přenos 2e - současně s protonem a hydridovým aniontem na NAD + Vznik jedné molekuly NADH Odštěpení jedné molekuly CO 2

4) Oxidace -ketoglutarátu

4) Oxidace -ketoglutarátu -ketoglutarátdehydrogenáza Vznik jedné molekuly NADH Odštěpení jedné molekuly CO 2

5) Substrátová fosforylace

5) Substrátová fosforylace Sukcinyl-CoA vysokoenergetická thioesterová vazba Energie rezonanční stabilizace produktu Vznik GTP, které se může konvertovat na ATP

6) Dehydrogenace Sukcinátu

6) Dehydrogenace Sukcinátu Dehydrogenace sukcinátu na fumarát Tvorba dvojné vazby Stereospecifická reakce Tvorba FADH 2

Sukcinátdehydrogenáza Komplex II dýchacího řetězce Enzym vnitřní mitochondriální membrány Kovalentně vázané FAD se redukuje na FADH 2 Obsahuje tři Fe-S klastry FADH 2 předává elektrony přes Fe-S klastry na koenzym Q součást elektrontransportního řetězce

7) Hydratace fumarátu na malát

7) Hydratace fumarátu na malát Fumaráza vysoce stereospecifická Hydratace trans dvojné vazby (žádná cis specificita) Adice OH - na fumarát - karbanion intermediát Adice H + na karbanion Reversibilní reakce (pouze L-malate)

8) Oxidace malátu na oxalacetát

8) Oxidace malátu na oxalacetát Termodynamicky nevýhodná reakce Oxidace probíhá jen díky velmi nízké koncentraci oxalacetátu Ta je zajištěna kontinuální tvorbou citrátu

Produkty jednoho cykly

Produkty jednoho cykly Acetyl-CoA + 3NAD + + FAD + GDP + P i + 2 H 2 O 2CO 2 +3NADH + FADH 2 + GTP + CoA + 3H + Vstupuje jeden acetyl ve formě Acetyl-CoA uhlík je oxidován na dvě molekuly CO 2 elektrony z oxidace jsou zachyceny na 3 NADH a 1 FADH 2 produkce jednoho GTP (ATP) Jedna molekula oxalacetátu reaguje na citrát Jedna molekula oxalacetátu se regeneruje Oxalacetát se může točit donekonečna

Výtěžek ATP z citrátového cyklu

Citrátový cyklus centrum metabolismu Není pouhým místem oxidace a konverze energie Prekurzory různých produktů Anaplerotické reakce doplnění citrátového cyklu substráty

Role citrátového cyklu v anabolických reakcích

Anaplerotické reakce - Reakce doplňující metabolity do cyklu - Čtyřuhlíkaté intermediáty jsou tvořeny karboxylací tříuhlíkatých prekurzorů

Biosyntetické prekurzory produkované nekompletním citrátovým cyklem u baktérií

Role citrátového cyklu v anabolických reakcích

Regulace citrátového cyklu

Glyoxylátový cyklus Centrální molekuly metabolismu pyruvát a acetyl-coa Obratlovci neumí metabolizovat acetyl-coa na cukry Obratlovci mohou tvořit cukry z pyruvátu Oxidace mastných kyslein vede ke vzniku acetyl-coa Obratlovci tedy neumí přeměnit tuky na cukry

Glyoxylátový cyklus Glukoneogenese pyruvát se konvertuje na oxalacetát ten dál na fosfoenolpyruvát a ten dál na cukry Reakce citrátového cyklu neprodukují oxalacetát z acetyl-coa Oxalacetát + acetyl-coa 2CO 2 + oxalacetát Glyoxylátový cyklus dělá sukcinát z acetyl-coa Sukcinát poté vstupuje do citrátoveého cyklu a tak vzniká molekula oxalacetátu navíc

Glyoxylátový cyklus

Vztah mezi glyoxylátovým a citrátovým cyklem Glyoxylátový cyklus probíhá současně s citrátovým cyklem Meziprodukty se mohou přesouvat mezi jednotlivými cykly (kompartmentace) Konverze sukcinátu na malát v citrátovém cyklu a malátu na oxalacetát v cytosolu

Co musím znát Role acetyl-coa Reakce citátového cyklu Produkty oxidace acetylu v citrátovém cyklu Role citrátového cyklu v katabolismu Role citrátového cyklu v anabolismu Co jsou anaplerotické reakce Glyoxylátový cyklus Konverze acetátu na prekurzory biosyntézy cukrů