מטבוליזם של פחמימות Flashcards
קטבולי אנאבולי
קטבוליזם- פירוק, יצירת אנרגיה. גלוקגון. רעב
אנאבוליזם- בניה, צריכת אנרגיה. אינסולין. שובע
אינסולין- הפקה
הורמון אנאבולי
תאי בתא בלבלב
שתי שרשראות שנוצרות ע”י ביקוע והוצאת פפטיד C החוצה
תוצרים של גלוקוז
גליקוגן/עמילן - חומר תשמורת
חמצון - הפקת אנרגיה
פולימרים - מבנה, הגנה, תקשורת
פנטוזות - בניית נוקלאוטידים
מאפייני גליקוליזה
תהליך אנאירובי
מתרחש בציטוזול
5 שלבי הכנה, 5 שלבי הבשלה
קבלת 2 פירובט, 2 ATP ו2 NADH
אי סבילות ללקטוז
לקטאז- פירוק לקטוז לגלוקוז וגלקטוז. רמת האנזים יורדת עם הגיל. אז חיידקים מפרקים את הלקטוז ויוצרים רעלים וגזים
נשימה אנאירובית
התקדמות מפירובט לטובת מחזור NAD+ לגליקוליזה נוספת.
תסיסה לקטית: יצירת לקטט ע”י לקטט דהידרוגנאז. יכול להפוך בכבד לגלוקוז.
תסיסה כהלית: יצירת אתנול ופד”ח ע”י פירובט דקרבוקסילאז ואלכוהול דהידרוגנאז
תסיסה כהלית
פירובט לאתנול
פירובט דקרבוקסילאז: אצטאלדהיד ופד”ח. דורש Mg וTPP
[TPP- ויטמין B1, הוצאת קבוצה קרבונילית]
אלכוהול דהידרוגנאז: אתנול ומחזור NAD.
האנזים קשור לחמצון אומגה ולהפיכת אתנול לאצטאלדהיד
כשפועל על מתנול מתקבל פורמאלדהיד. טיפול: אתנול
אפקט ורבורג
בתא סרטני יש קצב גבוה של גליקוליזה (גדלים מהר, צורכים הרבה אנרגיה) ותסיסה (אזור אנאירובי). לכן האזור עמיד לחומציות
HIF1- פקטור שעתוק של אנזימים בגליקוליזה ושל כלי דם- VEGF. עולה בתא סרטני
אבחון: PET-CT - הזרקת גלוקוז מסומן והתמקדות באזורים שצורכים יותר גלוקוז
סוכרת סוג 1
במצב רגיל: אינסולין גורם לאקסוציטוזה של Glut4 תוך שימוש בPKB-AKT
בסכרת 1: פגיעה בתאי בתא בלבלב, ירידה בהפרשת אינסולין, עליה ברמת גלוקוז בדם, מחסור בתאים, פירוק שומן בשריר ובכבד, יצירת גופי קטו בכבד, קטו-אצידוזיס
בקרה הורמונלית- אינסולין וגלוקגון
גלוקגון: רעב, זרחון חלבונים מטבוליים. PKA (סרין תריאונין קינאז)
אינסולין: שובע, הסרת זרחון מחלבונים מטבוליים. PPP
בנוסף לזרחונים, יש בקרת שעתוק וריכוז סובסטרטים (אקסוציטוזה של וזיקולות)
טרנספורטרים של גלוקוז
כולם סימפורט, בעלי Km שונה אחד מהשני
Glut1- כל הרקמות
Glut2- כבד, לבלב, מעי דק
Glut3- מוח
Glut4- שריר, שומן, לב. יוצא באקסוציטוזה כשהרצפטור RTK מופעל ע”י אינסולין
בקרה אלוסטרית- רמות אנרגיה
אנרגיה גבוהה: ATP, NADH, Acetyl-CoA, Citrate
אנרגיה נמוכה: ADP, AMP, NAD, CoA
AMP-K
חיבור בין מצב של תחושת רעב לאנרגיה נמוכה
משופעל אלוסטרית ע”י AMP- אנרגיה נמוכה- ספורט או רעב
גורם למודיפיקציות קוולנטיות- זרחון שגורם ל:
ירידה בהפרשת אינסולין
עליה בצריכת שומן וגלוקוז בשריר
עליה בתחושת רעב במוח
עליה במטבוליזם בלב
ירידה ביצירת שומן וכולסטרול בכבד ובתאי שומן
אנזימים בגליקוליזה המזרזים ריאקציות בלתי הפיכות
שלב 1- הקסוקינאז
שלב 3- PFK1
שלב 10- פירובט קינאז
איזו אנזימים של הקסוקינאז
בשריר: הקסוקינאז 1, מעוכב ע”י התוצר גלוקוז 6 פוספט
בכבד: הקסוקינאז 4 = גלוקוקינאז. Km גבוה, לא פעיל בריכוז גלוקוז נמוך.
ברמת השעתוק, עולה בATP נמוך, AMP גבוה, צריכת מזון מוגברת, הרבה גלוקוז בדם, כיווץ שריר
בקרה נוספת: גלוקונאוגנזה יוצרת עליה בפרוקטוז 6 פוספט שמובילה לסיקווסטרינג שלו בגרעין. בשובע הגלוקוז החופשי מונע את הסיקווסטרינג
אנזים הטנדם
בקרה על רמת האקטיבטור F26BP בכבד
רעב- PKA מזורחן- פוספטאז פעיל- פירוק האקטיבטור - גלוקונאוגנזה
שובע- PP1- לא מזורחן- קינאז פעיל- יצירת האקטיבטור- גליקוליזה
פירובט דהידרוגנאז PDHC
נמצא במטריקס של המיטוכונדריה
הופך פירובט לאצטיל קוA ולפד”ח
קומפלקס ענק
E1: שחרור פד”ח תוך שימוש בTPP. שלב קובע מהירות
E2: קישור האצטיל לליפואט תוך חמצון-חיזור. משם האצטיל יעבור לקוA
E3: הליפואט מתחמצן ע”י FAD, הFAD מתחמצן ע”י NAD.
Channeling Substrate
ליפואט
קבוצה פרוסטטית של PDHC, קשור קוולנטית לאפסילון של ליזין ב E2
מחומצן- קשר דיסולפידי, מחוזר- SH או קישור לאצטיל
קואנזים A
נגזרת של ויטמין B5
SH יכול להיקשר לאצטיל בקשר תיו-אסטרי - עתיר אנרגיה
מורכב מאדנוזין, חומצה פנטואית, מרקפטו-אתיל-אמין, קבוצת תיול SH
TPP
תיאמין, ויטמין B1
ברי ברי- מחלה בעקבות מחסור בתיאמין. פרשת רמדיה (לא ניתן להשתמש בפירובט, המוח נפגע כי הוא פועל על גלוקוז), אכילת אורז לבן בלבד, אלכוהוליסטים (תזונה לקויה). מאופיין בהרבה פירובט בדם
מחלת Korsakoff Werinicke
בקרות על פירובט דהידרוגנאז PDHC
הורמונלית- קוולנטית:
PDHK משופעל ע”י ATP, מזרחן את E1 על סרין ומעכב אותו
PKA בכבד מזרחן את הקומפלקס ברעב ומעכב אותו כדי שפירובט ילך לגלוקונאוגנזה
אלוסטרית:
מעכבים: אנרגיה גבוהה: ח”ש ארוכות, ATP, NADH, אצטיל-קוA
משפעלים: אנרגיה נמוכה: סידן, NAD+, AMP, CoA
אקוניטאז
moonlight
מעגל קרבס: מציטרט לאיזוציטרט
משק ברזל: בירידה ברמת הברזל בתא מתנתק צבר ברזל-גופרית מהאנזים והוא הופך לIRP1
נקשר לIRE (מבנה סיכה) על mRNA ומשפיע על תרגום:
קשירה לקצה 5 של פריטין = עיכוב תרגום
קשירה לקצה 3 של הרצפטור לטראנספרין = ייצוב המולקולה, עידוד תרגום
משק ברזל
פריטין: אוגר ברזל בציטוזול
טראנספרין: משנע ברזל בדם
רמה נמוכה של ברזל בתא = אקוניטאז הופך לIRP = ירידה בתרגום של פריטין ועליה בתרגום של הרצפטור לטראנספרין
ריאקציות אנאפלורטיות ואמפיבוליות
אנאפלורטי: יצירת תוצר ביניים של מעגל קרבס.
אמפיבולי: ניצול תוצר ביניים של מעגל קרבס
ריאקציות אנאפלורטיות
פירובט קרבוקסילאז: ממיר פירובט לאוקסאלואצטט
PEP קרבוקסילאז: ממיר PEP לאוקסאלואצטט
malic: פירובט למלאט. מייצר NADPH בציטוזול
ריאקציות אמפיבוליות
ציטרט: ח”ש, סטרולים
אלפא-קטוגלוטרט: גלוטמט: גלוטמין, פרולין, ארגנין, פורינים
סוקסיניל קוA: פורפירין, HEME
אוקסאלואצטט: אספרטט, אספרגין: פירימידינים
אוקסאלואצטט: PEP: גלוקוז, סרין, גליצין, ציסטאין, פנילאלאנין, טירוזין, טריפטופן SCYGF
ריאקציות אקסורגניות במעגל קרבס
3 ריאקציות בלתי הפיכות
ציטרט סינתאז: המרת אצטיל-קו-איי ואוקסאלואצטט לציטרט
איזוציטרט דהידרוגנאז: המרת איזוציטרט לאלפאקטוגלוטרט
אלפאקטוגלוטרט דהידרוגנאז: המרת אלפאקטוגלוטרט לסוקסיניל-קו-איי
כמה אנרגיה מנוצלת מגלוקוז עד סוף שרשרת הנשימה
4 ATP
10 NADH = 10X2.5 ATP / 8X2.5 ATP + 2X1.5 ATP
2 FADH = 2X1.5 ATP
total: 30-32 ATP
ההפרש נובע מהדרכים להכנסת NADH למיטוכונדריה
זרחון חמצוני
מתרחש בממברנה הפנימית
אנודה- תורם אלקטרונים: NADH מPDHC, חמצון ח”ש וחמצון ח.א
קטודה- מקבל אלקטרונים: חמצן אטמוספרי שיעבור חיזור ויהפוך למים
תהליכי החמצון יגרמו לשאיבת פרוטונים לתווך הבין-ממברנאלי, והגרדיאנט ינוצל ליצירת ATP