מעגל קרבס

Question 1

מהי מטרת העל של מעגל קרבס?

Answer 1

מהותו של מעגל קרבס היא פירוק מוחלט של פירובט לפחמן דו חמצני כדי להפיק כוח מחזר-אלקטרונים.

הפחמן, שמקורם בגלוקוז, בחלבונים ובחומצות השומן שאנו צורכים במזון, מתחמצנים באופן מלא והופכים לפחמן דו-חמצני, אשר בבעלי חיים נפלט מהתא אל מחזור הדם ולאחר מכן נפלטים מריאותינו. מעגל קרבס הוא, אם כן, התחנה הסופית של תהליך פירוק המזון שאנו צורכים

בנוסף הוא צומת מטבולית בעל חשיבות עליונה מתנכזים אליו הרבה מאוד מסלולים מטבולים שהריאגנטים בהם הופכים לחומרים ביינים במעגל קרבס

Question 2

איפה מתרחש מעגל קרבס?

Answer 2

במטריקס של המיטוכונדריה

Question 3

איזה מולקולות יכולות לעבור את הממברנה החיצונית של המיטוכונדריה?

איזה עוברות את הפנימית?

Answer 3

הממברנה חיצונית מאוד לא בררנית, כמעט כל דבר עובר אותה עד 5000 KD

הממברנה החיצונית בנויה מ50% חלבון בעוד שהממברנה הפנימית בנויה מ75% חלבון והיא מאוד בררנית. פירובט נכנס באמצעות טרנספורטר

בדומה לממברנה של התא מים, ומולקולות קטנות לא טעונות כמו חמצן מולקולרי יכולים לעבור בקלות את הממברנה הפנימית.

Question 4

חומר המוצא למעגל קרבס הוא

אצטיל COA

מקורו של חומר זה הוא בפירובט.

מהו הקומפלקס שמזרז את הפיכת פירובט לאצטיל COA?

מכמה יחידות הוא בנוי?

איפה הוא ממוקם?

מהן הקבוצות הפונוקציונליות שמצויות בכל תת יחידה ואיזה ויטמין הם?

Answer 4

קומפלקס מזרז הפיכת פירובט לאצטיל קו איי הוא פירובט דה הידרוגנאז

מיקום: על גבי הממברנה הפנימית של המיטוכנדריה

מבנה: בנוי מ3 תת יחידות

E1- TPP B1

E2- lipoat -lipoic acid

E3- FAD (B2)

TPP- הוא קו אנזים

FAD- קבוצה פרוסטטית

ליפואט -קבוצה פרוסטטית

Question 5

מדוע שמרים עושים תסיסה ולא ממשיכים עם פירובט למעגל קרבס?

Answer 5

בשמרים אין את

E2

לכן יש תסיסה כהלית כדי אפשרות לטפל באלקטרונים ולמחזר את NAD

לגליקוליזה. אז הם הפוכים את פירובט לאתנול

Question 6

לפניך שלושת הריאקרציות המתרחשות בפירובט דה הידרוגנאז.

איזה יחידה של הקומפלקס מזרזת כל אחת מהתגובות:

א. טיפול באלקטרונים- פאד מחמצן את חומצה ליפואית ועובר חיזור ל FADH2

ב. באתר זה חלה דה קרבוקסילציה ויצירה של אצטיל מפירובט, התהליך פולט CO2

ג. מתקבל NADH

שדוחף את הריאקציה קדימה לפי עיקרון לה שטלייה

ד. אתר ההדבקה- ריאקצית החמצון העיקרית בה נוצר הקשר בין אצטיל לאנזים קו איי חופשי

Answer 6

E1

תשובה ב- באתר זה חלה דה קרבוקסילציה ויצירה של אצטיל מפירובט, התהליך פולט CO2

E2

תשובה ד- ריאקצית החמצון העיקרית בה נוצר הקשר בין אצטיל לאנזים קו איי חופשי שנלקח מהתמיסה

E3

תשובה ב ו ג

טיפול באלקטרונים- פאד מחמצן את חומצה ליפואית ועובר חיזור ל

FADH2

לאחר מכן הוא עובר חמצון ע”י NAD+

מתקבל

NADH

שדוחף את הריאקציה קדימה

Question 7

תאר את כל חומרי הביינים במעגל לפי הסדר

ואת התוצרים הנפלטים בתהליך שמוביל ליצירתם

Answer 7

אצטיל קו A

Citrate

iso citrate

a-keto-gluterate (co2, NADH)

succinylco-A (co2, coA,NADH)

succinate (GTP)

fumerat

malat (taking H20)

oxaloacetate(NADH)

Question 8

מהם האנזימים המזרזים יצירה של אחד מחומרי הבינים הבאים במעדל קרבס:

אצטיל קו A

Citrate

iso citrate

a-keto-gluterate

succinylco-A

succinate

fumerat

malat

oxaloacetate

Answer 8

אצטיל קו Aפירובט דה הידרו גנאז

Citrate ציטרט סינטאז

iso citrate אקוניטאז

a-keto-gluterate איזו ציטרט דה הידרוגנאז

succinylco-A אלפא קטו גלוקטרט דה הידרוגנאז

succinate סוקציניל קו איי סינטטאז

fumerat סוקצינאט דה הדירוגנאז

malat פומראז

oxaloacetate מלאט דה הידרוגנאז

Question 9

ציטרט הוא תוצר של ריאקציה מסוג?

מאיפה מגיעה האנרגיה לריאקציה זו?

Answer 9

דחיסה אלדולית

לזכור שדיחסה אלדולית מצריכה קליטת מולקולת מים-

האנרגיה לדיחסה האלדולית של אצטיל קו איי ואוקסלואצטט לקבלת ציטרט מגיעה משבירת הקשר התיואסטרי של קבוצה ה

S-COA

שסופחה שם בקומפלקס פירובט דה הידרוגנאז

זה בעצם הסיבה ששמים אותו מלכתחילה- כדי לשבור את הקשר שיקח את הריאקציה קדימה

Question 10

בתוך מעגל קרבס יש 3 נקודות ביקורת בצורת ריאקציות בלתי הפיכות

מהן?

(אקסורגניות)

מחוץ למעגל קרבס יש עוד נקודה רגולטורית בלתי הפיכה -מהי?

Answer 10

ציטרט סינטאז, איזו ציטרט דה הידרוגנאז, אלפא קטוגלוטרט דה הידרוגנאז האם אנזימים המזרזים את השלבים קובעי הקצב ומהווים אנזימים רגולטורים על מעגל קרבס

הדה קרבוקסילציה של פירובט לאצטיל היא בלתי הפיכה- לכן יש המון בקרה על פירובט דה הידרוגנאז (נדון בנפרד(

Question 11

ציטרט היא מולקולה סימטרית- איך יתכן שהיא יוצרת תוצר לא סימטרי?

Answer 11

ציטרט יכולה לייצר תוצר לא סימטרי כי האנזים המזרז את הריאקציה, אקוניטאז תופס אותה באופן לא סימטרי (בדומה לציטרט סינטאז(

Question 12

מי מהאנזימים המזרזים את מעגל קרבס הוא סינטטאז (עובד עם נוקלאוטיד)

Answer 12

סוקציניל COA

סינטטאז

Question 13

באיזה נקודה מתחדשת הסימטריה במעגל קרבס?

א.מלאט

ב. פומרט

ג.סוקצינאט

ד.סוקציניל

Answer 13

ג

סוקצינאט

COO^- -CH₂ -CH₂-COO^-

Question 14

ריאקציות של דה קרבוקסילציה מזורזות כמעט תמיד עי TPP

ויטמין B1

במעגל קרבס יש ריאקציה חריגה שבה אין שימוש בו-מתי זה קורה ומי משתמש במקומו?/

Answer 14

הפיכת איזוציטרט לאלפא קטו גלוטרט היא ריאקציה של דה קרבוקסילציה

מ 6פחמנים ל5

האנזים איזוציטרט דה הידרוגנאז עובד עם יון מנגן

Mn+

Question 15

מי מהאנזימים הבאים עובד עם

TPP,lipoat,FAD+

א. סוקצינאט דה הידרוגנאז

ב. פומראז

ג. מלאט דה הידרוגנאז

ד. אלפא קטו גלוטרט דה הידרוגנאז

Answer 15

ד

a-keto gluterate dehydroganse

הוא כמו פירובט דהידרוגנאז

Question 16

נניח ששימנו את ציטרט רדיו אקטיבית

מהו אחוז הפחמנים הדו חמצניים המסמונים שישתחררו לתמיסה בכל סיבוב ?

Answer 16

במעגל קרבס נפלטות בכל סיבוב 2 מולקולות

CO2

50% מהן יהיו מוסמנות

אחד בקיצור

Question 17

שמנו אצטיל קו איי מוסמן רדיוקטיבית בתמיסה- מהו אחוז הפחמנים הרדיואקטיבים שיפלט במעגן קרבס?

א. 50%

ב.25%

ג.0%

ד.15%

Answer 17

ג- 0%

כל הפחמנים הדו חמניים הנפלטים מקורם הוא רק באוקסלואצטט

וסצפיפית רק בפחמנים הקרבוקסילים שלו.

אפשר לתת תפנית קלה לשאלה ולהגיד שששמנו פירובט מסומן- זה עדיין יהיה אותה תשובה

אילו היינו מסמנים את אוקסלואצטט זה היה 50%- רק הפחמנים הקרבוקסילים שלו (ויש לו 2) נפלטים כ

CO2

Question 18

איזה חומצות אמינו מצויות באתר הפעיל של ציטרט סינטאז? באמצעות איזה מנגנון פעולה אנזימטי פועל האנזים?

מדוע חשוב שראיקציה זו תהיה בלתי הפיכה?

Answer 18

ציטרט סינטאז מכיל

His X2

Asparate

ופועל באמצעות מנגנון של טריאדה קטליטית

שלב זה הוא בלתי הפיך כי יש לו

dG

מאוד שלילי- למה?

כי יש שבירה של קשר תיואסטרי זה חשוב כי ריכוזי האקוסלואצטט בתא באופן נורמאלי הם מאוד נמוכים וצריך תגובה מאוד אקסורגנית כדי לדחוף את הריאקציה קדימה

Question 19

איזה חומצו אמינו וקופקטורים מצויים באתר הפעיל של אקוניטאז?

לאיזה משפחת אנזימים משתייך אקוניאז?

Answer 19

לאקוניטאז יש צבר ברזל גופרית

4Fe-4S

סרין והיסטדין מייצבות את קומפלקס המתכת ומהוות את האתק הקטיליטי

אקוטינאז הוא איזומראז- איזו ציטרט הוא איזומר של ציטרט

Question 20

מה נכון לגבי אקוניטאז

א. אקוניאז מזרז את הפיכת ציטרט לאיזו ציטרט דרך מעבר בחומר ביינים אחר שנקרא ציס אקוניטאט

ב. אקוניטאז הוא גם ליאז וגם איזומראז

ג. אקוניטאז משתתף בהומואסטזיס של ברזל

ד. תפקידו של צבר ברזל גופרית הוא גם לקשור את הסובסטרט וגם לזרז קטליזה של דיחסת מולקולת מים או הוצאת מולקולת מים

ה. הכל נכון חוץ מ-ב

ו.הכל נכון

Answer 20

ה

אקוניטאז הוא לא ליאז, הוא רק איזומראז

Question 21

לאיזו ציטרט דה הידרוגאנז יש בליבתו יון:

א. מגנזיום

ב. ברזל

ג. מנגן

ד. גופרית

Answer 21

מגנן

Mn+

Question 22

מהם התוצרים של מעגל קרבס?

Answer 22

עבור כל מולקולת גלוקוז -קרי 2 פירובט

2 X FADH2

2 X GTP

8 X NADH

4 x co2

Question 23

מעגל קרבס הוא צומת מטבולית שבה נוצרים הרבה חומרים ביינים רלוונטים בתהליכים ביוכימים אחרים

ציין איפה נעשה שימוש במולקולות הבאות:

ציטרט

אלפא קטו גלוטרט

סוקציניל COA

אוקסלואצט

מלאט

Answer 23

ציטרט- חומצות שומן וסטרואידים

אלפא קטו גלוטרט- חומר מוצא לגלוטמט, לפורינים (גלוטמר הוא חומר מוצא לארגינין פרולין וגלוטמין- לכן הוא חומר מוצא עקיף שלהם)

סוקציניל COA-פורפירינים,חומר המוצא ל HEME

אוקסלואצט-יכול להיות מומר לפוספואנול פירובט ולהפך, חומר חומצא לפירמדינים כמו אספרטט ואספרגין

מלאט-יכול להיווצר מפירובט ע”י

malic enzyme

Question 24

מחלת הבירברי (פרשת רמדיה) היא מחלה הנגרמת כתוצאה מ:

א. מחסור בויטמין B3

ב. מחסור בויטמין B5

ג.מחסור בחומצה ליפואית

ד. מחסור בויטמין B1

Answer 24

מחסור בויטמין B1

(ד)

אין TPP

Question 25

איזה אנזימים יפגוע כתוצאה ממחסור בויטמין

B1 טיאמין

-אפשר ורוצוי יותר מתשובה אחת

א. פירובט דה הידרוגנאז

ב. אלפא קטו גלוטרט דה הידרוגנאז

ג. טרנסקטולאז

ד. PEP

ה. טרנספוזז

Answer 25

א ,ב, ג

PDHG,a-keto gluterate DG, trasketulase

Question 26

איזה מסלולים מטבולים יפגעו כתוצאה ממחסור בויטמין B1

א. קרבס

ב. מסלול פנטוז פוספט

ג. חמצון בטא

ד. גליקוליזה

ה. ליפוליזה

Answer 26

א. קרבס- זה גם דופק את פירובט דה הידרוגנט ודם את אלפא קטו גלוטרט דה הידרוגנאז שהוא כמוהו מבחינת מבנה

ב. מסלול הפנטוז פוספט לא יהיה טרנסקטולאז

לגבי ליפוליזה- היא תלויה באספקת אצטיל קו איי- הוא יכול להיווצר בחמצון בטא אבל לא ככ סביר שיהיה הרבה חמצון בטא כשיש ליפוליזה לכן הגיוני שהוא יותר נשען על אספקה מקרבס

Question 27

איזה מאנזימי קרבס יושב על הממברנה הפנימית של המיטוכונדריה כחלק משרשרת מעבר האלקטרונים

Answer 27

סוקצינט דהידרוקנאז- זה קומפלקס 2

Question 28

בקרה על פירובט דה הידרוגנאז:

מה קורה במצבי רעב לפירובט דה הידרוגנאז בכבד?

איזה תת יחידה שלו נתונה לבקרה הורמונלית?

מי הם המעכבים והאקטיבטורים האלוסטרים שלו בזמן רעב ובזמן שובע?

Answer 28

במצבי רעב- פירובט דה הידרוגנאז מזורחן בכבד

תת יחידה E1

עוברת זרחונים או דה זרחון ע”י קסקדה שנלטת ע”י אינסולין וגלוקגון באמצעות המזרחן הראשי של התא PKA

במצבי רעב- גלוקגון מעודד זרחון PDH

באמצעות PKA

המטרה: להאט את קרבס בכבד לטובת גלוקונאוגנזה למוח

במצבי שובע אינסולין מעודד דה זרחון של תת יחידה E1

בקרה אלוסטרית:

PDH INHABITION: high; ATP, NADH, Acetyl coa, long fatty acides- less crebs in the liver= phosphrilation

PDH Activators: NAD+,,AMP., coA - more crebs in the liver

כאנקדוטה כדאי לדעת שקרבס נשלט בעיקר עי ריכוז NADH

הוא המבקר העיקרי של המעגל

Question 29

מהו תפקידו של סידן בבקרה על מעגל קרבס בשריר?

Answer 29

סידן משתחרר בER

בזמן פעילות גופנית ומגביר את פעילותם של:

איזוציטרט דה הידרוגנאז

אלפא קטוגלוטרט דהידרוגנאז

ההגיון אומר שאם משתחרר סידן השריר עובד וצריך עוד אנרגיה

Question 30

בעת מצוקת ברזל בגוף -

אקוניטז ___ שעתוק ותרגום של פריטין

ו__שעתוק ותרגום של הרצפטור לטרנפרין

כתוצאה מכך חלה ספיגה__של ברזל , וידוע של לאקוניטאז יש ___על כל צרכן אחר של ברזל בגוף

Answer 30

בעת מצוקת ברזל בגוף -

אקוניטז מדכא שעתוק ותרגום של פריטין

ומגביר שעתוק ותרגום של הרצפטור לטרנפרין

כתוצאה מכך חלה ספיגה מוגברת של ברזל עד ידוע של לאקוניטאז יש עדיפות על כל צרכן אחר של ברזל בגוף