מעגל קרבס Flashcards
מהי מטרת העל של מעגל קרבס?
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
איפה מתרחש מעגל קרבס?
במטריקס של המיטוכונדריה
איזה מולקולות יכולות לעבור את הממברנה החיצונית של המיטוכונדריה?
איזה עוברות את הפנימית?
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.
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?
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
מדוע שמרים עושים תסיסה ולא ממשיכים עם פירובט למעגל קרבס?
בשמרים אין את
E2
לכן יש תסיסה כהלית כדי אפשרות לטפל באלקטרונים ולמחזר את NAD
לגליקוליזה. אז הם הפוכים את פירובט לאתנול
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
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
תאר את כל חומרי הביינים במעגל לפי הסדר
ואת התוצרים הנפלטים בתהליך שמוביל ליצירתם
אצטיל קו A
Citrate
iso citrate
a-keto-gluterate (co2, NADH)
succinylco-A (co2, coA,NADH)
succinate (GTP)
fumerat
malat (taking H20)
oxaloacetate(NADH)
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
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
ציטרט הוא תוצר של ריאקציה מסוג?
מאיפה מגיעה האנרגיה לריאקציה זו?
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
בתוך מעגל קרבס יש 3 נקודות ביקורת בצורת ריאקציות בלתי הפיכות
מהן?
(אקסורגניות)
מחוץ למעגל קרבס יש עוד נקודה רגולטורית בלתי הפיכה -מהי?
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(
ציטרט היא מולקולה סימטרית- איך יתכן שהיא יוצרת תוצר לא סימטרי?
ציטרט יכולה לייצר תוצר לא סימטרי כי האנזים המזרז את הריאקציה, אקוניטאז תופס אותה באופן לא סימטרי (בדומה לציטרט סינטאז(
מי מהאנזימים המזרזים את מעגל קרבס הוא סינטטאז (עובד עם נוקלאוטיד)
סוקציניל COA
סינטטאז
באיזה נקודה מתחדשת הסימטריה במעגל קרבס?
א.מלאט
ב. פומרט
ג.סוקצינאט
ד.סוקציניל
ג
סוקצינאט
COO- -CH2 -CH2-COO-
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?/
הפיכת איזוציטרט לאלפא קטו גלוטרט היא ריאקציה של דה קרבוקסילציה
מ 6פחמנים ל5
האנזים איזוציטרט דה הידרוגנאז עובד עם יון מנגן
Mn+
מי מהאנזימים הבאים עובד עם
TPP,lipoat,FAD+
א. סוקצינאט דה הידרוגנאז
ב. פומראז
ג. מלאט דה הידרוגנאז
ד. אלפא קטו גלוטרט דה הידרוגנאז
ד
a-keto gluterate dehydroganse
הוא כמו פירובט דהידרוגנאז
נניח ששימנו את ציטרט רדיו אקטיבית
מהו אחוז הפחמנים הדו חמצניים המסמונים שישתחררו לתמיסה בכל סיבוב ?
במעגל קרבס נפלטות בכל סיבוב 2 מולקולות
CO2
50% מהן יהיו מוסמנות
אחד בקיצור
שמנו אצטיל קו איי מוסמן רדיוקטיבית בתמיסה- מהו אחוז הפחמנים הרדיואקטיבים שיפלט במעגן קרבס?
א. 50%
ב.25%
ג.0%
ד.15%
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
איזה חומצות אמינו מצויות באתר הפעיל של ציטרט סינטאז? באמצעות איזה מנגנון פעולה אנזימטי פועל האנזים?
מדוע חשוב שראיקציה זו תהיה בלתי הפיכה?
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
איזה חומצו אמינו וקופקטורים מצויים באתר הפעיל של אקוניטאז?
לאיזה משפחת אנזימים משתייך אקוניאז?
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
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
ה
אקוניטאז הוא לא ליאז, הוא רק איזומראז
לאיזו ציטרט דה הידרוגאנז יש בליבתו יון:
א. מגנזיום
ב. ברזל
ג. מנגן
ד. גופרית
מגנן
Mn+
מהם התוצרים של מעגל קרבס?
עבור כל מולקולת גלוקוז -קרי 2 פירובט
2 X FADH2
2 X GTP
8 X NADH
4 x co2
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
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
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
מחסור בויטמין B1
(ד)
אין TPP
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
א ,ב, ג
PDHG,a-keto gluterate DG, trasketulase
איזה מסלולים מטבולים יפגעו כתוצאה ממחסור בויטמין B1
א. קרבס
ב. מסלול פנטוז פוספט
ג. חמצון בטא
ד. גליקוליזה
ה. ליפוליזה
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
איזה מאנזימי קרבס יושב על הממברנה הפנימית של המיטוכונדריה כחלק משרשרת מעבר האלקטרונים
סוקצינט דהידרוקנאז- זה קומפלקס 2
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?
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
מהו תפקידו של סידן בבקרה על מעגל קרבס בשריר?
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
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
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
