פרק 16 - PDH ומעגל החומצה הציטרית

Question 1

למה מומר פירובט?

Answer 1

אצטיל קו-A

CO2

Question 2

היכן ממקום PDH

Answer 2

במיטו’ של תאים יוקריוטיים, ובציטוזול של חיידקים

Question 3

מהי הריאקציה הכללית של

PDH?

Answer 3

דה קרבוקסילציה מחמצנת. בה פירובט מאבד פחמן, ושני הפחמנים הנותרים הופכים לקבוצת האצטיל של אצטיל קו-א

Question 4

הריאקציה של פירובט דהידרוגנאז היא הפיכה או בלתי?

Answer 4

בלתי הפיכה!

וזה הודגם בניסויים של סימון פחמנים.

Question 5

הריאקציה של פירובט דהידרוגנז מייצרת נשא אלקטרונים?

Answer 5

אכן כן, נוצר
NADH
שמוסר את האלקטרונים שלו לשרשרת הנשימה, ומקבלים 2.5
ATP.

Question 6

PDH אילו חמשה קו-אנזימים צריך?

Answer 6

1. TPP – תיאמין פירופוספט – B1
2. FAD - B2
3. קואנזים A – נגזרת של פנטואט B5
4. NAD – B3
5. ליפואט

Question 7

מהי הקבוצה הריאקטיבית בקואנזים A?

Answer 7

קבוצל התיול שיוצרת קשרים תיואסטרים.

Question 8

למה משמש ליפואט בקומפלקס
PDH
מה מאפשר החיבור שלו ל-E2?

Answer 8

יש לו קשר דיסולפידי שאפשר לחזר/לחמצן

הוא מתחבר לליזין על
E2
ומשמש מעין זרוע ארוכה שמעבירה את תוצר הביניים בין
E1 ו-E3

Question 9

כמה תתי יחידות יש לתת יחידה E2?

Answer 9

בחיידקים 3 תתי יחידות
ביונקים 2
בשמרים 1
תתי היחידות מחוברות עי לינקר של 20-30 ח.א, עשיר באלנין ופרולין

Question 10

באיזה שלב של
PDH
מתרחשת דה קרבוקסילציה?

Answer 10

בצעד הראשון של E1,
שהוא גם הצעד מגביל המהירות והאיטי ביותר.

פירובט מאבד את הפחמן הקרבוקסילי והאלדהיד נקשר ל
TPP

Question 11

מה מקור האלקטרונים שמחזרים
NAD ל
NADH
בפירובט דהידרוגנז?

Answer 11

פירובט. האלקטרונים שיוצאים מחזרים את הקשרים הדיסולפידי בליפואט.
כדי למחזר את הליפואט הוא תורם שני אלקטרונים ל
FAD
ב-E3
שבתורו תורם אותם ל NAD

Question 12

מה יכול לגרום לפגיעה בפעילות של פירובט דהידרו’

Answer 12

מוטציה גנטית או תזונה לקויה באחד הויטמינים הדרושים לפעילותו.
למשל ויטמין בי 1, כמו במחלת ברי ברי
אצל אנשים שהתזונה שלהם מתבססת על אורז או אלכוהוליסטים.
אז נראה גם ריכוזים גבוהים של פירובט בדם בגלל שהאנזים לא מתפקד.

Question 13

כיצד עוברים תוצרי הביניים בין היחידות השונות של

PDH?

Answer 13

Substrate channeling
בזכות הזרוע של E2
שמעבירה את האלקטרונים והאצטיל בין שתי היחידות האחרות

Question 14

מהי הבקרה על

PDH?

Answer 14

יחידה E1 
יכולה לעבור זרחון עי קינאז פנימי לאנזים, ומופעל בריכוזי
ATP גבוהים
מזורחן = לא פעיל.
מעכבים - סמני אנרגיה גבוהה:
NADH, ATP, Acetyl CoA, ח.ש ארוכות.
משפעלים - סמני אנרגיה נמוכה:
NAD, AMP, COA

Question 15

מה קורה לאוקסלואצטט במהלך מעגל קרבס?

Answer 15

שום דבר, הוא נדחס ליצירת ציטרט וממוחזר בשלמותו בסוף המעגל.

ריכוז האוקסלואצטט בתא לא גדול, לא צריך יותר מדי ממנו, הוא לא יכול לצאת/להיכנס למיטו’.

Question 16

מה מקור ה
ATP
באורגניזמים פוטוסינתטיים?

Answer 16

בזמן אור הכלורופלסט, ללא אור המיטוכונדריה.

Question 17

איזו ריאקציה מזרז ציטרט סינתאז, האנזים הראשון במעגל קרבס?

Answer 17

ריאקציה מסוג דחיסת קלייזן של אצטיל קו-א ואוקסלואצטט,
ליצירת ציטרט, תוך כדי הכנסת מולקולת מים.

זוהי ריאקציה בלתי הפיכה.
חייב להיות לה דלתא ג’י שלילי מאד בגלל הריכוז הנמוך של אוקסלואצטט. אחרת, הריאקציה כל הזמן תלך לכיוון יצירת אוקסלו’ ופירוק של ציטרט.

*אוקסלואצטט נקשר קודם ומשרה שינוי קונפורמציה שיוצר אתר קישור לסוב’ השני.

Question 18

ריאקציה מס’ 2, מה מזרז אקוניטאז?

Answer 18

יצירה של איזוציטרט, דרך מעבר בתוצר ביניים של ציס אקוניטאז.

הוא מכניס ומוציא מולקולת מים.
הוא מכיל מרכז ברזל גופרית.

Question 19

איזה עוד תפקיד יש לאקוניטאז?

Answer 19

תפקיד במשק הברזל. כאשר יש מחסור בברזל.
(הכוונה היא לאיזואנזים בציטוזולת לא המיטוכונדראילי)

בריכוזי ברזל נמוכים, מאבד את ה-
Fe-S
ומכונה אפואקוניטאז.

יש לו רצף קישור לרנא שליח.
הוא קושר
mRNA
מייצב את זה של הטרנספורטר לברזל, מפרק את זה של פריטין

Question 20

האנזים איזוציטרט דהידרוגנז?

Answer 20

מזרז דה קרבוקסילציה חמצונית של איזוציטרט
בשלב 3!!
לאלפא-קטוגלוטרט. לאנזים יש יון מנגן באתר הפעיל שקושר את קבוצת הקרבוניל של תוצר הביניים אוקסלוסוקסינט.

תוך יצירת מולקולת
NADPH/NADH

Question 21

מה קורה בדה קרבוקסילציה אוקסידטיבית?

איפה נתקלים בה?

Answer 21

משתחרר מולקולת
CO2
וגם יש חיזור של NAD(P)
ל- NAD(P)H

במעגל קרבס, PDH, חמצון ח.א

Question 22

מה קורה בריאקציה 4? את מי היא מזכירה ומה התוצרים?

Answer 22

יש דה קרבוקסילציה אוקסידטיבית נוספת.
לכן מתשחרר
CO2, NADH

האנזים דומה לקומפלקס פירובט דהידרוגנז, גם לו יש 3 תתי יחידות.
ככל הנראה לשניהם מוצא אבולוציוני משותף.

Question 23

מה קורה בריאקציה 5?

Answer 23

יש ייצור של
ATP, GTP

הוא לוקח
GDP + Pi - זרחון ברמות סובסטרט

ובעזרת האנרגיה משבירת הקשר התיו-אסטרי של הקו-א
מייצר קשר פוספואנהידרידי.

האנזים הוא סוקסיניל קו-A סינתתאז. יש איזואנזים ל-GTP ול-ATP

Question 24

מה גורלו של GTP

אם וכאשר הוא נוצר בגליקוליזה?

Answer 24

הריאקציה הבאה:
GTP + ADP –> GDP + ATP
עי האנזים נוקלאוזיד דיפוספט קינאז.

Question 25

מה ההבדל ומה משותף לסינתאז וסינתתא?

Answer 25

שניהם מזרזים ריאקציה של דחיסה.
סינתתאז משתמש ב
ATP
וסינתאז דוחס ללא.

Question 26

מה ההבדל בין פוספורילאזות לפוספטאזות?

Answer 26

פוספורילאז עושה הידרוליזה עם פוספט,
ואילו פוספטאז עושה הידרוליזה עם מולקולת מים.

בשני המקרים יש חיתוך של קשר.

Question 27

מה קורה בשלב 6 לסוקסינט?

Answer 27

בשלב 6 סוקסינט מחומצנת לפומרט, תוך יצירת
FADH
עי האנזים סוקסינט דהידרוגנז.

האנזים נעוץ בממברנה, הוא מעביר את האלקטרונים לשרשרת מעבר האלקטרונים.

Question 28

את מי חוסם מלונאט?

Answer 28

אנאלוג של סוקסינט ומתחרה חזקה על סוקסינט דהידרוגנז, כך שהוא חוסם את מעגל קרבס.

Question 29

מה קורה בשלב 7?

Answer 29

הידרציה של פומראט למלאט, עוברים בדרך במצב מעבר של .
קרבואניון.
זה מזורז עי פומראז.

Question 30

מה קורה בשלב 8?

Answer 30

חמצון של מלאט לאוקסלואצטט, תוך יצירה של
NADH + H+

הריאקציה הזו בעלת דלתא ג’י חיובי מאד, רחוקה מש”מ.
מה שמאפשר לה לקרות בכל מקרה הוא הריכוז הנמוך של אוקסלואצטט.

Question 31

מה התוצרים של חמצון מולקולת אצטיל קו-א אחת?

Answer 31

2 CO2
3 NADH
1 FADH
1ATP/GTP

Question 32

מעגל קרבס הוא מסלול אמפיבולי, מה הכוונה?

Answer 32

כזה שמשמש גם באנאבוליזם וגם בקטבוליזם.
למשל:
• אלפא קטוגלוטרט ואוקסלואצטט הם פרקורסרים לאספרטט וגלוטמט ע”י טרנסאמינציה. משם הם יכולים להמשיך לח.א נוספות.
אוקסלואצטט חומר מוצא בגלוקונאוגנזה

Question 33

מהן ריאקציות אנאפלורטיות?

דוגמה בבקשה.

Answer 33

אלו ריאקציות שמחדשות את מלאי תוצרי הביניים
של מסלול מסוים.
למשל פירובט קרבוקסילאז עושה קרבוקסילציה של פירובט לאוקסלואצטט ובכך מחדש את מלאי האוקסלואצטט.

Question 34

כמה תתי יחידות יש לפירובט קרבוקסילאז ואיזו קבוצה פרוסטטית?

Answer 34

ארבע תתי יחידות.

כאשר כל תת יחידה מכילה ביוטין קשור קוולנטית לליזין.

Question 35

מחסור בביוטין יכול להיגרם מאכילה של?

Answer 35

בייצים נאות המכילות את החלבון אבידין.

Question 36

כמה דה קרבוקסילציות מתרחשות במעגל קרבס?

Answer 36

שתיים.

Question 37

מיהם המעכבים והמשפעלים של

PDH?

Answer 37

מעכבים:
•	ATP
•	אצטיל קו-A
•	NADH
העיכוב האלוסטרי מוגבר משמעותית כאשר ח.ש ארוכות זמינות. 
משפעלים:
•	AMP
•	CoA
•	NAD+

Question 38

כיצד מופעל הקינאז שמזרחן את
PDH
ביונקים?

Answer 38

ATP עי ריכוז גבוה של

Question 39

מהו המטוכרומטוזיס

Answer 39

יתר ברזל בדם, זה גורם למשל לנזק לכבד.

Question 40

ב-PDH

באיזה שלב/תת יחידה מיוצר אצטיל קו A?

Answer 40

בשלב השני, עי יחידה

E2.

Question 41

מוטציות בחלבונים של מעגל קרבס

Answer 41

למשל מוטציה באיזוציטרט דהידרוגנז, במקום לייצר אלפא קטוגלוטרט הוא מייצר מולקולה אחרת בשם:
הידרוקסיגלוטרט-2
שמצטברת בתאי גליה סרטניים.
אלפא קטוגלוטרט משמש לבקרה על היסטונים ולכן מחסור בו גורם לביטוי לא תקין של גנים.