17. Přehled metabolismu živin Flashcards
Přehled metabolismu živin
Co vyžadují živé organismy k zajištění svých funkcí?
- vyžadují kontinuální přísun energie ve formě živin
Přehled metabolismu živin
Co to je metabolismus?
- je to soubor chemických reakcí, kterými organismus získává a využívá energii k udržení života
Přehled metabolismu živin
Které děje spadají pod metabolismus?
- katabolické děje
- anabolické děje
Přehled metabolismu živin - Katabolismus
K čemu dochází při katabolických reakcích?
- dochází k dehydrogenaci (oxidaci) energeticky bohatých živin (sacharidů, proteinů a lipidů)
- jednoduše, dochází k rozkladu živin se složitější strukturou na jednodušší produkty
Přehled metabolismu živin - Katabolismus
Co je účelem katabolických reakcí?
- účelem je pozvolný zisk energie a meziproduktů, které jsou nezbytné pro anabolické pochody
Přehled metabolismu živin - Katabolismus
Co je konečným produktem kabatolických reakcí?
- energeticky chudý CO₂ a voda
- kromě toho taky dochází ke stupňovitému uvolňování energie, která se kumuluje ve formě ATP
Přehled metabolismu živin - Anabolismus
K čemu dochází při anabolických reakcích?
- jednoduše, dochází ke vzniku složitějších molekul, které jsou nezbytné pro život, z jednodušších látek
Přehled metabolismu živin - Anabolismus
Co je potřeba k tomu, aby proběhla anabolická reakce?
- malých molekul, které vznikají katabolickými reakcemi (např. acetyl-CoA, pyruvát)
- energie, která pochází ze spřažení s hydrolýzou ATP
Přehled metabolismu živin
Jak tedy získává člověk a ostatní živočichové energii?
- získává ji oxidací organických sloučenin, které získal potravou
Přehled metabolismu živin
Které organismy jsou schopny získávat přímou energii ze slunečního záření?
- zelené rostliny
- jednobuněčné organismy, které obsahují barevné pigmenty
Přehled metabolismu živin
DOPLŇ:
Při fotosyntéze v rostlinách je energie … přeměňována na energii ….
Při fotosyntéze v rostlinách je energie slunečního záření přeměňována na energii obsaženou v chemických vazbách.
Přehled metabolismu živin
Uveď obecnou rovnici fotosyntézy.
- 6CO₂ + 6H₂O –> C₆H₁₂O₆ (glukóza) + O₂
Přehled metabolismu živin
DOPLŇ:
Veškerá volná energie živých organismů má původ ve ….
Veškerá volná energie živých organismů má původ ve sluneční energii.
Přehled metabolismu živin
Do kolika fází rozlišujeme odbourávání živin?
- do tří
Přehled metabolismu živin - Tři fáze - první
Co zahrnuje první fáze odbourávání živin? Kde probíhá?
- zahrnuje hydrolýzu složitých molekul živin na jednodušší jednotky
- probíhá v trávicím traktu pomocí trávicích enzymů
Přehled metabolismu živin - Tři fáze - první
Na co jsou štěpeny:
a) polysacharidy?
b) proteiny?
c) triacylglyceroly?
a) monosacharidy
b) aminokyseliny
c) mastné kyseliny a monoacylglycerol
Přehled metabolismu živin - Tři fáze - první
PRAVDA x LEŽ:
V první fázi odbourávání živin se energie ve formě ATP nezískává.
- PRAVDA
Přehled metabolismu živin - Tři fáze - druhá
K čemu dochází při druhé fázi?
- monosacharidy, aminokyseliny i lipidové složky jsou v několikastupňových enzymových pochodech postupně oxidovány na amfibolické meziprodukty
Přehled metabolismu živin - Tři fáze - druhá
Co to jsou amfibolické meziprodukty? Uveď příklady a to, z čeho vznikly.
- jsou to meziprodukty druhé fáze, které mohou být degradovány za zisku energie, ale zároveň mohou sloužit jako výchozí materiál pro některé anabolické pochody
- např. pyruvát (z glukózy, glycerolu a některých aminokyselin) a acetylkoenzym A (z mastných kyselin a některých aminokyselin)
Přehled metabolismu živin - Tři fáze - druhá
Vzniká v druhé fázi odbourávání živin ATP? Pokud ano, kdy?
- ano, ale pouze malé množství
- vzniká při odbourávání glukózy
Přehled metabolismu živin - Tři fáze - druhá
Co se děje ve druhé fázi odbourávání živin s vodíkovými atomy, které vznikly dehydrogenačními pochody? Co vzniká?
- jsou vázány na kofaktory NAD⁺ a FAD
- vzniká NADH a FADH₂
Přehled metabolismu živin - Tři fáze
Kdy vzniká hlavní podíl ATP?
- ve třetí fázi odbourávání živin
Přehled metabolismu živin - Tři fáze - třetí
Jak vzniká ATP ve třetí fázi odbourávání živin? Popiš celý proces.
- nejprve je acetylová skupina acetyl-CoA v citrátovém cyklu postupně oxidována na 2 molekuly CO₂
- CO₂ je poté z těla vyloučeno plícemi
- během citrátového cyklu dochází k produkci NADH a FADH₂
- reoxidací NADH a FADH₂ v dýchacím řetězci vzniká ATP
Přehled metabolismu živin - Tři fáze
Co je tedy principem odbourávání živin?
- je to jejich postupná oxidace (nejčastěji formou dehydrogenace) až na CO₂
Přehled metabolismu živin - Tři fáze
Co se děje v vodíkovými atomy, které jsou součástí redukovaných kofaktorů v dýchacím řetězci?
- dojde k reakci s kyslíkem a vzniku vody
Přehled metabolismu živin - Citrátový cyklus
Kde se odehrává citrátový (Krebsův) cyklus? Co do něj vstupuje a jak vzniká?
- odehrává se v matrix mitochondrií
- vstupuje do něj acetyl-CoA, který vzniká odbouráním mastných kyselin nebo dekarboxylací pyruvátu
Přehled metabolismu živin - Citrátový cyklus
Co je hlavním smyslem citrátového cyklu?
- je to přenos atomů vodíku z meziproduktů citrátového cyklu na oxidované formy kofaktorů NAD⁺ a FAD za vzniku redukovaných forem NADH a FADH₂
Přehled metabolismu živin - Citrátový cyklus
Co se děje s redukovanými kofaktory NADH a FADH₂?
- vstupují do dýchacího řetězce, kde jejich oxidace poskytuje energii pro tvorbu ATP
Přehled metabolismu živin - Citrátový cyklus
DOPLŇ souhrnnou rovnici citrátového cyklu:
CH₃CO-SCoA + 3NAD⁺ + FAD + 2H₂O + GDP + Pi –> …
CH₃CO-SCoA + 3NAD⁺ + FAD + 2H₂O + GDP + Pi –> 2CO₂ + 3NADH + 3H⁺ + FADH₂ + CoA-SH + GTP
Přehled metabolismu živin - Citrátový cyklus
Jaký je celkový energetický výtěžek citrátového cyklu?
- 12 ATP (11 ATP pochází z redukovaných kofaktorů a 1 ATP pochází z molekuly GTP)
Přehled metabolismu živin - Citrátový cyklus
Které vitamíny jsou potřebné pro průběh citrátového cyklu? Co z nich vzniká?
- vitamín B₁ (thiamin) - působí jako kofaktor 2-oxoglutarátdehydrogenáza
- vitamín B₂ (riboflavin) - vzniká z něj FAD (flavinadenindinukleotid)
- vitamín B₃ (niacin) - vzniká z něj NAD⁺ (nikotinamidadenindinukleotid)
Přehled metabolismu živin - Citrátový cyklus
Co ovlivňuje průběh citrátového cyklu?
- množství ATP
- množství redukovaných kofaktorů
- množství acetyl-CoA
- množství kyslíku
Přehled metabolismu živin - Citrátový cyklus
Co je potřeba pro první reakci citrátového cyklu?
- je to oxalacetát
Přehled metabolismu živin - Dýchací řetězec
Co vstupuje do dýchacího řetězce?
- vstupují tam redukované kofaktory NADH a FADH₂
Přehled metabolismu živin - Dýchací řetězec
Co se děje s vodíkovými atomy redukovaných kofaktorů během dýchacího řetězce?
- v průběhu dýchacího řetězce odevzdávají elektrony, poté se oxidují na H⁺
- dochází k zisku energie ve formě protonového gradientu, který se využívá při aerobní fosforylaci na syntézu ATP
Přehled metabolismu živin - Dýchací řetězec
Kde probíhá dýchací řetězec?
- probíhá na vnitřní mitochondriální membráně
Přehled metabolismu živin - Dýchací řetězec
Z čeho se skládá dýchací řetězec?
- čtyři membránově vázané enzymové komplexy I-IV
- dva pohyblivé přenašečů - ubichinon (koenzym Q₁₀) a cytochrom c
Přehled metabolismu živin - Dýchací řetězec
Co se děje s redukovanými kofaktory NADH a FADH₂, které vstupují do dýchacího řetězce? Co se děje dále?
- jsou oxidovány účinkem enzymů komplexu I nebo II
- elektrony vodíkových atomů jsou přenášeny na dikyslík, který je redukován na O²⁻ a reakcí s protony poskytuje vodu
Přehled metabolismu živin - Dýchací řetězec
Co se vytváří v mezimembránovém prostoru mitochondrie po transportu H⁺? Co se děje při jejím vybití?
- vytváří se rozdíl mezi koncentrací H⁺ v matrix a mezibránovém prostoru => vytvoří se protonmotivní síla
- při vybití protonmotivní síly je uvolněná energie využita pro syntézu ATP
Přehled metabolismu živin - Aerobní fosforylace
Čím je katalyzovaná tvorba ATP?
- je katalyzována enzymem ATP-syntázou
Přehled metabolismu živin - Aerobní fosforylace
Co vytváří podjednotky enzymového komplexu ATP-syntézy?
- část z nich vytváří kanál, kterým se H⁺ vrací zpět do matrix
- druhá část katalyzuje reakci syntézy ATP
Přehled metabolismu živin - Aerobní fosforylace
Kdy probíhá syntéza ATP?
- probíhá v přítomnosti kyslíku spřaženě s reakcí dýchacího řetězce, kdy dochází k tvorbě protonového gradientu
Přehled metabolismu živin - Aerobní fosforylace
Co se stane, pokud bude v membráně přítomen rozpojovač? Kde toto typicky probíhá?
- dojde k rozpojení obou dějů a energie protonového gradientu se transportuje do tepla
- typicky v hnědé tukové tkáni
Přehled metabolismu živin - Aerobní fosforylace
Jakou energii poskytuje:
a) oxidace NADH?
b) oxidace FADH₂?
a) pro syntézu 3 ATP
b) pro syntézu 2 ATP
Přehled metabolismu živin - Aerobní fosforylace
Na čem závisí rychlost průběhu dýchacího řetězce?
- na dostupnost kyslíku a ADP
Přehled metabolismu živin - Aerobní fosforylace
Uveď látky, kterou lze inhibovat dýchací řetězec a aerobní fosforylaci.
- kyanidy - inhibují komplex IV v dýchacím řetězci
