תרגול 3 Flashcards
מסלולים קטבוליים
“אנה בונה את המגדל והחתול (CAT) מפרק”:
מסלולים קטבוליים אחראיים לפירוק וחמצון של מולקולות אורגניות לתוצרים פשוטים יותר לשם הפקת אנרגיה בצורת ATP.
מסלולים אנאבוליים
“אנה בונה את המגדל והחתול (CAT) מפרק”
מסלולים אנאבוליים אחראיים על בניית אבני בניין ליצירת מקרומולקולות כגון חלבונים, חומצות גרעין, שומנים, סוכרים ומרכיבי תא אחרים הדרושים למבנה התא ותפקידו.
גליקוליזה
10 שלבים
פירוק גלוקוז ליצירת אנרגיה
המסלולים המטבוליים הם בלתי הפיכים ולא מגיעים לש”מ
האורגניזם והתא הם מע’ פתוחות שלא מגיעות לש”מ.
בכל מסלול ביוכימי יש לפחות שלב אחד עם ירידה גדולה באנרגיה החופשית, מה שמונע את חזרת התגובה למגיבים.
לכן צריך על התהליכים בקרה משמעותית - כי הם לא הפיכים.
כיצד מתבצעת הבקרה על קצב התהליך המטבולי?
תהליכים שמתרחשים בתוך התא:
- זמינות סובסטרט אם הKM גבוה - הכי מהיר
- מעכבים תחרותיים ואלוסטריים
- פוספורילציה- קשירת קב’ פוספט משנה את פעילות האנזים או הסובסטרט וגורמת לעיכוב או לפעילות יתר. - פחות מהיר ממעכבים כי מדובר בקשר קלוונטי חזק
תהליכים שמתרחשים גם מחוץ לתא:
- בקרה חוץ תאית: ע”י הורמונים המפעילים תהליכים שמפעילים אנזים או גורמים לסינתזה מוגברת של האנזים.
- בקרה ע”י עיכוב בסינתזה של אנזים- תהליך שהשפעתו בטווח של שעות
אילו אנזימים מתמחים בהוספת קב’ זרחה?
אינזימי קינאז
בדרך כלל חלבונים עוברים זרחון על קבוצות הידרוקסיל (OH) שבשייר של חומצות האמינו: סרין, תראונין וטירוזין.
אילו אינזימים מתמחים בהסרת קב’ זרחה?
פוספוטאז
על אילו אנזימים יש בקרה ?
בקרה נעשת באנזימים שמקטלזים ריאקציות שהן לא הפיכות. סדרך כלל הויסות יתבצע על האנזים הראשון בתהליך.
סוגי בקרות:
- בקרה על כמות האנזים- הגברה או דיכוי של ייצור האנזים
- בקרה על רמת פעילות האנזים- ליגנדים שונים: מעכבים או זרזים.
- בקרה אלוסטרית- מחוץ לאתר הפעיל.
- תיווך וויסות הורמונלי
- זימוגן- אנזים במצב לא פעיל שיכנס לפעילות רק עם שינוי בתנאי הסביבה כגון PH.
מהו היתרון בחמצון רב שלבי לעומת חמצן שלב אחד?
מנצלים 40% לאנרגיה כימיה לעומת אנרגית חום שנפלטת בבת אחת במסלול חד שלבי.
מדוע חומצת שומן משחררת יותר אנרגיה לעומת חלבונים וסוכרים ?
סוכר מכיל הרבה C-0
שומן מכיל הרבה C-H
ככל שהפחמן מחוזר יותר כך האנרגיה שמשתחררת בחמצונו גדולה יותר
על כל מולקולה של שומן אנחנו מקבלים 9.3 קילוקלוריות לגרם לעומת 3.7 על כל מולקולת גלוקוז.
אם כן מדוע התא מעדיף להשתמש בגלוקוז לצריכת אנרגיה?
- הגלוקוז זמין יותר בתאים- נכנס ויוצא בקלות מהתא בעוד לשומן קשה יותר לעבור
- הסביבה התאית היא סביבה מימית והשומן הוא הידרופובי.
- המוח משתמש רק בגלוקוז ומנצל 120 גרם ליום מתוך 160 גרם שאנו מקבלים בדיאטה
- ניתן להפיק מהגלוקוז אנרגיה בתנאים אנאירוביים.
ATP
מולקולה עתירת אנרגיה ונוצרת בעיקר במיטוכונדריון
מורכבת מאדנוזין + 3 קב פוספט
הגורמים לפליטת אנרגיה בהפיכת ATP לADP
- קטנה הדחייה בין המטענים השליליים (4 קבוצות חמצן שלילי צמודות בATP)
- לאחר הידרוליזה קבוצת הפוספט שיצאה יוצרת מצבי רזוננס יציבים
- הADP שנוצר משחרר H+ למים ויוצר רזוננס
- אנרגיית סולבציה (מסיסית) טובה יותר של ADP+Pi לעומת ATP
למרות האמור הפירוק של ATP הוא איטי מבחינה קינטית ולא מתרחש ספונטנית - ולכן מעורב אנזים בפירוק ATP.
שתי סוגי ראקציות ליצירת ATP
- זרחון ברמת הסובסטרט: כאשר מולקולה לא יציבה המכיל קב’ פוספט מעבירה את הקבוצה שלה באמצעות אנזים למולקולה יציבה ומתייצבת. נפלטת אנרגיה שיכולה לשמש ליצירת ATP חצי מהאנרגיה הולכת לחום.
- זרחון חמצוני- כתוצאה מתהליכי חמצון חיזור, נוצרת אנרגיה הדרושה ליצירת ATP. תהליך זה מתרחש במיטוכונדריון תוך ניצול אנרגיית מפל הריכוזים של H+ בתא.
גלוקוז
החד סוכר הנפוץ ביותר בגלל היציבות שלו הנובעת מכך שכל הקבוצות הגדולות נמצאות בעמדות אקווטוריאליות (משווניות) ולא בעמדות ציריות. כמו כן, כל עמדה נמצאת בעמדת טרנס אחת לשנייה.
מולקולה פולרית ולכן נכנסת לתאים ע”י נשא
פירוק עמילן וגליקוגן
ברוק מתחיל פירוק העמילן והגליקוגן ע”י האנזים עמילאז. פירוק העמילן גורם לטעם מתוק בפה.
מתי נרצה שהכבד יקלוט סוכר?
בריכוז גבוה של סוכר בדם- שיקלוט לי את העודפים
ואז יאגור גליקוגן
בריכוז גבוה נרצה שגם הלבלב יקלוט את הסוכר, כדי שישחרר אינסולין
glut 1
מעביר גלוקוז וגלקטוז פעיל במוח, בתאי הדם האדומים ובעובר. (גם תאי אנדוטל ורקמות שומן) זיקה גבוהה לגלוקוז פעיל כאשר יש מעט גלוקוז בדם km=1
glut 2
פעיל בכבד בכליות ובלבלב זיקה נמוכה לגלוקוז (פעיל רק בריכוזי גלוקוז גבוהים) מעביר גלוקוז, פרוקטוז וגלקטוז. מאותת ללבלב להפריש אינסולין בתאי בטא. בכבד- מאותת לסינתוז גליקוגן km=15
GLUT3
הנשא העיקרי של גלוקוז בתאי עצב
הזיקה הכי גבוהה לגלוקוז . בעל יכולת העברה מהירה מאוד (יותר משל 1).- תאי העצב נדרשים להיות פעילים בלחץ .
מעביר גלוקוז וגלקטוז
glut 4
נשא של גלוקוז שאינו נמצא באופן קבוע בממברנה מופיע בריכוזים גבוהים של גלוקוז פעילותו תלויה בהורמון אינסולין GLUT 4 לא נמצא במוח כלל נמצא בשרירים וברקמות שומן. GLUT4 פעיל בעת פעילות גופנית km=5
glut 5
מעביר פרוקטוז בלבד !!
נמצא בעובר, במעי הדק ובתאי זרע.
נשא זה קיים גם בתאי מוח, כלייה, שומן ושרירים.
sglut1
תאי דופן המעי הדק סופגים את הגלוקוז, אך בדרך כלל הגלוקוז נמצא בריכוז גבוה יותר בתוך התא מאשר בחלל המעי ולכן דרושה אנרגיה כדי להכניס אותו לתא.
דופן המעי- דם- לתאים.
תלוי בATP
קודם העברה אקטיבית במשאבות נתרן אשלגן ואז סימפורט -נתרן גלוקוז.
insulin shock
אדם יכנס לתרדמת, כתוצאה מהפרשה של יותר מידי אינסולין שגורמת לירידה ברמת הגלוקוז בנוזל החוץ תאי- פחות גלוקוז נכנס לתאי מע’ העצבים ונוצרת תגובה של שוק.
מהו המסלול העיקרי לקבלת אנרגיה בתנאים אנאירוביים?
גליקוליזה
מצב אנאירובי קיים גם כאשר הסביבה מכילה חמצן כמו:
- במאמץ מוגבר בתאי השריר כאשר אין מספיק חמצן זמין
- בתאי דם אדומים בהם אין מיטוכונדריון
- ברגעי לידה, רקמות הילוד מלבד המוח מפסיקות לקבל חמצן ומסתפקות בתהליך הגליקוליזה.
כמה ATP מקבלים בגליקוליזה ?
בגליקוליזה מושקעות 2 מול’ ATP ונוצרות 4 : כך שהרווח “נטו” הוא 2 ATP על כל מולקולת גלוקוז.
בנוסף, בגליקוליזה נוצרות 2 מול’ NADH שלהן תפקיד חשוב מיטוכונדריון ומספקות אנרגיה בצורה עקיפה.
האם הגליקוליזה היא תהליך ספונטני?
כן. התהליך לא באמת בשיווי משקל . זאת משום שעל פי עיקרון לה שטליה, כאשר התוצרים יעלמו, התגובה תלך תמיד לתוצרים. תהליך בלתי הפיך גם אם לחלק מהתגובות יש דלתא G חיובי.
הכבד
כבד לו בגלל כל הגליקוגן הזה