7η Διάλεξη -Μεταβολισμός

Question 1

Τι είναι ο μεταβολισμός σαν ορισμός ;

Answer 1

Αποτελεί ένα ολοκληρωμένο δίκτυο χημικών αντιδράσεων που περιέχει πολλά κοινά μοτίβα (π.χ. κοινή ενέργεια και ενεργοποιημένα ενδιάμεσα) όπου περίπου 100 μόρια παίζουν κεντρικό ρόλο στο μεταβολισμό όλων των μορφών ζωή

Question 2

Τι σημαίνουν οι όροι καταβολισμός και αναβολισμός ;

Answer 2

• Καταβολισμός: Αντιδράσεις που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας από καύσιμα μόρια (τροφή).
• Αναβολισμός: Αντιδράσεις που χρησιμοποιούν την παραπάνω ενέργεια για τις βιοσυνθέσεις.

Question 3

Ποιες είναι οι 5 αρχές του μεταβολισμού;

Answer 3

1. Τα καύσιμα διασπώνται και βήμα προς βήμα βιοσυντείθενται μεγάλα μόρια σε μια σειρά από συνδεδεμένες αντιδράσεις που ονομάζονται μεταβολικές πορείες. 2. Ένα κοινό νόμισμα ενέργειας σε όλες τις μορφές ζωής είναι η Τριφωσφορική Αδενοσίνη (ΑΤP) και συνδέει τις πορείες που απελευθερώνουν ενέργεια με τις πορείες που απαιτούν ενέργεια. 3. Η οξείδωση των καύσιμων οργανικών μορίων ωθεί τον σχηματισμό της ΑTP. 4. Σε πολλές μεταβολικές πορείες είναι κοινός ένας περιορισμένος αριθμός τύπων αντιδράσεων και ενδιάμεσων προϊόντων. 5. Υπάρχουν μηχανισμοί ρύθμισης των μεταβολικών πορειών.

Question 4

Γιατί είναι απαραίτητη η συνεχής τροφοδότηση με Ε και απο που λαμβάνεται αυτή η Ε;

Answer 4

1) Για την εκτέλεση μηχανικού έργου στη σύσπαση μυών και κυτταρικές κινήσεις. 2) Για την ενεργό μεταφορά μορίων και ιόντων 3) Για τη σύνθεση μακρομορίων και άλλων βιομορίων από απλά πρόδρομα μόρια.
Η ελεύθερη ενέργεια προέρχεται από το περιβάλλον. a. Οι φωτοσυνθετικοί (φωτότροφοι) οργανισμοί παγιδεύουν το ηλιακό φως b. Οι χημειότροφοι οξειδώνουν τα τρόφιμα που παράγονται από τους φωτότροφους οργανισμούς

Question 5

Τι γνωρίζετε για τον μεταβολισμό της γλυκόζης ;

Answer 5

Μεταβολίζεται σε πυροσταφυλικό σε 10 διασυνδεδεμένες αντιδράσεις. Υπο αναερόβιες σε γαλακτικό και σε αερόβιες σε ακετυλο-CoΑ. Τα άτομα C που προέρχονται από την γλυκόζη οξειδώνονται σε CO2. Έχουμε λοιπόν σειρά χημικών αντιδράσεων που ξεκινούν από ένα μόριο και καταλήγουν σε ένα ή περισσότερα άλλα με προσεκτικά καθορισμένο τρόπο (το κύτταρο έχει πολλές τέτοιες). Οι πορείες είναι αλληλοεξαρτόμενες και η δραστικότητά τους συντονίζεται από εξαιρετικά ευαίσθητα μέσα επικοινωνίας (π.χ. αλλοστερικά ένζυμα).

Question 6

Τι είναι τα μεταβολικά δίκτυα και τι οι αμφιβολικές πορείες;

Answer 6

Ο τρόπος σύνδεσης των μεταβολικών αντιδράσεων σχηματίζουν ένα μεταβολικό χάρτη όπου κάθε κόμβος είναι ένας συγκεκριμένος μεταβολίτης. Κάθε μια πορεία είναι διακριτή με κυριότερες τις αποικοδομητικές (καταβολικές) και τις βιοσυνθετικές (αναβολικές) πορείες.
Οι αμφιβολικές πορείες όπου ανάλογα με την ενεργειακή κατάσταση του κυττάρου είναι αναβολική ή καταβολική

Question 7

Τι γνωρίζεται για τα κριτήρια που καθορίζουν εάν θα γίνει ή μη μια μεταβολική αντίδραση ;

Answer 7

Ειδικές επιμέρους αντιδράσεις (ενζυμική εξειδίκευση, κατάλυση) και όλη η ομάδα αντιδράσεων που απαρτίζουν την πορεία πρέπει να ευνοείται θερμοδυναμικά ΔG<0 (αυθόρμητα). ΔG=Δgο +RT lnQ . Q= γινόμενο συγκεντρώσεων αντιδρώντων και προϊόντων. Μια θερμοδυναμικά αυθόρμητη αντίδραση ωθεί μια μη αυθόρμητη. Η ολική μεταβολή ΔG για μια σειρά χημικά συζευγμένων αντιδράσεων ισούται με το άθροισμα των επιμέρους μεταβολών ελεύθερης Ε. (η σύζευξη αντιδράσεων γίνεται μέσω κοινού χημικού ενδιάμεσου). Άρα πχ η αντίδραση ΑΒ+Γ μπορεί να μην είναι αυθόρμητη αλλά επειδή το Β Δ είναι αυθόρμητη η συνολική Α Γ+Δ εάν έχει ΔG<0 θα είναι αυθόρμητη.

Question 8

Τι γνωρίζετε για το ΑΤΡ, τι περιλαμβάνει η ενεργός μορφή του και σε τι υδρολύεται ;

Answer 8

Δότης ελεύθερης ενέργειας στις περισσότερες πορείες. • Μέρος της ελεύθερης ενέργειας από την οξείδωση των τροφών μετασχηματίζεται σε αυτό. • Η ενεργός μορφή είναι συνήθως σύμπλοκο με Mg2+ ή Mn2+ • Είναι πλούσιο ενεργειακά μόριο λόγω των δύο δεσμών φωσφορικού ανυδρίτη. • Υδρολύεται σε ADP και ορθοφωσφορικό (Pi ) ή ΑΜP και πυροφωσφορικό (PPi ) απελευθερώνοντας μεγάλα ποσά ελεύθερης ενέργειας. ΔG0’ = -30,5 κJ mol-1 για ΑDP και -45,6 κJ mol-1 για AMP.

Question 9

Τι γνωρίζεται για τον κύκλο ΑΤΡ-ADP, σε τι συνεισφέρει και τι άλλη μορφή μπορούν να έχουν τα αντιδρώντα σε μια αντίδραση με ΑΤΡ;

Answer 9

• Κύκλος ATP – ADP : βασικός τρόπος ανταλλαγής ενέργειας στα βιολογικά συστήματα.( παράγεται από την οξείδωση των τροφών).• Η υδρόλυση ενός μορίου ATP σε μια συζευγμένη αντίδραση αλλάζει τον λόγο ισορροπίας των προϊόντων προς τα αντιδρώντα κατά έναν παράγοντα της τάξης του 108. • Μια σειρά μη ευνοούμενων αντιδράσεων μπορούν να μετατραπούν σε ευνοούμενες με τη σύζευξή τους μέσω της υδρόλυσης ικανού αριθμού μορίων ATP σε μια νέα αντίδραση. • Τα Α και Β εκτός από αντιδρώντα μπορούν να είναι: - Ενεργοποιημένη και μη ενεργοποιημένη στερεοδιάταξη πρωτεΐνης (π.χ. μοριακοί κινητήρες-ενεργοποίηση μέσω φωσφορυλίωσης με ΑΤP) - Συγκεντρώσεις ιόντος ή μορίου μέσα και έξω από το κύτταρο (π.χ. φωσφορυλίωση αντλίας νατρίου-καλίου).

Question 10

Γνωρίζετε άλλα σημαντικά μόρια τριφοσφωρικών νουκλεοζητών ; Από ποια ένζυμα καταλύονται ;

Answer 10

GTP: τριφωσφορική γουανοσίνη / GDP, GMP (με υδρόλυση) • UTP: τριφωσφορική ουριδίνη / UDP, UMP • CTP: τριφωσφορική κυτιδίνη / CDP, CMP
Αν και όλα είναι ενεργειακά ισοδύναμα, η ATP είναι ο βασικός φορέας ενέργειας. Κάποιες βιοσυνθετικές αντιδράσεις ωθούνται από την υδρόλυση των ανωτέρω. Η φωσφορυλίωση των MPs καταλύεται από τις κινάσες μονοφωσφορικών νουκλεοζιτών ενώ των DPs από τις κινάσες των διφωσφορικών νουκλεοζιτών.

Question 11

Γιατί υπάρχει υψηλό δυναμικό μεταφοράς φωσφορικής ομάδας από το ΑΤΡ;

Answer 11

1) Σταθεροποίηση συντονισμού όπου η φωσφορική ομάδα που παράγεται κατά την υδρόλυση από ΑΤΡ σε ADP μπορεί να πάρει διαφορετικές μορφές συντονισμού. Επομένως το ΑΤΡ θεμροδυναμικά ευνοείται να υδρολυθεί επειδή το παραγώμενο προϊόν παίρνει πολλές σταθερές δομές συντονισμού.
2) Σε pH 7 η τριφωσφορική ομάδα έχει 4 αρνητικά φορτία που απωθούνται λόγω εγγύτητας. Η άπωση ελαττώνεται όταν υδρολύεται η ATP.
3) Αύξηση της εντροπίας: Από ένα μόριο σχηματίζονται 2.
4) Σταθεροποίηση λόγω ενυδάτωσης. Νερό προσδένεται στην ADP και στο Pi σταθεροποιώντας τα και καθιστώντας την αντίστροφη αντίδραση μη ευνοϊκή.

Question 12

Ποιες άλλες ενώσεις με υψηλό δυναμικό μεταφοράς φωσφορικής ομάδας γνωρίζετε, ποιος ο ρόλος τους και πως το ΑΤΡ συνδέει αντιδράσεις ;

Answer 12

Το ΑΤΡ προσφέρει Ε μέσω μιας διαδικασίας μεταφοράς της φωσφορικής του ομάδας, άρα το ΑΤΡ είναι ένωση με υχηλό δυναμικό μεταφοράς της φωσφορικής ομάδας αλλά δεν είναι το μοναδικό. Μερικές ενώσεις έχουν υψηλότερο δυναμικό μεταφοράς από την ΑΤP. Aυτές μπορούν να μεταφέρουν τη φωσφορική τους ομάδα στην ADP για να σχηματιστεί ATP (επειδή έχουν μεγαλύτερο δυναμικό μεταφοράς άρα μπορούν να δώσουν την φωσφορική ομάδα). Η ATP διαδραματίζει σημαντικό ρόλο ως φορέας φωσφορικών ομάδων έχοντας ενδιάμεσο δυναμικό μεταφοράς (βοηθάει όντας ενδιάμεσο την σύνδεση αντιδράσεων του μεταβολισμού).(π.χ. φωσφο-ενολοπυροσταφυλικό).

Question 13

Ποιά η δράση της φωσφορικής κρεατίνης των μυών;

Answer 13

H φωσφορική κρεατίνη στους μύες των σπονδυλωτών λειτουργεί ως δεξαμενή υψηλού δυναμικού μεταφοράς φωσφορικών ομάδων που μεταφέρονται εύκολα στην ADP. Παίρνει λοιπόν το ΑDP από τους μύες που έχει υδρολυθεί μέσω της άσκησης για να δώσει ενέργεια και το μετατρέπει σε ΑΤΡ. Η μετατροπή είναι αμφίδρομη αλλά ευνοείται περισσότερο ο σχηματισμός ΑΤΡ και καταλύεται από το ένζυμο κινάση της κρεατίνης.

Question 14

Ποιά ένωση μας δίνει Ε κατά την άσκηση;

Answer 14

Στην αρχή η κινητήρια δύναμη για τα πρώτα δευτερόλεπτα είναι η ΑΤΡ και η φωσφορική κρεατίνη που την αναπληρώνει. Ακολούθως πρέπει η ΑΤΡ να αναπαραχθεί από τις μεταβολικές πορείες.

Question 15

Γιατί χρησιμοποιούνται φωσφορικές ομάδες ;

Answer 15

• Οι φωσφορικοί εστέρες είναι θερμοδυναμικά ασταθείς και παράλληλα κινητικά σταθεροί.(θέλουν να υδρολυθούν αλλά εάν δεν βρούν το κατάλληλο ένζυμο δεν θα το κάνουν)
• Η σταθερότητα οφείλεται στα αρνητικά φορτία που τους καθιστούν ανθεκτικούς στην υδρόλυση απουσία ενζύμων.
• Είναι ιδανικά ρυθμιστικά μόρια τα οποία προστίθενται σε πρωτεΐνες από κινάσες και απομακρύνονται από φωσφατάσες.
• Προστίθενται και σε μεταβολίτες για να μη διαχέονται μέσω κυτταρικής μεμβράνης (κάποιοι μεταβολίτες αναγνωρίζονται με την προσθήκη φωσφορικών ομάδων και έτσι δεν διαχέονται).

Question 16

Γιατί απαιτείται οξείδωση καύσιμων οργανικών μορίων για την αναγέννηση του ΑΤΡ; Σε ποιες κατηγορίες δίνει Ε το ΑΤΡ; Ποιες ενώσεις χρησιμοποιούνται για καύσιμα ;

Answer 16

ΑTP= άμεσος δότης ελεύθερης ενέργειας όπου καταναλώνεται 1 μόριο σε 1 λεπτό από το σχηματισμό του • Μόνο 100g ΑΤP στο σώμα που δεν είναι πολλά αφού καταναλώνονται 0,5kg /min σε καταστάσεις καταπόνησης. • Πολύ υψηλός ρυθμός μετατροπής από την ΑDP καλύπτει την ανάγκη. • Τα e- που παράγονται κατά την οξείδωση των καύσιμων μορίων παγιδεύονται και χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ΑΤP από ADP. Έτσι το ΑΤΡ χρησιμοποιείται για να δώσει Ε για κίνηση, ενεργό μεταφορά, βιοσυνθέσεις και ενίσχυση σημάτων και παράγεται από ADP μέσω της οξείδωσης καύσιμων μορίων ή φωτοσύνθεση.
Οξείδωση από ενώσεις άνθρακα όπου το μεθάνιο έχει μεγάλη Ε οξείδωσης ενώ το CO2 δεν οξειδώνεται και έχει μηδενική (ενδιάμεσα μεθανόλη, φορμαλδεΰδη, κλπ)

Question 17

Πως μετατρέπεται σε ATP η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την οξείδωση μιας ένωσης του άνθρακα;

Answer 17

Η οξείδωση της καύσιμης ύλης δεν γίνεται σε ένα στάδιο αλλά πλαγίως με NAD+ παίρνοντας μια φωσφορική ομάδα, τα ίδια μετατρέπονται σε ένωση υψηλού δυναμικού μεταφοράς φωσφορικής ομάδας (π.χ. 1,3 διφωσφογλυκερικό), δίνοντας και ΝADH και H+. Έπειτα η ένωση υψηλού δυναμικού αντιδρά με το ADP παρουσία μιας κινάσης (π.χ. του φωσφογλυκερικού) και δίνει ΑΤΡ και την οξειδωμένη μορφή του αρχικού καύσιμου μορίου. Τα καύσιμα της πρώτης γραμμής είναι CH2O (γλυκόζη) και λίπη (κορεσμένο οξύ).

Question 18

Πως βοηθούν στην αναγέννηση της ΑΤΡ οι βαθμιδώσεις συγκέντρωσης και οι αντλίες πρωτονίων ;

Answer 18

Η προηγούμενη διαδικασία πρακτικά γίνεται μέσω της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης και η παραγωγή του ΑΤΡ μέσω βαθμιδώσεων συγκέντρωσης πρωτονίων. Έτσι στα ζώα, για την παραγωγή >90% του ATP είναι υπεύθυνες οι βαθμιδώσεις συγκέντρωσης πρωτονίων που παράγονται από την οξείδωση των καύσιμων οργανικών μορίων. Οι βαθμιδώσεις συγκέντρωσης ιόντων είναι ένας χρήσιμος τρόπος σύζευξης αντιδράσεων θερμοδυναμικά μη ευνοούμενων με ευνοούμενες. • Έτσι όπως είδαμε από την οξείδωση των καυσίμων λαμβάνω και e- και Η+. Επομένως δημιουργούνται φορτία τα οποία αντλούνται από αντλίες πρωτονίων, σχηματίζοντας έτσι βαθμίδώσεις συγκέντρωσης οι οποίες βοηθούν με την σειρά τους στη σύνθεση της ΑΤΡ από την ADP όταν περνούν μέσα από ένα άλλο ένζυμο.Η διαδικασία ονομάζεται οξειδωτική φωσφορυλίωση.

Question 19

Πως από την διατροφή καταλήγουμε στην αναγέννηση της ΑΤΡ (3 στάδια) και ποια η δράση του ακέτυλο-CoA ;

Answer 19

Τα κύρια προϊόντα που λαμβάνω από την διατροφή είναι λίπη, πολυσακχ, πρωτ και η όλη διαδικασία χωρίζεται σε 3 στάδια:
1ο στάδιο: Στάδιο προετοιμασίας. Διάσπαση μεγάλων μορίων σε μικρότερες μονάδες μέσω της διεργασίας της πέψης. Τα προϊόντα της αποικοδόμησης απορροφώνται από το έντερο και κατανέμονται σε όλο το σώμα.
2ο στάδιο: Αποικοδόμηση μικρών μορίων σε απλές μονάδες (π.χ. σάκχαρα, λιπαρά οξέα, γλυκερόλη, ορισμένα αμινοξέα, μετατρέπονται σε ακετυλο-CoA). Παράγεται μικρή ποσότητα ATP.
3ο στάδιο: Παραγωγή ATP από την πλήρη οξείδωση της ακετυλικής μονάδας του ακετυλο-CoA.
Αποτελείται από τον κύκλο του κιτρικού οξέος και την οξειδωτική φωσφορυλίωση – τελικές κοινές πορείες στην οξείδωση των καύσιμων μορίων. Κάθε ακετυλική μονάδα που οξειδώνεται πλήρως σε CO2 μεταφέρονται 4 ζεύγη e- (3 στο NAD+ και ένα στο FAD). Στη συνέχεια από τις ανηγμένες μορφές τους ρέουν τα e- στο Ο2, παράγεται βαθμίδωση συγκέντρωσης πρωτονίων που χρησιμοποιείται για την σύνθεση της ATP.

Question 20

Τα e μεταφέρονται απευθείας στο Ο2;

Answer 20

Το Ο2 αποτελεί τον βασικό δέκτη ωστόσο δεν μεταφέρονται απευθείας σε αυτό. Μεταφέρονται σε ειδικούς φορείς (νουκλεοτίδια πυριδίνης ή φλαβίνες). Στη συνέχεια οι ανηγμένες μορφές των φορέων αυτών μεταφέρουν τα e- στο Ο2.

Question 21

Τι γνωρίζεται για το NAD+ και το FAD στην μεταφορά e; Ποιες οι ανηγμένες και οξειδωμένες δομές τους και με ποιες βιταμίνες σχετίζονται ;

Answer 21

ΝΑD+:(νικοτιναμιδο-αδενινο-δινουκλεοτίδιο) Κύριος φορέας ηλεκτρονίων. Δραστικό μέρος: δακτύλιος νικοτιναμιδίου – συντίθεται από τη νιασίνη (Β3). Κατά την οξείδωση δέχεται ένα Η+ και 2 e- . Οξειδωμένη μορφή :ΝΑD+, Ανηγμένη μορφή: ΝΑDΗ (σχετίζεται με νιασίνη Β3).
Το FAD (φλάβινο-αδένινο-δινουκλεοτίδιο): έταιρος κύριος φορέας e- κατά την οξείδωση καύσιμων μορίων. Δραστικό μέρος: Δακτύλιος ισοαλλοξαζίνης, παράγωγο της ριβοφλαβίνης (Β2). Μπορεί να δεχθεί 2 e- και 2 H+. Οξειδωμένη: FAD, Ανηγμένη: FADH2 (σχετίζεται με ριβοφλαβίνη βιταμίνη Β2)

Question 22

Ποιά η δράση του NADPH στις αναγωγικές βιοσυνθέσεις και ποια η διαφορά του από το NADH;

Answer 22

Στις περισσότερες βιοσυνθέσεις χρειάζονται ηλεκτρόνια γιατί οι πρόδρομες ενώσεις είναι περισσότερο οξειδωμένες από ότι τα προϊόντα. Χρειάζεται αναγωγική ισχύς επιπλέον της ATP. Στις περισσότερες αναγωγικές βιοσυνθέσεις ο δότης e- είναι το NADPH.
To ΝΑDPH μεταφέρει ηλεκτρόνια όπως το NADH, ωστόσο χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά στην αναγωγική βιοσύνθεση ενώ το NADH πρωτίστως για την παραγωγή ATP.
H φωσφορική ομάδα του NADPH είναι ετικέτα για να διακρίνουν τα ένζυμα τα e- για χρήση στον αναβολισμό από εκείνα που θα χρησιμοποιηθούν στον καταβολισμό.

Question 23

Τι γνωρίζετε για το συνένζυμο CoA; (αντιδραστική ομάδα)

Answer 23

Συνένζυμο Α (CoA) είναι παράγωγο της βιταμίνης παντοθενικό οξύ (B5). Φορέας ακυλομάδων. Αντιδραστική ομάδα: Σουλφυδρυλική ομάδα. Σύνδεση ακυλικών ομάδων με θειοεστερικούς δεσμούς για το σχηματισμό άκυλο-CoA. Ø Σύνδεση με ακετυλομάδα (άνθρακες από καταβολισμό καύσιμων ενώσεων) δίνει το ακετυλο-CoA. H ΔG0’ της υδρόλυσης έχει μεγάλη αρνητική τιμή (-31,4 kJ mol-1). Συνεπώς έχει υψηλό δυναμικό μεταφοράς ακυλομάδας.

Question 24

Ποιά η επίδραση των ενζύμων στους ενεργοποιημένους φορείς e και ακετυλικών ομάδων ;

Answer 24

• Τα NADH, NADPH, FADH2 απουσία καταλύτη αντιδρούν αργά με το Ο2. • Τα ATP και ακετυλο-CoA απουσία καταλύτη υδρολύονται αργά (σε ώρες ή και μέρες). • Όλα τα παραπάνω έχουν μεγάλη κινητική σταθερότητα παρόλο που υπάρχει μεγάλη θερμοδυναμική ώθηση για αντίδραση με το Ο2 για τα πρώτα και το H2O για τα δεύτερα. • Η κινητική σταθερότητα αυτών απουσία ειδικών καταλυτών είναι ουσιαστική για τη βιολογική λειτουργία τους. Δίνει τη δυνατότητα στα ένζυμα να ελέγξουν τη ροή της ελεύθερης ενέργειας και της αναγωγικής ισχύος. • Οι περισσότερες μεταφορές των ενεργοποιημένων ομάδων πραγματοποιούνται από μια μικρή ομάδα φορέων. (Π.χ NAD …)

Question 25

Τι γνωρίζετε για τις βιταμίνες και ποια η συσχέτιση τους με τα συνένζυμα ;

Answer 25

Δεν παράγονται από τον οργανισμό και λαμβάνονται μέσω της τροφής. Χαρακτηριστική η ομάδα του συπμπλέγματος της βιταμίνης Β. Οι βιταμίνες τροποποιούνται πριν χρησιμοποιηθούν. Ο άνθρωπος χρειάζεται τουλάχιστον 12 βιταμίνες από τη διατροφή του. Βιταμίνες που δεν είναι συνένζυμα A,C,D,E,K

Question 26

Σε ποιους 6 τύπους χωρίζονται οι αντιδράσεις μεταβολισμού ;

Answer 26

Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής
Αντιδράσεις σύνδεσης . 
Αντιδράσεις ισομερείωσης 
Αντιδράσεις μεταφοράς ομάδας. 
Αντιδράσεις υδρόλυσης 
Διασπάσεις δεσμών C-C

Question 27

Τι γνωρίζεται για τις αντιδράσεις οξειδαναγωγής και σύνδεσης του μεταβολισμού ;

Answer 27

Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής: Συνιστώσες του κύκλου του κιτρικού οξέος. Πλήρη οξείδωση του ενεργοποιημένου τμήματος των 2 C του ακετυλο-CoA σε 2 μόρια CO2. Άρα για δημιουργία διπλού δεσμού (αναβολισμός) η μτφρά e γίνεται από το FADH2 ενώ στην οξείδωση αλκοόλης το ΝADH

Αντιδράσεις σύνδεσης . Σχηματίζουν δεσμούς χρησιμοποιώντας ελεύθερη ενέργεια από την ΑΤP.

Question 28

Τι γνωρίζεται για τις αντιδράσεις ισομερίωσης και μεταφοράς ομάδας του μεταβολισμού ;

Answer 28

Αντιδράσεις ισομερείωσης • Αναδιάταξη συγκεκριμένων ατόμων σε ένα μόριο. • π.x. προετοιμασία του μορίου για ακόλουθη οξείδωση και αποκαρβοξυλίωσή του (κιτρικό σε ισοκιτρικό)
Αντιδράσεις μεταφοράς ομάδας. Στη γλυκόλυση μια φωσφορική ομάδα μεταφέρεται από την ΑΤP στην γλυκόζη. Έτσι παγιδεύεται η γλυκόζη στο κύτταρο και δεν λαμβάνει χώρα ο περεταίρω καταβολισμός.

Question 29

Τι γνωρίζετε για τις αντιδράσεις υδρόλυσης και διάσπασης δεσμών C-C στον μεταβολισμό ;

Answer 29

Αντιδράσεις υδρόλυσης • Διασπούν δεσμούς με την προσθήκη νερού (π.χ. οι πρωτεΐνες σε αμινοξέα)
Διασπάσεις δεσμών C-C • Διαφορετικά από την υδρόλυση ή την οξείδωση. • Δύο υποστρώματα δίνουν ένα προϊόν ή αντίστροφα. • όταν απελευθερώνεται CO2 ή H2O σχηματίζεται διπλός δεσμός. • Τα ένζυμα που καταλύουν αυτού του είδους τις αντιδράσεις λέγονται λυάσες.

Question 30

Τι είναι ομοιόσταση ;

Answer 30

Η διατήρηση σταθερού κυτταρικού περιβάλλοντος μέσω πολύπλοκης μεταβολικής ρύθμισης που συντονίζει την χρήση αποθεμάτων θρεπτικών ουσιών.

Question 31

Με ποιους 3 τρόπους γίνεται ρύθμιση των μεταβολικών διεργασιών ;

Answer 31

1. Έλεγχος της ποσότητας των ενζύμων(ταχύτητα σύνθεσηςμεταγραφής των γονιδίων- και αποικοδόμησης)
2. Έλεγχος της καταλυτικής δραστικότητας: - Αλλοστερικός έλεγχος – αλλοστερική αναστολή από το τελικό προϊόν της βιοσυνθετικής πορείας. Ανατροφοδοτική αναστολή
   Αντιστρεπτή ομοιοπολική τροποποίηση (π.χ. φωσφορυλίωση) -
   Ορμόνες για συντονισμό μεταβολισμού μεταξύ διαφορετικών ιστών. -
   Ενεργειακή κατάσταση του κυττάρου (ενεργειακό φορτίο) - Δυναμικό φωσφορυλίωσης
3. Έλεγχος της ευκολίας πρόσβασης /ροής στα υποστρώματα. (π.χ. διάσπαση γλυκόζης μόνο αν υπάρχει ινσουλίνη για να προάγει την είσοδο της γλυκόζης στο κύτταρο). Βοηθά η διαμερισματοποίηση του κυττάρου (π.χ. οξείδωση λιπαρών οξέων στα μιτοχόνδρια, και η σύνθεσή τους στο κυτταρόπλασμα)

Question 32

Ποιοί οι τύποι του ενεργειακού φορτίου (σε τι όρια πρέπει να είναι) και του δυναμικού φωσφορυλίωσης και τι συμβαίνει εάν έχω μεγάλο Ε.φορτίο;

Answer 32

Ενεργειακό φορτίο: (ΑΤΡ+1/2 ADP)/(ATP+ADP+AMP)
Δυναμικό φωσφορυλίωσης ΑΤΡ/(ADP+Pi)
Όταν έχω υψηλό Ε.φορτίο αναστέλεται η ταχύτητα παραγωγής ΑΤΡ και διεγείρει πορεία κατανάλωσης ΑΤΡ
Διατήρηση ενεργειακού φορτίου σε στενά όρια 0,9-0,95