Διάλεξη 8- Γλυκόλυση Flashcards
Τι γνωρίζετε για τους μονοσακχαρίτες και τι για τις στερεοισομερείς διαφοροποιήσεις τους ;
Οι αλδόζες έχουν μια χαρακτηριστική αλδεϋδική (π.χ. γλυκόζη) ομάδα ενώ οι κετόζες έχουν μια κετονική (φρουκτόζη). Το πιο απομακρυσμένο ασύμμετρο άτομο C από την αλδεϋδική ή κετονική ομάδα χαρακτηρίζει τις δομές σε D (όταν δεξιά) και σε L (όταν αριστερά). Αυτά στις ανοιχτές δομές, ενώ στις κλειστές δομές που γίνονται με κυκλοποίηση χωρίζονται σε α (ανωμερικό ΟΗ κάτω) και σε β (ανωμερικό ΟΗ κάτω). Οι μονοσακχαρίτες συνδέονται μεταξύ τους με γλυκοζιτικούς δεσμούς και δίνουν πολυμερή.
Τι γνωρίζετε για την γλυκόζη ;
Γλυκόζη = πολύτιμο καύσιμο. Tο μοναδικό καύσιμο του εγκεφάλου σε συνθήκες επάρκειας τροφής στα θηλαστικά. Το μοναδικό καύσιμο των ερυθρών αιμοσφαιρίων
Γιατί η γλυκόζη και όχι άλλοι μονοσαχκαρίτες;
a. Από τους πρώτους μονοσακχαρίτες που σχηματίστηκαν από την φορμαλδεύδη, διαθέσιμη για τα πρωτόγονα βιοχημικά συστήματα
b. Χαμηλή τάση μη ενζυμικής γλυκοζυλίωσης πρωτεϊνών και κατά συνέπεια μη ειδικής τροποποίησής τους. Συμβαίνει γιατί έχει ισχυρή τάση να υπάρχει στη στερεοδιάταξη δακτυλίου λόγω ισημερινών θέσεων υδροξυλομάδων στον δακτύλιο της β-γλυκόζης.
Τι γνωρίζεται για την δομή και την δράση του γλυκογόνου ;
Το γλυκογόνο και το άμυλο είναι αποθηκευτικές μορφές της γλυκόζης. • Παράγεται από τους υδατάνθρακες της διατροφής, κυρίως το άμυλο και λιγότερο το γλυκογόνο.
Γλυκογόνο: Ελεύθερα μόρια γλυκόζης δε μπορούν να αποθηκευτούν λόγω διατάραξης της ωσμωτικής ισορροπίας στο κύτταρο (σχηματίζει υπέρτονο διάλυμα στο κύτταρο άρα να τραβάει νερό) . • Αποθηκεύεται ως γλυκογόνο (ομοπολυμερές γλυκόζης αφού όλα τα μονομερή ίδια) • Άφθονο στους μύες και το ήπαρ. • Διακλαδώσεις α-1,4 (για ευθύγραμμα) και ανά 10 μονάδες γλυκόζης α-1,6 (για διακλαδώσεις).
Τι γνωρίζετε για το άμυλο (δομή, λειτουργία);
Αμυλόζη και αμυλοπηκτίνη :Αντίστοιχα η θρεπτική δεξαμενή των φυτών είναι το ομοπολυμερές άμυλο. Η αμυλόζη με δεσμούς α,1-4 –χωρίς διακλαδώσεις - και η αμυλοπηκτίνη με δεσμούς α,1-6 κάθε 30 δεσμούς α,1-4 – με διακλαδώσεις.
Ποιά είναι τα ένζυμα που παίρνουν μέρος στην πέψη των υδατανθράκων ;
Πέψη από την παγκρεατική α-αμυλάση και λιγότερο από αυτή του σιάλου. Υδρόλυση α-1,4 δεσμών (όχι όμως των α-1,6) και παραγωγή μαλτόζης (δι-) και μαλτοτριόζης (τρισακχαρίτες). • Η ένωση που δεν πέπτεται λόγω των α-1,6 δεσμών λέγεται οριακή δεξτρίνη. • Η μαλτάση διασπά τη μαλτόζη σε 2 μόρια γλυκόζης • Η α-γλυκοζιτάση διασπά τη ματλτοτριόζη και άλλους ολιγοσακχαρίτες που πιθανώς έχουν ξεφύγει από την αμυλάση. • Η α-δεξτρινάση διασπά την οριακή δεξτρίνη. • Στην επιφάνεια των κυττάρων του επιθηλίου του εντέρου βρίσκονται οι μαλτάση, α-γλυκοζιτάση, σακχαράση (διασπά την σακχαρόζη των λαχανικών σε φρουκτόζη και γλυκόζη), και η λακτάση (διάσπαση λακτοζης σε γλυκόζη και γαλακτόζη). • Οι μονοσακχαρίτες μεταφέρονται μέσω των κυττάρων του επιθηλίου του εντέρου στην κυκλοφορία του αίματος.
Τι είναι η γλυκόλυση, που λαμβάνει χώρα και ποια τα διάφορα προϊόντα με βάση τις αερόβιες ή μη συνθήκες ;
Είναι πορεία μετατροπής ενέργειας σε πολλούς οργανισμούς. • Στα ευκαρυωτικά κύτταρα λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα. • Η αλληλουχία αντιδράσεων που μεταβολίζουν ένα μόριο γλυκόζης σε δύο μόρια πυροσταφυλικού με την ταυτόχρονη παραγωγή 2 μορίων ATP. H πορεία είναι αναερόβια. • Το πυροσταφυλικό σε αναερόβιες συνθήκες μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ (γαλακτική ζύμωση) ή αιθανόλη (αλκοολική ζύμωση). • Σε αερόβιες συνθήκες το πυροσταφυλικό οξειδώνεται πλήρως σε CO2 παράγοντας περισσότερη ΑΤP.
Σε ποια 2 βασικά στάδια χωρίζεται η διαδικασία της γλυκόλυσης ;
Στάδιο 1. Φάση παγίδευσης και προετοιμασίας γλυκόζης– δεν παράγεται ATP. Στόχος: Δέσμευση γλυκόζης μέσα στο κύτταρο και σχηματισμός ένωσης που διασπάται εύκολα σε μικρότερες φωσφορυλιωμένες μονάδες τριών ατόμων άνθρακα. Μετατροπή γλυκόζης σε 1,6-διφωσφορική φρουκτόζη σε 3 βήματα, μια φωσφορυλίωση (την παροχή της φωσφορικής ομάδας μας την δίνει η ΑΤΡ), μια ισομερείωση και μια δεύτερη φωσφορυλίωση. Διάσπαση 1,6 διφωσφορικής φρουκτόζης σε 2 τμήματα 3 ατόμων άνθρακα.
Στάδιο 2. Oξείδωση τμημάτων 3 ατόμων άνθρακα σε πυροσταφυλικό και συλλογή ATP. Αθροιστικά στο τέλος η αντίδραση θέλει να παράξει ΑΤΡ.
Τι περιλαμβάνει η εκκίνηση της γλυκόλυσης, ποιά ένζυμα και ποιους μεταφορείς περιλαμβάνει;
• Εισαγωγή γλυκόζης στα κύτταρα μέσω μεταφορικών πρωτεϊνών. • Φωσφορυλίωση από την ATP: Μεταφορά φωσφορικής ομάδας από την ATP στην ΟΗ της θέσης 6 της γλυκόζης με την εξοκινάση. • Η 6-φωσφορική γλυκόζη δεν περνά πλέον τη μεμβράνη λόγω αρνητικών φορτίων και γιατί δεν αναγνωρίζεται-προσδένει πλέον στις μεταφορικές πρωτεΐνες (GLUT). Διευκόλυνση επόμενων σταδίων μεταβολισμού. Η GLUT1 και η GLUT3 είναι οι πιο κοινοί μεταφορείς για την πρόσληψη της γλυκόζης μέσα στο κύτταρο.
Ποια η λειτουργία της εξοκινάσης ;
Καταλύει τη μεταφορά φωσφορικής ομάδας από την ATP σε σάκχαρα με 6 άτομα C (εξόζες). Όπως όλες οι κινάσες χρειάζεται δισθενές μέταλο στο ενεργό κέντρο (κύρια Mg2+, Mn2+) που σχηματίζει σύμπλοκο με την ATP. Γίνεται επαγώμενη προσαρμογή του ενζύμου όταν εισέρχεται η ΑΤΡ.
Τι περιλαμβάνει το στάδιο της ισομερείωσης σε 6-φωσφορική φρουκτόζη; (ένζυμο)
Μετατροπή αλδόζης σε κετόζη. • Καταλύεται από την ισομεράση της φωσφογλυκόζης • Περισσότερα από 1 στάδια λόγω της ανάγκης μετατροπής του εξαμελούς δακτυλίου της 6-φωσφορικής γλυκόζης σε ανοιχτή αλυσίδα και της 6- φωσφορικής φρουκτόζης σε πενταμελή δακτύλιο.
Τι γνωρίζετε για την φωσφορυλίωση της 6-φωσφορικής φρουκτόζης σε 1,6-διφωσφορική φρουκτόζη;
Καταλύεται από την φωσφοφρουκτοκινάση= Αλλοστερικό ένζυμο που ορίζει τον ρυθμό της γλυκόλυσης
Διάσπαση σε θραύσματα 3 ατόμων άνθρακα • Ολοκλήρωση του πρώτου σταδίου της γλυκόλυσης. • Καταλύεται από την αλδολάση. (Η αντίστροφη αντίδραση είναι η αλδολική συμπύκνωση). • Η GAP (3-φωσφορική γλυκεραλδεΰδη) συμμετέχει στην πορεία της γλυκόλυσης ως έχει ενώ η DHAP (φωσφορική διυδρόξυακετόνη απαιτεί )πρώτα μετατρέπεται στην ισομερή GAP . • Κατάλυση από την ισομεράση των φωσφορικών τριοζών. • Ταχεία και αντιστρεπτή η αντίδραση. Σε κατάσταση ισορροπίας 96% είναι ως DHAP . Οι αντιδράσεις που ακολουθούν με την GAP ως αντιδρών μετατοπίζουν τη θέση της Χ.Ι δεξιά προς τον σχηματισμό GAP.
Ποιές οι αντιδράσεις του 1ου σταδίου της γλυκόλυσης;
Εκκίνηση της γλυκόλυσης όπου γίνεται εισαγωγή και φωσφοριίωση της γλυκόζης. Έπειτα γίνεται ισομερείωση της φωσφορικής γλυκόζης σε 6-φωσφορική φρουκτόζη. Τέλος , γίνεται φωσφορυλίωση της 6-φωσφορικής φρουκτόζης σε 1,6-διφωσφορική φρουκτόζη και διάσπαση σε θραύσματα 3 ατόμων άνθρακα GAP και DHAP ΄όπου η DHAP πρωτού συνεχίσει παρακάτω πρέπει πρώτα να ισομεριστεί στην GAP.
2ο στάδιο : Τι περιλαμβάνει η οξείδωση 3-φωσφορικής γλυκεραλδεΰδης; Σε ποιες δυο αντιδράσεις χωρίζεται και από ποιο ένζυμο καταλύεται;
Παραγωγή ΑΤP από την ενέργεια που περιέχεται στην (2 μόρια έχω από το προηγούμενο) 3-φωσφορική γλυκεραλδεΰδη. • Μετατροπή της σε 1,3-διφωσφογλυκερικό (1,3-BPG), ένωσης υψηλού δυναμικού μεταφοράς φωσφορικής ομάδας. • Μεικτός ανυδρίτης φωσφορικού οξέος και καρβοξυλικού οξέος •Η οξείδωση καταλύεται από την αφυδρογονάση της 3- φωσφορικής γλυκεραλδεΰδης. Η αντίδραση είναι άθροισμα 2 διεργασιών: οξείδωση αλδεΰδης σε καρβοξυλικό οξύ από το NAD+ και συνένωση καρβοξυλικού οξέος με το ορθοφωσφορικό. Αυτή η αντίδραση δεν θα μπορούσε εύκολα να γίνει από μόνη της γιατί έχει μεγάλο Ε φράγμα (από καρβοξυλικό με το ορθοφωσφορικό) άρα υπάρχουν ενδιάμεσες ενώσεις.
2ο στάδιο: Σχηματισμός και ισοφάριση ΑΤΡ. Πως από ποιο ένζυμο ;
Σχηματισμός ATP • Καταλύτης: Κινάση του φωσφογλυκερικού • Έχουν σχηματιστεί από τα προηγούμενα στάδια 2 μόρια 3- φωσφορικής γλυκεραλδεΰδης, συνεπώς σχηματίζονται 2 μόρια ATP. • Αυτά αναπληρώνουν τα 2 μόρια ATP που καταναλώθηκαν στο 1ο στάδιο της γλυκόλυσης. Άρα τώρα έχω απλά ισοφάριση του καταναλωμένου ΑΤΡ
