Angliavandenių apykaita Flashcards
ATP sudaryta iš:
○ Azotinės bazės nukleotido
○ Pentozė - ribozė
○ 3 fosforo rūgščių liekanos anhidridiniu ryšiu prijungtos prie ribozės
Kas yra ir ką rodo ATP energijos ciklas?
Ciklas, kuris parodo ląstelės būseną:
○ Jei yra daug ATP, tai ląstelės turi energijos perteklių, kurį gali panaudoti ląsteliniam procesams.
○ ADP susidarymas (pvz. susitraukimas raumeniui), rodo kad ląstelė yra deenergizuota ir ją reikia resintetinti
NADH sandara:
NADH sandara:
○ Dinukleotidas
○ Adeninas
○ Nikotinamidas, prijungtas per fosforo rūgšties liekaną prie ribozės
Kokiose reakcijose dalyvauja nikotinamido žiedas?
Nikotinamido žiedas gali dalyvauti tik oksidacijos - redukcijos reakcijose:
○ Prijungia 1 protoną
○ Prijungia 2 elektronus
Jie prijungiami prie dvigubojo ryšio ir susidaro redukuota forma ir vienas protonas atpalaiduojamas į terpę.
Kokios yra katabolizmo stadijos?
Katabolizmo stadijos:
1. Virškinimas
2. Susidariusi gliukozė ir kiti monosachardai oksiduojami glikolizės kelyje ir susidaro piruvatas, kuris aerobinėmis sąlygomis verčiamas į acetil-KoA
3. Acetil-KoA naudojamas mitochondrijų matrikse sintetnti redukuotus kofermentus.
Svarbiausi maisto angliavandeniai:
Mono: gliukozė, fruktozė
Di: sacharozė, maltozė, trehalozė, laktozė
Poli: krakmolas, glikogenas
Kur gaunama gliukozė?
Gliukozė gaunama:
- Skaidant glikogeną kepenyse
- Skaidant angliavandenius iš gauto maisto
- Raumenyse skaidant glikogeną susidaro ne laisva gliukozė, o gliukozės-6-fosfatas, kuris įjungiamas raumenų ląstelėse į glikolizės procesą gauti energijai.
Gliukozės sintezė kepenyse
Kokia yra gliukozės panaudojimo kelių organizme schema?
- Iš kraujo gliukozei patekus į ląstelę gliukozė yra fosforilinama.
- Susidaręs gliukozės-6-fosfatas yra naudojamas glikolizės kelyje ir glikolizės galutinis produktas yra piruvatas
ARBA:
- Gliukozės-6-fosfatas naudojamas pentozių fosfatų kelyje ir susidaro ribozės-5-fosfatas, kuris naudojamas nukleotidų sintezei (pirimidinų ir purinų)
- Gliukozės-6-fosfatas, nesunaudotas glikolizėje ir pentozių fosfatų kelyje, yra kaupiamas glikogeno pavidalu kepenyse ir raumenyse.
- Kas susidarys iš piruvato priklauso nuo aerobinės arba anaerobinės ląstelės sąlygų:
- Anaerobinėse - laktatas
- Aerobinėse - piruvatas mitochondrijose yra oksiduojamas.
kas yra glikolizė?
Glikolizė – svarbiausias metabolinis procesas, kurio metu angliavandenių sudėtyje esantys anglies atomai verčiami kitais biologiškai aktyviais junginiais, o jų skilimo metu atpalaiduota energija sukaupiama ATP ir NADH forma
Kur vyksta glikolizė?
Citoplazmoje
Kada ir kas susidaro glikolizės metu?
Vyksta ir aerobinėmis, ir anaerobinėmis sąlygomis:
* aerobinės sąlygomis susidaro piruvatas
* anaerobinėmis sąlygomis susidaro laktatas
Kaip skirstoma glikolizė?
- Energijos panaudojimo - gliukozės molekulė paruošiama suskaidyti ir yra naudojama energija
- Energijos išskyrimo (gamybos/ atpalaidavimo) stadija - Nuo gliceraldehido-3-fosfato energijos gamyba. Gliukozė suskaidyta į piruvatus po 3C, jų oksidacijos metu toliau sintetinama energija
Glikolizės energijos panaudojimo stadija:
Apima gliukozės virsmą iki gliceraldehido-3-fosfato
Kokie fermentai yra aktyvūs gliukozės fosforilinimo reakcijoje?
Fermentas:
* heksokinazė – raumenyse bei daugelyje kitų audinių,
- Heksokinazė - Km gliukozei ≤ 0.1 mM (20 - 130 µM),
- alosteriškai slopina Glc 6-P,
- kaip substratą gali naudoti ir kitas heksozes – fruktozę, manozę
* gliukokinazė - kepenyse bei kasos β ląstelėse – Gliukokinazė – Km gliukozei 8-11 mM, – randama kepenyse, kasos β ląstelėse, – nėra grįžtamai slopinama Glc 6-P, – vienintelis substratas – gliukozė, – kepenyse slopina ilgos grandinės riebalų rūgštys
Apibūdinkite gliukozės fosforilinimą
Gliukozė fosforilinama - kad gautų krūvį ir nedifunduotų iš ląstelės
Gliukozė į ląstelę patenka per savitą nešiklį. O ląstelės membrana iš ektraląstelinės terpės turi teigiamą krūvį, o iš citozolinės - neigiamą. Fosforilinus gliukozę ji iš fosoforo liekanos gauna du neigiamus krūvius, kurie leidžia nepraeiti gliukozei pro membraną dėl vienodų neigiamų krūvių - stumia.
Konformacinis heksokinazės pokytis - aktyvaus centro konformacija prisijungus gliukozei.
Apibūdinti glc 6-P izomerizacija į fruktozės 6-P
- fruktozės 6Pi -izomerazė katalizuoja grįžtamą reakciją
Esant pertekliui, kai susikaupia daug gliukozės-6-fosfato, gliukozės 6-fosfato izomerazė vykdo gliukozės izomerizaciją į fruktozę. Susidaro fruktozės 6-fosfatas.
Apibūdinti fruktozės-1,6-difosfato skilimą
Fermentas:
- aldolazė
grįžtama reakcija - skyla kovalentinė C-3 - C-4 jungtis
Fruktozės 1,6-difosfatas suskaidomas į du junginius po 3C atomus.
Dihidroksiacetono fosfatas izomeruojamas į gliceraldehido 3-fosfatą - iš viso susidaro du gliceraldehido 3- fosfatai (2 mol)
Nuo gliceraldehido 3-fosfato susidariusių ATP skaičius (ATP; NADH) dvigubėja, nes fruktozės 1,6-difosfatas skyla į dihidraksiacetono fosfatą (jis izomeruojasi į gliceraldehido 3-fosfatą ir toliau dalyvauja reakcijose) ir gliceraldehido 3-fosfatas. Galutiniame rezultate: 2 produktai
Apibūdinti fruktozės 6-P fosforilinimą susidarant fruktozės-1,6-bifosfatui
Fosforilinimas - sunaudojama energija; nuo ATP atskeliama fosforo rūgšties liekanos ir susidaro ADP
Fermentas:
- Fosfofruktokinazė - reguliacinis fermentas
Fosfofruktokinazė naudodama energiją ATP pavidalu prie fruktozės 6-fosfaro prijungia fosforo rūgšties liekaną prie 1C fruktozės molekulėje ir susidaro fruktozės 1,6-bisfosfatas
Reikia dar kartą fosforilinti fruktozę - įvesti fosforo rūgšties liekaną (nuo ATP), kad atsirastų didesnis neigiamas krūvis ir molekulės labiau stumtų vieną kitą fermentas aldolazė (4.) lengviau nutrauktų kovalentinius ryšius.
Fosfofruktokinazės aktyvumo valdymas:
- slopina – fruktozės 6Pi ir ATP;
- aktyvina AMP (nėra energijos) bei fruktozės 2,6-difosfatas
Apibūdinti triozių fosfatų izomerizacija
Fermentas:
- triozių fosfAatų izomerazė
II - oje glikolizės stadijoje tiesiogiai dalyvauja tik gliceraldehido 3-P, todėl vyksta dihidroksiacetono fosfato izomerizacija
Apibūdinti Gliceraldehido 3-P oksidacija į 1,3-difosfogliceratą
Fermentas:
- gliceraldehido 3-fosfato dehidrogenazė
Grįžtama reakcija- Prie gliceraldehido 3-fosfato esant fermentui gliceraldehido 3-fosfato dehidrogenazei yra prijungiama fosforo rūgšties liekana kaip neorganinis fosfatas.
- Fosforo rūgšties liekana paimama iš terpės
- Protonai pernešami ant oksiduoto NAD ir susidaro redukuotas NADH.
Tai pirmoji oksidacijos-redukcijos reakcija vykstanti glikolizės kelyje ir be ATP energija yra sintetinama NADH pavidalu
Apibūdinti Fosfato grupės pernaša nuo 1,3-difofoglicerato ant ADP
Fermentas:
- fosfoglicerato kinazė - Grįžtama reakcija
substratinio fosforilinimo reakcija
Tiesioginės reakcijos metu, kai yra didelis kiekis 1,3 - bisfosfoglicerato, fosforo rūgšties liekana, kuri yra prijungta prie substrato makroerginiu fosforo anhidridiniu ryšiu skylant tam ryšiui fosforo rūgšties liekana pernešama ant ADP ir susintetinama energija ATP pavidalu.
Iš 1,3 - bisfosfoglicerato susidaro 3 - fosfogliceratas.
Substratas - fosforo rūgšties liekana ir energijos šaltinis. Fosforanhidridinis ryšys, kurio fosforo rūgšties liekana yra prijungta prie substrato yra makroerginis ryšys, kuriam skylant yra atplaiduojama energija panaudojama fosforo rūgšties liekanai prijungti prie ADP
ATP sintezės būdas
Apibūdinti 3-fosfoglicerato virtimas į 2-fosfogliceratą
Fermentas:
- fosfoglicerato mutazė - Grįžtama reakcija
Apibūdinti Dehidratacija: 2-fosfogliceratas virsta į fosfoenolpiruvatą
Fermentas:
- Enolazė
Nuo 2 - fosfoglicerato atpalaiduojama vandens molekulė ir susdaro fosfoenolpiruvatas.
Apibūdinti fosfato grupės pernaša nuo PEP - ATP
Fermentas:
- piruvato kinazė, reguliacinis fermentas
substratinio fosforilinimo reakcija
negrįžtama reakcija
Susintetinama antra ATP per glikolizės reakciją
Parašykite suminę glikolizės lygtį:
Gliukozė + 2Pi+2ADP+2NAD+ = 2 piruvatas + 2ATP+2NADH+4H+ + 2H2O
ATP sintezės rezultatas yra:
- 2 ATP molekulės susidaro oksiduojantis 1 gliukozės molekulei iki piruvato.
(susintetinots 4, bet atimamamos 2 ATP, kurios buvo panaudotos aktyvinti gliukozę, kad ją būtų lengviau suskaidyti)
ATP sintezės rezultatas aerobinėmis sąlygomis:
Aerobinėmis sąlygomis susidaro 2 NADH molekulės, kurios vėliau oksiduojant mitochondrijų kvėpavimo grandinėje susidaro:
- 2NADH = 6 ATP
Kur ir kokiomis sąlygomis susidaro laktatas?
Anaerobinėmis sąlygomis.
Raumenyse, epitelinėse ląstelėse - kurios gyvuoja anaerobinėm sąlygom, eritrocituose - neturi mitochondrijų.
Eritrocitų energija priklauso nuo aerobinės glikolizės - jei heksokinazė neakryvi, trukūsta energijos palaikyti, todėl lizuoja
Kaip vyksta laktato sintezė?
Tai antroji glikolizės oksidacijos-redukcijos reakcija
- Atnaujinamas NAD+, oksiduodami NADH gliceraldehido 3-fosftao dehidrogenazės oksiduojamoj reakcijoj oksiduojant NADH atstatomas oksiduotas NAD, kuris šio fermento naudojamas tam, kad jį redukuoti skaidant gliceraldehido-3-fosfatą.
NADH sunaudojamas
Piruvato metabolizmas anaerobinėmis sąlygomis reikšmė:
- NADH didžiausias kiekis susidaro mitochondrijų matrikse - krebso ciklo reakcijose ir NADH yra oksiduojamas kvėpavimo grandinės 1 komplekso ir atpalaiduota energija panaudojama sintetinti energiją ATP pavidalu.
- NADH iš mitochondrijų matrikso į citozolį negali patekti. NADH ląstelės citozolyje yra labai nedaug, todėl taupiai naudojamas.
- NADH, kuris susidaro glicerlaldehido 3-fosfato dehidrogenazės katalizuojamoj reakcijoj oksiduojant gliceraldehida 3- fosfatą protonai yra pernešami ant NAD ir susidaro NADH.
- Susidaręs NADH anaeronbinėm sąlygom keliauja į mitochondrijų matriksą ir yra oksiduojamas laktato dehidrogenazės, protonai pernešami ant piruvato keto rūgšties, sintetinant laktatą susidaro oksiduotas NAD
- Oksiduotas NAD gali būti vėl redukuotas oksiduojant gliukozės molekulę.
- Jei yra oksiduotas NAD galima vėl oksiduoti sekančią gliukozės molekulę ir vėl sintetinti 2ATP molekules
Kas yra KORI ciklas?
Raumenyse glikolizės anaerobinėmis sąlygomis metu susidariusi pieno rūgštis (laktatas) nunešama į kepenis, kur naudojama gliukozės sintezei (gliukoneogenezėje)
Kori ciklas – ryšys tarp glikolizės raumenyse ir gliukoneogenezės kepenyse
Kaip vyksta KORI ciklas?
Oksiduojant gliukozę glikolizės kelyje anaerobinėm sąlygom susidaro laktatas, kuris krauju keliauja į kepenis ir yra panaudojamas sisntetinti naujas gliukozes molekules, kurios gali būti vėl oksiduotos raumeų ląstelėse.
Kokiais fermentais valdomas glikolizės aktyvumas?
Glikolizės aktyvumas valdomas keičiant reguliacinių fermentų aktyvumą, kurie katalizuoja negrįžtamas reakcijas
1) Heksokinazė - fosforilina gliukozę (gliukokinazė - ne)
2) Fosfofruktokinazė - fosforilina fruktozės-6-fosfatą į 1,6 bisfosfatą
3) Piruvato kinazė - atpalaiduoja fosforo rūgšties liekaną nuo piruvato ir susidaro ATP.
Kaip glikolizė valdoma heksokinaze?
Heksokinazė
- Ją aktyvina - gliukozė (greičiau fosforilinama gliukozė) Ją slopina – gliukozės 6-fosfatas (jei nėra naudojamas glikolizės kelyje, pentozių fosfatų kelyje arba sisntetinti glikogeną) - gliukozė nėra fosforilinama ir pernešama į ląstelę.
Kaip glikolizė valdoma fosfofruktokinaze?
- Ją aktyvina – AMP - susidaro iš 2ADP jungiantis panaudojus energiją ATP pavidalu ir atpalaidavus 1 fosforo rūgšties liekaną nuo ATP susidaro ADP - energijos nėra. Jungiantis 2 ADP susidaro 1 ATP, kuri naudojama kaip energijos šaltinis ir susidaro AMP - ląstelė visiškai be energijos.
- slopina – ATP, ilgos grandinės riebalų rūgštys (fruktozės 6-fosfatas)
Kaip glikolizė valdoma piruvato kinaze?
- aktyvina - fruktozės 1,6-difosfatas
slopina - ATP
Kaip (be fermentų) gali būti valdoma glikolizė?
Grįžtamas kovalentinis modifikavimas - fosforilinimas/defosforilinimas (streo hormonai)
- Grįžtamas, nes fermentai kinazės priims fosforo rūgšties liekaną prie fermento fosfatazės ir ją pašalins.
Grįžtamas kovalentinis modifikavimas vykdomas gavus signalą - streso hormono adrenalino arba gliukogono, insulino.
Apibūdinti piruvato kinazę:
Fosfoenolpiruvatas katalizuojant fermentuo piruvato kinazei fosforo rūgšties liekana pernešama ant ADP ir sintetinamas piruvatas ir susidaro ATP
Piruvato kinazė aktyvi ne fosforilintoj formoj.
Kokia yra glikolizės reikšmė?
Glikolizė vyksta visuose audiniuose ir teikia jiems būtiną energiją
1) Aerobinėmis sąlygomis teikia piruvatą tolimesnei apykaitai. Piruvatas oksiduojamas mitochondrijose iki CO2 ir H2O.
2) Anaerobinė glikolizė ypač svarbi eritrocituose, akies ragenoje, lęšiukuose, tinklainėje. Čia anaerobinė glikolizė yra pagrindinis ATP tiekėjas.
3) Anaerobinė glikolizė aktyvi intensyviai dirbant skeleto raumenims.
4) Trūkstant O2 aprūpina organizmą ATP. Miokardo infarktas
Glikolizės tarpiniai produktai panaudojami biosintezės procesuose
Ką lemia gliukozės sumažėjimas?
- Piruvato kinazė neaktyvi, nes gliukagonas aktyvina per G baltymą cAMP susidarymą, kuris aktyvina baltymų kinazę A.
Baltymų kinazę A naudodama energiją ATP pavidalu fosforilina piruvato kinazę, kuri fosforilinta tampa neaktyvi. (gliukozė pirmiausia tenka smegenim)
Ką lemia gliukozės padidėjimas?
- Insulinas aktyvina fermentus fosfatazes, kurios defosforilina piruvati kinazę ir ji tamao aktyvi, pradeda sisntetinti piruvatą, gliukozės skaidymas.
