Boyer 15 Flashcards
Kaj je fosfoglukonatna (pentozafosfatna) pot?
Je dodatna pot za oksidacijo glukoze pri živalih, v kateri nastaja pentoza riboza-5-fosfat in reducirani koencim NADPH.
Pod kakšnimi pogoji poteka glikoliza, koliko molekul ATP nastane, koliko se porabi? Kateri sladkorji vstopajo v glikolizo?
Pod anaerobnimi. Heksoze: glukoza, fruktoza, galaktoza.
Kako imenujemo prvih 5 stopenj glikolize, zakaj ravno tako? Napiši neto reakcijo za prvih 5 stopenj glikolize. V kaj in pod kakšnimi pogoji se lahko pretvori piruvat?
Prvih 5 reakcij imenujemo pripravljalna stopnja, ker v nobeni od njih ne poteče oksidacija (energija se ne sprošča, ampak porablja), njihov namen pa je aktivacija glukoze.
neto reakcija: Heksoza se razcepi v 2 piruvata.
glukoza + 2 ATP 🡪 2 gliceraldehid-3-fosfat + 2 ADP
Piruvat (gliceraldehid-3-fosfat se lahko pretvori v (in nazaj) dihidroksiacetonfosfat s pomočjo encima triozafosfatizomeraza.
Opiši prvih 5 stopenj glikolize (vsako posebaj)
- glukoza + ATP glukoza-6-fosfat + ADP (heksokinaza prenese fosforilno skupino)
- glukoza-6-fosfat fruktoza-6-fosfat (fosfoglukoizomeraza)
- fruktoza-6-fosfat + ATP fruktoza-1,6-bisfosfat + ADP (fosfofruktokinaza: prenos fosforilne skupine; rabiš Mg+)
- fruktoza-1,6-bisfosfat gliceraldehid-3-fosfat =GAP + dihidriksiacetonfosfat= DHAP (aldolaza: aldolna (nehidrolitična) cepitev)
- dihidroksiacetonfosfatgliceraldehid-3-fosfat (triozafosfat izomeraza: izomerizacija)
Napiši neto reakcijo za drugih 5 reakcij glikolize. Kako jih imenujemo, zakaj tako?
2 gliceraldehid-3-fosfat + 2 Pi + 4 ADP + 2 NAD+
2 piruvat + 4 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H20
Imenujemo jih donosna faza, ker se vsaka molekula gliceraldehid-3-fosfata pretvori v piruvat, poleg tega pa dobimo tudi 4 molekule ATP (skupaj 2 neto) in 3 molekuli NADH.
Opiši drugih 5 stopenj glikolize (vsako posebaj)
- gliceraldehid-3-fosfat + Pi + NAD+ 1,3-bisfosfoglicerat + NADH + H+ (gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza: oksidoredukcija, prenos fosfatne skupine)
- 1,3-bisfosfoglicerat + ADP 3-fosfoglicerat + ATP (fosfoglicerat kinaza: prenos skupin)
- 3-fosfoglicerat -> 2-fosfoglicerat (fosfoglicerat mutaza: izomerizacija in premestitev)
- 2-fosfoglicerat-> fosfoenolpiruvat + H20 (enolaza: nehidrolitična cepitev)
- fosfoenolpiruvat + ADP -> piruvat + ATP (piruvat – kinaza: prenos skupin) ΔG°’=-30,5 kJ/mol
Napiši neto reakcijo glikolize (celotne)
Kakšna je poraba in produkcija ATP?
glukoza + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ -> 2 piruvat + 2 ATP + 2NADH + 2H2O + 2H+
poraba: 2 ATP
produkcija: 4 ATP
neto: +2 ATP
Kateri so polisaharidi in disaharidi v naši prehrani? Kako poteka ragradnja polisaharidov in disaharidov?
Polisaharidi: škrob, amilopektin, glikogen (iz živalskih tkiv).
Disaharidi: maltoza, saharoza, laktoza
Razgradnja polisaharidov se začne v ustih z encimom amilazo (nastaja maltoza), nadaljuje se v želodcu s kislisko katalizirano hidrolizo. Disaharide v tankem črevesju hidrolizirajo encimi glikozidaze:
maltoza-> 2 glukoza
saharoza-> fruktoza + glukoza
laktoza-> galaktoza + glukoza
Kako fruktoza vstopa v katabolizem? Se reakcija s fruktozo razlikuje od reakcije z glukozo?
2 različni poti:
- v skeletnih mišičnih celicah z encimom heksokinazo, ki ima 20x manjšo afiniteto do fruktoze kot do glukoze-> nastane fruktoza -6-fosfat
- v jetrih z encimom fruktokinazo, ki ima večjo afiniteto do fruktoze in katalizira prenos fosfatne skupine na 1. C- atom-> nastane fruktoza-1-fosfat
Neto reakcija s fruktozo je enaka glikolizi z glukozo, le encimi so različni
Katabolizem galaktoze
5 reakcij:
Encim galaktokinaza fosforilira galaktozo, za to porabi 1 ATP. Nastane galaktoza-1-fosfat. S pomočjo uridina nastane glukoza-1-fosfat. Sledi izomeracija s pomočjo fosfoglukomutaze v glukozo-6-fosfat. (Ta lahko vstopi v glikolizo)
GALAKTOZEMIJA= genetska bolezen ko imaš motnje v encimih za pretvorbo galaktoze v obliko primerno za glikolizo
GALAKTIKOL = toksični metabolit galaktoze ki je posledica kopičenja le-te ko pretvorba ni mogoča
Kaj je glicerol, kako vstopi v glikolizo?
Nastane med razgranjo lipidov, ni OH. V glikolizo vstopi ko se v 2 reakcijah pretvori v dihidroksiacetonfosfat.
Kako se glikogen (iz rezerv) pretvori v glukozo?
S fosforolitično cepitvijo (cepitev z anorganskim fosfatom Pi). Cepitev pri živalih katalizira glikogen-fosforilaza, ki deluje samo na α(1🡪4) glikozidno vez. Enote glukoza-1-fosfat se odcepljajo na nereducirajočem koncu
Glikogen lahko zapišemo kot (glukoza)n (n= št. glukoznih enot)
REAKCIJA:
(glukoza)n + Pi 🡪 (glukoza)n-1 + glukoza-1-fosfat
Kako poteka metabolizem piruvata?
Piruvat se v aerobnih organizmih oksidirajo v citratnem ciklu, sproščena energija se skladišči v ATP (nastane v oksidativni fosforilaciji). Elektrone ki so začasno vezani na NADH in FADH2 sprejme končni akceptor kisik.
V anaerobnih pogojih piruvat razgradijo v procesu fermentacije (cilj je da reoksidiramo NADH v NAD+).
Opiši mlečnokislinsko fermentacijo (anaerobni metabolizem). Kaj katalizira pretvorbo laktata v piruvat pri aerobnih organizmih po končanem naporu?
Glukoza se pretvori v laktat ali mlečno kislino. Piruvat iz glukoze nastane v glikozilaciji. Pretvorba piruvata v laktat zahteva 1 samo reakcijo: piruvat sprejme 2 H-atoma (eden od njiju in 1 elektron pride iz NADH, ki postane NAD+)
neto reakcija: glukoza + 2 ADP + 2 Pi 🡪 2 laktat + 2 ATP + 2 H2O
Sintezo piruvata iz laktata za sintezo glukoze katalizira laktat-dehidrogenaza.
Alkoholna fermentacija: kako poteka, potrebni encimi, neto reakcija
Najprej se zgodi glikoliza, sledi nehidrolitična cepitev (katalizira jo encim piruvat dekarboksilaza, ki potrebuje koencim tiaminpirofosfat = vitamin B1), odcepi se CO2. 2. reakcija je redukcija karbonilne skupine (=O) , nastane etanol.
neto reakcija: glukoza-> 2CO2 + C2H5OH + 2ATP
Presnova alkohola v jetrih
Obratno od nastanka:
- reakcija=oksidacija s citosolno alkohol-dehidrogenazo: CH3CH2OH + NAD+ ↔ CH3COH + NADH + H+
- reakcija=oksidacija z aldehid-dehidrogenazo: CH3CHO + NAD+ ↔ CH3COO- + NADH + H+
Katere spojine so lahko izhodna snov za sintezo glukoze? Kako imenujemo sintezo glukoze iz snovi, ki niso OH? Kje poteka ta proces? Neto reakcija glukoneogeneze (iz piruvata).
Piruvat, laktat, glicerol in številne AK; v MO acetat, propionat; rastline iz CO2. Glukoneogeneza. V jetrih ker so tam izhodne snovi za sintezo.
2 piruvat + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2 H+ + 6 H2O 🡪 glukoza + 2 NAD+ + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi
Koliko reakcij glukoneogeneze je obratno enakih reakcijam glikolize? Kakšne so ostale neto reakcije?
7 reakcij glikolize je reverzibilnih->torej je 7 reakcij glukoneogeneze obratno enakih tem reakcijam. 3 reakcije pa nadomestimo z novimi:
- obvoz: piruvat + ATP + GTP 🡪 fosfoenolpiruvat + ADP + GDP + Pi
- obvoz: fruktoza-1,6-bifosfat + H2O ↔ fruktoza-6-fosfat + Pi
- obvoz: glukoza-6-fosfat + H2O ↔ glukoza + Pi
Kako poteka sinteza glikogena, kateri encimi sodelujejo? Neto reakcija? Je reakcija ekonomična?
Na reducirajoči konec se dodaja UDP-glukoza, s pomočjo encima glikogen- sintaza, ki katalizira nastanek alfa(1->4) vezi. Reakcija je ekonomična ker se porabi energija 1 anhidridne vei za shranjevanje 1 molekule glukoze (ob aerobnem razpadu glukoze dobiš 30 takih vezi)
glukoza-6-fosfat + UTP + (glukoza)n + H2O 🡪 (glukoza)n+1 + UDP + 2Pi
Kako poteka shranjevanje glukoze v škrob, kako v celulozo?
Enako kot v glikogen, le da je namesto UDP uporabljen ADP. Pri celulozi nastajajo beta (1->4) glikozidne vezi, glukoza je lahko GDP ali UDP aktivirana.
Kako poteka sinteza laktoze in saharoze?
UDP-galaktoza + glukoza -> UDP + laktoza
Saharoza se sintetizira v deh stopnjah (najprej se združita aktivirana monosaharida, po tem se odcepi fosforilna skupina)
UDP-glukoza + frutoza-6-fosfat saharoza-6-fosfat + UDP
saharoza-6-fosfatsaharoza + Pi
Kakšen je pomen uravnavanja metabolizma OH?
Pomen je, da je obnavljanje ATP enako hitro kot je njegova poraba. Če celica opravlja veliko nalog, ki zahtevajo ATP mora biti na voljo glukoza-1-fofat (iz glikogena…) za glikolizo. Če je koncentracija glukoze in ATP dovoljšna se mora tvoriti glikogen.
Kako delujeta glikogen-fosforilaza in glikogen-sintaza? Kaj vpliva na njuno delovanje, kako?
Glikogen-fosforilaza na nereducirajočem koncu glikogena katalizira cepitev α(1🡪4) glikozidne vezi. Stem mobilizira glukozo za uporabo v metabolizmu.
Encim glikogen-sintaza katalizira nastanek nove α(1🡪4) glikozidne vezi med vstopajočo glukozo in obstoječim glikogenom. Obstajata 2 obliki vsakega encima (manj in bolj aktivna). Na aktivnost vpliva fosforilacija encimov. Glikogen-fosforilaza je bolj aktivna fosforilirana, glikogen-sintaza pa je bolj aktivna nefosforilirana. Encima fosforilira protein kinaza A (+ATP), defosforilira pa ju fosfataza. Adrenalin in glukagon aktivirata povečata koncentracijo cAMP, ki aktivira protein-kinazo in tako povrzočita razgradnjo glikogena. Adrenalin deluje na mišične, glukagon pa jetrne celice.
Kaj dela heksokinaza? Kaj inhibira njeno delovanje, kako imenujemo tako uravnavanje aktivnosti?
Uravnava vstop proste glukoze v glikolizo (fosforilira glukozo v glukozo-6-fosfat). Njeno aktivnost zavira produkt (glukoza-6-fosfat). To imenujemo negativna povratna zveza.
fosfofruktokinaza (PFK)
Katalizira fosforilacijo fruktoza-6-fosfata v fruktoza 1,6-bifosfataza. Alosterično (veže se na kalitsko mesto, da se ne more vezati substrat) jo inhibirata citrat ali ATP. Lahko se vežeta tudi na regulacijsko mesto
