Ciklus limunske kiseline Flashcards
1
Q
Što je stanična respiracija?
A
Skup metaboličkih reakcija i procesa koji se odvijaju u stanici, a služe za oslobađanje energije
2
Q
Koja su tri stupnja stanične respiracije?
A
- stvarnje acetil-Coa
- oksidacija acetil-Coa
- transportni lanac elektrona i oksidacijska fosforilacija
3
Q
Što je CLK(ili ciklus trikaborksilne kiseline ili Krebsov ciklus) i gdje se odvija?
A
- završni zajednički put oksidativne razgradnje molekula goriva: a.k., ugljikohidrata, m.k.
- odvija se u unutrašnjosti mitohondrija
4
Q
U kojem obliku većina molekula ulazi u CLK?
A
acetil-Coa
5
Q
Zašto je sve važan CLK? 3
A
- središnje metaboličko čvorište stanice
- put prema aerobnom metabolizmu bilo koje stanice koja se može prevesti u acetilnu skupinu ili neki međuprodukt CLK
- važan izvor preteča za sintezu mnogih drugih biomolekula
6
Q
Koja je uloga CLK u stvaranju ATP-a?
A
- nekoliko oksido-redukcijskih reakcija rezultira oksidacijom acetilne skupine u 2 molekule CO2
- pri čemu dolazi do stvaranja visokoenergijskih elektrona koji će se upotrebljavati kao pogon za sintezu ATP-a
- sam CLK ne stvara velike količine ATP niti uključuje kisik kao reaktant
- dolazi do uklanjanja e- s acetil-CoA koji se koriste za stvaranje NADH i FADH2
7
Q
90% energije koja se koristi u aerobnoj stanici pretežno stvaraju koji procesi?
A
CLK sa oksidacijskom fosforilacijom
8
Q
Što omogućava piruvat-dehidrogenaza(PDH)?
A
- povezivanje glikolize sa CLK
- pri aerobnim uvjetima
- piruvat nastao u glikolizi se prenosi u mitohondriji te se u mitohondrijskom matriksu oksidacijski dekaroboksilira do acetil-Coa
9
Q
Kako se piruvat nastao u glikolizi prenosi u mitohondriji matriksa za CLK?
A
- pomoću posebnog proteinskog nosača
- u simportu sa H+ ionima
10
Q
Koje dvije stvari se događaju u reakciji koju katalizira piruvat-dehidrogenaza?
A
- stvara se CO2
- skupljanje elektrona visokog potencijala prijenosa u obliku NADH
11
Q
Zašto životinje ne mogu koristiti acetil-Coa za sintezu glukoze?
A
Jer je rekacija katalizirana PDH ireverzibilna.
12
Q
Od koliko enzima i koenzima se sastoji PDH?
A
3 enzima
5 koenzima
13
Q
Koji koenzimi i kako sudjeluju u prevođenju piruvata u acetil-CoA?
A
Kao katalitički faktori:
1. TPP - tiamin pirofosfat
2. FAD - flavin-adenin-dinukleotid
3. lipoična kiselina
Kao stehiometrijski kofaktori:
1. CoA
2. NAD+
14
Q
Koja tri enzima su dio PDH? Što kataliziraju?
A
- piruvat-dehidrogenaza -> oksidacijska dekarboksilacija piruvata
- dihidrolipoil-transacetilaza -> prijenos acetilne skupine na CoA
- dihidrolipoil-dehidrogenaza -> obnavljanje oksidiranog oblika lipoamida
15
Q
Što se događa u prvoj reakciji piruvat-dehidrogenaznog kompleksa?
A
- dekarboksilacija piruvata
- karbanion TPP reagira s karbonilnom skupinom piruvata
- nastali spoj se dekarboksilira i nastaje hidroksietil-TPP
- katalizirano E1, piruvat-dehidrogenazom
16
Q
Što se događa u drugoj reakciji piruvat-dehidrogenaznog kompleksa?
A
- oksidacija hidroksietilne skupine(na TPP)
- kataliza E1 piruvat-dehidrogenaza
- –S–S– se reducira u 2-SH oblik(disulfhidridni oblik)
- nastaje acetilna skupina koja se odmah prenosi na lipoamid
- nastaje acetillipoamid koji sadrži energijom bogatu tioestersku vezu
17
Q
Što se događa u trećoj reakciji piruvat-dehidrogenaznog kompleksa?
A
- stvaranje CoA
- acetilna skupina se prenosi sa acetillipoamida na CoA
- nastaju acetil-CoA i dihidrolipoamid
- nastali acetil CoA je gorivo za CLK
- kataliza - dihidrolipoil-transacetilaza
18
Q
Što se događa u četvrtoj reakciji piruvat-dehidrogenaznog kompleksa?
A
- regeneracija lipoamida
- da bi kompleks mogao započeti novi krug mora se oksidirati do lipoamida
- dva elektrona se prvo prenose(redukcija) na prostetičku skupinu FAD, a potom na NAD+
- nastaje NADH reoksidacijom FADH2 u FAD
19
Q
Kakvi su to flavoproteini?
A
proteini s čvrsto vezanim FAD ili flavin-mononukleotidom (FMN)
20
Q
Što se ukratko dogodi u CLK?
A
- oksidacija acetil-CoA
- pri tome se stvaraju:
1. 2 molekule CO2
2. 1 molekula GTP
3. visokoenrgijski elektroni u obliku NADH I FADH2
21
Q
Što se događa u prvoj reakciji CLK?
A
- započinje spajanjem oksaloacetata i acetil CoA –> nastaje citrat te se oslobađa koenzim A
- međuprodukt: citril-CoA(energijom bogat spoj)
- 2 koraka: aldolna kondenzacija i hidroliza tioesterske veze
- enzim: citrat-sintaza
21
Q
Što radi enzim sintaza?
A
- katalizira sintetsku reakciju u kojoj dolazi do spajanja dvije jedinice
- bez izravnog djelovanja ATP-a
22
Q
Što se događa u drugoj reakciji CLK? 4
A
- izomerziacija citrata u izocitrat(jer citrat nije u potrebnom položaju za dekarboksilaciju koja slijedi)
- zamjena položaja H i OH preko međuprodukta cis-akonitata
- 2 koraka: dehidratacija i hidratacija
- enzim akonitaza
23
Q
Što je po građi enzim akonitaza?
A
- željezo-sumpor protein ili protein s nehemskim željezom
24
Što bude s CoA u 1. reakciji CLK?
- reciklira se za potrebe aktivnosti PDH
25
Što e događa u 3. reakciji CLK? 5
- oksidacijska dekarboksilacija izocitrata u ketoglutarat
- prva redoks reakcija u CLK
- nastaje međuprodukt oksalosukcinat - nestabilna kiserlina koja s enzimom gubi CO2 i daje a-ketoglutarat(brzina nstajanja važna)
- nastaje prvi prenositelj ciklusa s visokim potencijalom prijenosa elektrona NADH
- enzim izocitrat-dehidrogenaza
26
Što se događa u 4. reackiji CLK? 4
- oksidacijska dekarboksilacija a-ketoglutarata
- nastaje sukcinil-CoA - energijom bogat tioesterski spoj(energija u vezi)
- 2 koraka: dekarboksilacija a-ketokiseline i stvaranje tioesterske veze s CoA(visoki potencijal prijenosa)
- enzim: kompleks a-ketoglutarat-dehidrogenaza(homologan PDH)
27
Što se događa u 5. reakciji CLK? 4
- cijepanje tioesterske veze sukcinil-CoA spregnuto fosforilacijom GDP-a
- nastaje sukcinat i GTP
- primjer fosforilacije na razini supstrata
- enzim sukcinil-CoA sintetaza
28
Napiši enzim i jednadžbu kako GTP može preći u ATP.
- enzim nukleozid-difosfat-kinaza
GTP + ADP → GDP + ATP
29
Što se događa u 6. reakciji CLK? 5
- oksidacija (dehidrogenacija) sukcinata u fumarat
- FAD se reducira u FAHD2
- metilenska skupina(CH2) se prevodi u karbonilnu(C=O)
- enzim sukcinat-dehidrogenaza =>jedini enzim CLK vezan za unutrašnju mitohondrijsku membranu
30
Što se događa u 7. reakciji CLK? 3
- hidratacija fumarata
- nastaje L-malat
- enzim fumaraza =>katalizira stereospecifičnu trans-adiciju H+ i OH- pri kojoj iskuljučio nastaje L izomer
31
Što se događa u 8. reakciji CLK?
- oskidacija L-malata
- nastaje oksaloacetat
- reducira se NAD+ u NADH
- enzim malat-dehidrogenaza
32
Kako glasi sumarna jednadžba CLK?
acetil-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O →
2CO2
+ 3NADH + FADH2
+ GTP + 3H+ + CoA
33
Koliko NADH i FADH2 vrijede ATP-a u oksidacijskoj fosforilaciji?
1NADH - 2.5 ATP
1FADH2 - 1.5 ATP
34
Koliko molekula ATP nastaje potpunom
oksidacijom 1 molekule acetil-CoA?
10 ATP
35
Koliko molekula ATP nastaje potpunom
oksidacijom 1 molekule piruvata?
12.5 ATP
36
Koje su reakcije CLK izrazito egzergone tj. ireverzibilne?
1,3 i 4
37
Koje su dvije moguće sudbine acetil-CoA?
1. ulazak u CLK uz stvaranje energije
2. ugradnja u lipide
38
Kako se odvija regulacija aktivnosti PDH kompleksa? Koji čimbenici utječu i što oni rade?
1. visoka konc. acetil-CoA i NADH, ATP->>siganlizira da su energetske potrebe stanice podmirene i m.k. razgređene->> fosforilacija i deaktivacija PDH kompleksa->>utišava se pretvorba piruvata u acetil CoA
2. niska konc. acetil-CoA, NADH, ATP i Ca2+ ->>signalizira smanjeno energetsko stanje stanice->>defosforilacija i aktivacija PDH->> potiče se pretvorba pruvata u acetil-CoA
- reverzibilna fosforilacija PDH
39
Koja dva enzima su kontrolne točke CLK?
- izocitrat-dehidrogenaza(3.reakcija)
- ketoglutarat-dehidrogenaza(4.reakcija)
40
Što aktivira, a što inhibira kontrolne enzime CLK, izocitrat-dehidrogenaza i a-ketoglutarat-dehidrogenza?
1. izocitrat-dehidrogenaza
- inhibiraju: ATP i NADH
- aktivira: ADP
2. a-ketoglutarat-dehidrogenaza
- inhibiraju: sukcinil-CoA, ATP i NADH
-alosterički!!
41
Što znači da je CLK amfibolički put?
- ima i kataboličku i anaboličku ulogu u organizmu
42
Kakve su to ketoplertske reakcije?
- reakcije koje koriste
intermedijere CLK za biosinteze drugih
metabolita
43
Koji poremećaji mogu nastati vezani uz deficijenciju kompleksa PDH? 2
- hipovitaminoza tiamina(beri-beri)
- trovanje živinim ioanima
