Glukos- och acetatomsättning Flashcards
Vilka är de fem viktigaste transportörerna för glukos in i cellen?
- GLUT 1: finns i många celler
- GLUT 2: i lever och betaceller i pancreas, har ett högt K(M)-värde och kommer därför att spegla blodsockernivån.
- GLUT 3: i CNS, lågt K(M)
- GLUT 4: muskel och fettväv, insulinberoende och är därmed aktiv då det finns mycket glukos i blodet.
- SGLT: natriumberoende aktiv transport; i tarm och njure.
I vilka två faser delas glykolysen upp i?
Förberedelsefasen och utbetalningsfasen
Vilken är den första reaktionen i glykolysen (förberedelsefas), vilket enzym katalyserar reaktionen och vad är det som är speciellt med den?
Glukos + ATP –> Glukos 6-fosfat + ADP
• Hexokinas eller glukokinas (i lever) katalyserar
• Denna reaktion är inte specifik för glykolysen. Produkten kan istället sedan gå in i pentos-fosfat-vägen eller bli glykogen
Vilken är den andra reaktionen i glykolysen (förberedelsefas)?
Glukos 6-fosfat –> fruktos 6-fosfat
• En isomeriseringsreaktion som ligger nära jämvikt.
Vilken är den tredje reaktionen i glykolysen (förberedelsefas), vilket enzym katalyserar detta och vad är speciellt med denna reaktion?
Fruktos 6-fosfat + ATP –> frutos 1,6-bisfosfat + ADP
•fosfofruktokinas-1
•Blir en väldigt energirik intermediär
• Detta är ett commited step, vilket innebär att efter detta går det bara till glykolysen och är därför noggrant reglerat
Vilken är den fjärde reaktionen i glykolysen (förberedelsefas)?
Fruktos 1,6-bisfosfat –> Glyceraldehyd 3-fosfat + dihydroxyacetonfosfat
• Aldolas katalyserar
•Blir en ketos och en aldehyd
Vilken är den femte reaktionen i glykolysen (förberedelsefas)?
Dihydroxyacetonfosfat –> glyceraldehyd 3-fosfat
• Efter detta steg sker allt dubbelt för varje glukosmolekyl eftersom två likadana molekyler (3-kol) går in i utbetalningsfasen
Hur många ATP används under utbetalningsfasen?
2 st
Vilken är den sjätte reaktionen i glykolysen (utbetalningsfas)?
2x (Glyceraldehyd 3-fosfat + Pi + NAD+) –> 2x (1,3-bisfosfoglycerat + NADH + H+)
• Oxidation av aldehydgrupp och fosforylering
Vilken är den sjunde reaktionen i glykolysen (utbetalningsfas)?
2x (1,3-bisfosfoglycerat + ADP) –> 2x (3-fosfoglycerat + ATP)
•Den första energigivande reaktionen, fosforylering på substratnivå
• Reaktionen är reversibel trots att ∆G är negativt då denna kan hamna väldigt nära noll så att den går att drivas åt andra hållet.
Vilken är den åttonde reaktionen i glykolysen (utbetalningsfas)?
2x 3-fosfoglycerat –> 2-fosfoglycerat
• isomeriseringsreaktion
Vilken är den nionde reaktionen i glykolysen (utbetalningsfas)?
2x 2-fosfoglycerat –> 2x (fosfoenolpyruvat + H2O)
• Vi får en dubbelbindning nära fosfatgruppen vilket gör den mer instabil.
Vilken är den tionde reaktionen i glykolysen (utbetalningsfas)?
2x fosfoenolpyruvat + ATD–> 2x pyruvat + ATP
•Pyruvatkinas katalyserar
•Irreversibel
Vilka syften finns med glykolysen?
- Energiproduktion
* Ge intermediär till biosyntes
Vad är nettoreaktionen i glykolysen?
Glukos + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ –> 2 pyruvat + 2 ATP + 2 NADH
Vilka enzymer är viktiga i glykolysen och vad är deras funktion?
- Glykokinas/hexokinas (1): aktiverar glukos, låser glukos i cellen, olika isoenzymer i olika celler.
- Fosfofruktokinas-1 (3): committed step, allosteriskt enzym, viktigt för reglering
- Pyruvatkinas (10): allosteriskt enzym, viktigt för reglering.
Vad kalla anaerob nedbrytning av glukos?
Fermentation
Hur kan anaerob nedbrytning ske?
Eftersom vi har oxidationssteg i glykolysen måste dessa lämnas av på något sätt. Pyruvat kan agera elektronacceptor från NADH genom att ketogruppen binder upp elektronerna och bildar laktat. Detta möjliggör en snabb bildning av energi och ger 2 ATP per glukos?
Vilket enzym katalyserar fermentationen?
Laktatdehydrogenas
Vilken reaktion kopplar ihop glykolysen med citronsyracykeln och var sker den?
Pyruvatdehydrogenas-reaktionen och sker i mitokondriematrix
Vilken sorts reaktion är pyruvatdehydrogenasreaktionen?
Oxidativ dekarboxylering
Hur ser pyruvatdehydrogenasreaktionen ut?
Pyruvat + HS-CoA + NAD+ –> Acetyl CoA + CO2 + NADH
Hur många enzymer respektive koenzymer behöver pyruvatdehydrogenasreaktionen?
3 enzym och 5 koenzym
Vilken är den första reaktionen i citronsyracykeln?
Oxaloacetat + acetyl-CoA –> citrat + CoASH
•Citratsyntas
Vilken är den andra reaktionen i citronsyracykeln?
Citrat –> isocitrat
•Aconitas
• Isomeriseringsreaktion
Vilken är den tredje reaktionen i citronsyracykeln?
Isocitrat + NAD+ –> alfa-ketoglutarate + NADH + CO2
•Isocitratdehydrogenas
• Oxidativ dekarboxylering
Vilken är den fjärde reaktionen i citronsyracykeln?
Alfa-ketoglutarat + NAD+ + CoASH –> Succinyl CoA + NADH + CO2
•Alfa-ketoglutaratdehydrogenaskomplex
•Oxidativ dekarboxylering
Vilken är den femte reaktionen i citronsyracykeln?
Succinyl-CoA + GDP + Pi –> Succinat + GTP + CoASH
•Succinat thiokinas
• Fosforylering på substratnivå
Vilken är den sjätte reaktionen i citronsyracykeln?
Succinat + FAD –> fumarat + FADH2
• Succinatdehydrogenas
(membranbundet, samma som komplex II i ETK)
Vilken är den sjunde reaktionen i citronsyracykeln?
Fumarat + H2O –> L-malat
• Fumaras
•Ger tillbaka de väten och syre som försvann från den tidigare oxidationen och decarboxyleringen
Vilken är den åttonde reaktionen i citronsyracykeln?
L-malat + NAD+ –> oxaloacetat + NADH
•Malatdehydrogenas
Vilka är de viktigaste enzymen i citronsyracykeln?
- Citratsyntas
- Isocitratdehydrogenas
- Alfa-ketoglutaratdehydrogenaskomplexet
Vilken är nettoreaktionen i citronsyracykeln?
Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O –> CoA + 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + 2 H+
Vart sker viktig reglering av citronsyracykeln och hur?
Pyruvat –> acetyl-CoA:
- Acetyl-CoA, NADH, ATP
+ AMP
Isocitrat – alfa-ketoglutarat:
- NADH
+ ADP
Alfa-ketoglutarat –> succinyl-CoA:
- Succinyl-CoA, NADH
Malat –> oxaloacetat:
- NADH
Vad kommer sammanfattningsvis att hämma citronsyracykelns enzymer?
En hög energinivå eller dålig tillgång till syre i cellen
Vad är anapleros?
Påfyllning av intermediärer i citronsyracykeln. Det krävs eftersom intermediärer förbrukas i andra reaktioner i cellen och oxaloacetat är avgörande för att citronsyracykeln ska fungera. Pyruvatkarboxylasreaktionen är viktig för detta.
Vad kan bildas alfa-ketoglutarat?
Glutamat
Vad kan succinyl-CoA användas till utöver citronsyracykeln?
Haem
Vad kan bilda oxaloacetat och vad kan bildas av det?
Pyruvat och aspartat kan bilda och glukos samt aspartat kan bildas från.
Hur ser pyruvatkarboxylasreaktionen ut?
Pyruvat + CO2 + ATP –> oxaloacetat + ADP + Pi
Hur kan man säga att fett brinner i kolhydraters låga?
När fettsyror bryts ner bildas mycket acetyl-CoA, vilket hämmar nedbrytningen av pyruvat. Istället stimuleras även pyruvatkarboxylasreaktionen så att mer oxaloacetat bildas och citronsyracykeln kan köra fler substrat samtidigt.
Vad sker i den absorptiva fasen i gukoshomeostasen?
Uppbyggning av glukogenlager
Vad sker i den postabsorptiva fasen i glukoshomeostasen?
Glykogen i framförallt lever används för att buffra blodglukosnivåer.
Vad börjar ske i den tidiga svältfasen i glukoshomeostasen?
Glukoneogenes startar ordentligt. Dock finns glykogenlager kvar i lever fortfarande så dessa kan användas.
Hur sker glykogenolys?
Glykogenfosforylas arbetar utifrån de icke reducerande ändarna tills den kommer till 4 glukosmolekyler från en förgrening. Då används istället ett debranching enzyme som har två aktiva ytor. Först spjälkas de tre yttersta molekylerna till en kedja som kan fästas till en rak kedja med alfa-1,4-glykosidbindning. Sedan hydrolyseras den sista glukosmolekylen till fritt glukos. Därefter kan glykogenfosforylas arbeta vidare.
Vilket är det begränsande enzymet i glykogenolys och hur fungerar det?
Glykogenfosforylas. Det fungerar genom att använda en fri fosfatgrupp får att bryta alfa-1,4-bindningar och bildar då glukos 1-fosfat. Detta är en energirik molekyl som kan isomeriseras till glukos 6-fosfat som kan gå in i glykolysen direkt (då slipper man det första energikrävande steget i glykolysen).
Hur ser glykogens grundstruktur ut?
Ett protein, glykogenin, finns i mitten av molekylen och katalyserar bindningen av de första glukosmolekylerna till en av sina tyrosinrester. De många förgreningarna gör att vi snabbt kan bryta ner molekylen och sen utvinna energi.
Hur sker glykogensyntesen/glykogenesen?
Glukos 6-fosfat isomeriseras till glukos 1-fosfat mha fosfoglukomutas. Till denna kopplas den energirika molekylen UTP genom UDP-glukospyrofosforylas så att UDP-glukos bildas. Vid nybildning av en helt ny glykogenmolekyl kan denna lämna över dessa till tyrosinrestens OH-grupp. På så sätt bildas en primer som glykogensyntas sedan kan verka på. För att sedan “fylla på” med nya glukosrester kan glukogensyntas ta glukoskedjor från UDP-glukos och fästa med alfa-1,4-glykosidbindningar. För att bilda förgreningar behövs ett branching enzyme som flyttar de yttersta 6 glukosmolekylerna i en rak kedja och fäster dem på en glukosmolekyl i den kvarvarande kedjan med alfa-1,6-glykosidbindningar. På så sätt har vi nu två icke reducerande ändar.
Vilket är det viktigaste enzymet för reglering av glykogensyntes?
Glykogensyntas
Hur ser energiförhållandet ut mellan glykogenolys och glykogensyntes?
Det går åt mer energi vid syntetisering än vid uppbyggning, vilket skulle innebära att man förlorar energi om de båda processerna sker samtidigt.
Hur sker reglering av glykogenmetabolism?
Olika enzymer kan påverkas olika av fosforylering. Glukagon och adrenalin stimulerar proteinkinaser vilket leder till fosforylering av enzym. Glykogensyntas inaktivers och glykogensofsforylas aktiveras vilket leder till att glykogennedbrytning kommer att dominera. Insulin å andra sidan stimulerar protein fosfataser så att defosforylering sker. Glykogensyntas blir då aktivt och glykogenfosforylas inaktivt vilket gör att glykogensyntes kommer att dominera.
Varför är det viktigt att de olika enzymen i glykogenmetabolism påverkas olika av fosforylering?
Så att de båda processerna inte sker samtidigt i samma cell, vilket skulle leda till energiförlust.
När sker glykoneogenes?
Mellan måltider och framförallt vid en svältsituation
Vilken sorts reaktioner krävs i glykoneogenesen för att ta sig förbi de irreversibla reaktionerna i glykolysen?
By-passreaktioner
Vid vilka steg i glykolysen krävs by-pass-reaktioner och hur ser de ut?
- Fosfoenolpyruvat –> pyruvat
• Pyruvat + ATP –> oxaloacetat + ADP - Pi (pyruvatkarboxylas)
•Oxaloacetat + GTP –> fosfoenolpyruvat + GDP (fosfoenolpyruvatcarboxykinas) - Fruktos 6-fosfat + ATP –> Fruktos 1,6-bisfosfat + ADP
• Omvänd reaktion mha fruktos 1,6-bisfosfatas
•Får inte tillbaka ATP utan bara en fri fosfatgrupp - Glukos + ATP –> glukos 6-fosfat + ADP
•Omvänd reaktion mha glukos 6-fosfatas
•Får inte tillbaka ATP utan bara en fri fosfatgrupp
Vilka andra grundsubstrat än glukos kan användas i glykoneogenesen och var går de in?
- Alanin och laktat som går in som pyruvat
- Aminosyror som går in som oxaloacetat
- Glycerol som går in som dihydroxyacetonfosfat
Vilka två substrat kan inte användas i glykoneogenesen?
Fettsyror genom acetyl-CoA
Vilken del av glykoneogenesen sker i mitokondriematrix och hur tar det sig sedan ut till cytosolen?
Oxaloacetatreaktionen sker i matrix men denna måste sedan transporteras ut. Den har ingen egen transportör utan måste gå genom skyttesystem eller dylikt.
Vad är cori-cykeln?
Ett system där glykogenes sker i levern, glukos transporteras till muskeln där glykolys sker anaerobt för att sedan transportera laktat tillbaka levern för att användas som substrat glykoneogenes. I levern används ATP från oxidation av fettsyror för att driva de energikrävande stegen.
Vilka enzym regleras i glykolys?
• Fosfofruktokinas-1
- citrat, ATP
+ AMP, fruktos 2,6-bisfosfat
•Pyruvatkinas
- ATP, fosforylering katalyserad av proteinkinas A
+ Fruktos 1,6-bisfosfat
Vilka enzym regleras i glykoneogenesen?
Pyruvatkarboxylas
+ Acetyl CoA
Fruktos 1,6-bisfosfatas
- AMP, fruktos 2,6-bisfosfat
Vad är fruktos 2,6-bisfosfat och hur styrs det?
Det bildas som en allosterisk effektor och styrs av hormoner. Mycket glukagon ger en låg halt medan mycket insulin ger en hög halt.
Vilken regleringsprocess i glykolysen är en feed forward-stimulering?
Att fuktos 1,6-bisfosfat stimulerar pyruvatkinas
Vilken är den största källan för glykonogenesen?
Aminosyror
Varför kan glykolysen men inte citronsyracykeln drivas anaerobt?
Två delar:
• Pyruvat kan inte gå in i mitokondrien från cytosolen och de NADH som bildas i matrix kan inte heller gå ut i cytosolen. Därför har vi ingen alternativ elektronacceptor i mitokondriematrix.
•FAD är en prostetisk grupp till enzymet succinatdehydrogenas som är ett membranbundet enzym och även det som kallas komplex II i elektrontransportkedjan. Om syre inte finns kommer vi inte ha någon elektronacceptor och elektrontransportkedjan kommer inte kunna oxidera FADH2, vilket gör att vi får ett block mellan succinat och fumarat i citronsyracykeln vilket gör att vi inte kommer kunna återskapa oxaloacetat och har därmed ingen bärare för acetyl-CoA
