Glycolysis, Gluconeogenes, Pentose Phosphate Pathway Flashcards

0
Q

Varför lagras glukos som glykogen?

A

För att bibehålla osmolaliteten i cellen, dvs mindre molekyler i vätskan

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
1
Q

Vad är standard energin vid total oxidation av glukos?

A

-2840 Kj/mol

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Vilka fyra olika huvudsyften används glukos för?

A
  1. Kolhydratdel av extracellulära substanser
  2. Lagras i cellen för energi
  3. Oxideras till mindre enheter (pyruvat, ATP)
  4. Pentos fosfat vägen för bildning av nukleinsyror samt NADPH
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Vad betyder glykolys?

A

Glykys “söt”, lysis “splittring”

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Vilka 2 huvuddelar delas glykolys in i?

A

Preparatory And payoff, (förberedande och utvinning)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Vilka 10 steg sker i glykolys?

A
  1. Glukos -> glukos-6-fosfat
  2. Glukos-6-fosfat -> fruktos-6-fosfat
  3. Fruktos-6-fosfat -> fruktos-1,6-bisfosfat
  4. Fruktos-1,6-bisfosfat -> glyceraldehyd 3 fosfat + dihydroxyacetone fosfat
  5. Dihydroxyacetone fosfat -> glyceraldehyd 3 fosfat
  6. glyceraldehyd 3 fosfat -> 1,3-bisfosfoglycerat
  7. 1,3-bisfosfoglycerat -> 3-fosfoglycerat
  8. 3-fosfoglycerat -> 2-fosfoglycerat
  9. 2-fosfoglycerat -> fosfoenolpyruvat
  10. Fosfoenolpyruvat -> pyruvat
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Vilka steg kräver ATP i glykolysen?

A

Preparatort phase 1och 3,

  1. glukos + ATP->glukos-6-fosfat + ADP
  2. Fruktos-6-fosfat + ATP -> Fruktos-1,6-bisfosfat + ADP
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Vilka steg kräver NAD+?

A

Payoff phase, steg 6

2 glyceraldehyd-3-fosfat + 2 NAD+ + Pi -> 2 1,3-bisfosfoglycerat + 2 NADH

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Vilka steg ger ATP?

A

Payoff phase, steg 7 och 10

  1. 2 1,3-bisfosfoglycerat + 2 ADP -> 2 3-fosfoglycerat + 2 ATP
    10 2 fosfoenolpyruvat + 2ADP -> 2 pyruvat + 2 ATP
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Vad är totalreaktionen för glukos?

A

Glukos + 2NAD+ 2ADP + 2Pi -> 2 Pyruvat + 2 NADH + 2 ATP + 2H2O + 2 H+

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Vilka reaktioner av glykolys är i princip irreversibla?

A

3 och 10

  1. Fruktos-6-fosfat + ATP -> Fruktos-1,6-bisfosfat + ADP
  2. Fosfoenolpyruvat + ADP -> Pyruvat + ATP
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Vilka tre förlopp kan pyruvat gå igenom?

A
  1. Oxidation för att bilda Acetyl-Coenzym A
  2. Reduktion till laktat genom mjölksyra fermenteringen
  3. Etanol fermentering (jäst, plantor)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Varför sker ombildningen av pyruvat till laktat?

A

Vid anaeroba förhållanden blockeras citronsyracykeln. Då sker enegiproduktionen främst genom glykolys och koncentrationen av NAD+ som krävs vid payoff phase steg 6 sjunker. Genom att acceptera elektroner (NADH fungerar som reducerande ämne, oxideras till NAD+) omvandlas pyruvat till laktat som sedan i levern och njurarna kan bildas tillbaka till glukos.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Vad är total netto förändringen av fri energi under glukos?

A

-85 kJ/mol

Bildningen av pyruvat: -146kJ/mol
Bildningen av ATP: 61 kJ/mol

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Vilka 3 orsake finns det att fosforylera intermediära produkterna i glykolysen?

A
  1. Efter att ett ämne fosforylerats kan det inte lämna cellen eftersom det är för stort samt inga transportörer finns i cellmembranet.
  2. Fosfor grupperna konserverar den kemiska energin kvar i ämnen.
  3. Fosforbindningarna till enzymer sänker aktiveringsenergin samt ger specifisitet. Mg2+ joner bildar bindningar till d negativa fosfatgrupperna vilket också ger specificitet till reaktionen. Flesta glykolytiska enzym kräver Mg2+
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Vad är första reaktionen av glykolys?

A

Glukos + ATP -> glukos-6-fosfat + ADP

Reaktionen är irreversibel, katalyseras av HEXOKINAS. Hexokinas kan också fosforylisera andra hexaner (6 kolatomiga socker monomerer). Hexokinas kräver Mg2+. Organismen har 4 olika isozymer för Hexokinas. Levern har t.ex hexokinas IV.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Vad är den andra reaktionen i glykolys?

A

Glukos-6-fosfat -> fruktos-6-fosfat

Enzym: fosfohexos isomeras
Reversibel

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Vad är tredje reaktionen av glykolys?

A

Fruktos-6-fosfat + ATP -> fruktos-1,6-bisfosfat + ADP

Enzym: fosfofruktokinase-1, PFK-1. Kräver Mg2+

Reaktionen är irreversibel och räknas till det första “bestämda” steget som bestämmer att glukoset används för glykolys. PFK-1 regleras genom koncentrationen av ATP, när förrådet minskar behövs mera glykolys vilket aktiverar enzymet. Enzymet inhiberas av ATP. Även ribulos-5-fosfat kan aktivera det.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Vad är fjärde reaktionen av glykolys?

A

Fruktose-6-fosfat -> glyceraldehyd 3-fosfat + dihydroxyaceton fosfat

Enzym: aldolas
Reaktionen är reversibel

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Vad är femte reaktionen av glykolys?

A

Dihydroxyaceton fosfat -> glyceraldehyd 3-fosfat

Enzym: triose fosfat isomeras

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Vad är sjätte reaktionen av glykolys?

A

Oxidation av glyceraldehyd-3-fosfat -> 1,3-bisfosfoglycerat

Enzym: glyceraldehyd 3-fosfat dehydrogenas

Kräver NAD+ samt Pi

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Vad är den sjunde reaktionen av glykolys?

A

1,3-bisfosfoglycerat + ADP -> 3-fosfoglycerat + ATP

fosfoglycerat kinase

Steg 6 och 7 är kopplade så att steg 7 konstant förbrukar produkten av reaktion 6 vilket gör att reaktionen går framåt.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Vad är en substrate level fosforylisation?

A

Bildning av ATP genom substrat såsom 1,3-bisfosfoglycerat

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Vad är åttonde reaktionen i glykolys?

A

3-fosfoglycerat -> 2-fosfoglycerat

Enzym: fosfoglycerat mutas

Kräver Mg2+

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Vad är nionde steget av glykolys?

A

2-fosfoglycerat -> fosfoenolpyruvat + H2O

Enzym: Enolase

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Vad är tionde steget av glykolys?

A

Fosfoenolpyruvat + ADP -> pyruvat + ATP

Enzym: Pyruvat kinase

Kräcer K+ samt Mg2+ eller Mn2+

26
Q

Hur bildas NAD+ för använding som oxiderande ämne?

A
  1. Under aeroba förhållanden ger NADH elektroner till elektrontransportkedjan för att regenerera NAD+
    2NADH + 2H+ + O2 -> 2NAD+ + 2H2O
  2. Under anaeroba förhållanden reduceras pyruvat till laktat
27
Q

Hur regleras glykolysen?

A
  1. Koncentrationer av NADH, ATP
  2. Allosterisk omvandling av enzymer (hexokinas, PFK-1 och pyruvat kinas)
  3. Koncentrationer av mellan metaboliter
  4. Hormoner (glukagon, adrenalin, insulin), ändrar på genexpression
28
Q

Varför konsumerar cancerceller mer glukos än vanliga celler?

A

Kallas Warburg effekten, beror på att angiogenesen inte hinner med för att försörja tumören med syre, vilket leder till ökad aktivitet av glykolys vilket konsumerar mera glukos.

29
Q

Vad medierar upptagningen av glukos?

A

GLUT1 GLUT2 hepatocyter
GLUT3 hjärn neuroner
GLUT4 skelettmuskler, hjärtmuskelceller, fettceller (insulinrespons)

30
Q

Vad beror disbetes mellitys typ1 av

A

För lite bukspottskörtels beta celler för tillräcklig insulinrespons, hyperglycemi. Utan glukos använder GLUT4 målcellerna fett som energi och hepatocyter bildar ketonkroppar, acetoacetat och beta hydroxybutyrat.

Obehandlad diabetes mellitus typ 1 leder till ketoacidos pga överproduktion av ketonkroppar. Injektion av insulin lede till GLUT4 respons, upptagning av glukos.

31
Q

Varför använder hjärnan endast glukos och ketonkroppar som energi?

A

Fettsyror kan inte gå genom blod-hjärnbarriären

32
Q

Vad börjar nedbrytningen av stärkelse och hur kommer glukos in i blodet?

A

Alfa-amylas (alfa1->4) i munnen (inaktiveras i magsäcken till följd av sänkt pH).

Nästa nedbrytarere är bukspotts alfa amylas. Huvudsakliga produkten är maltose och maltotriose (di och trisackarider av glukos). Glukos bildas sedan av enzymer i mikrovilli.

33
Q

Vad börjar nedbrytningen av glykogen?

A

Glykogen fosforylas, bryter bindningen alfa1->4 mellan de två sista glukos i non-reducing end. Det bildas glukos-1 fosfat. Detta fortsätter tills det når en branching point (alfa1-6). Sedan behövs en debranching enzyme.

34
Q

Vad bildar glukos 6 fosfat ur glukos 1 fosfat

A

Fosfoglukomutase

35
Q

Varför är fosforylering bättre än hydrolys vid splittring av glykogen?

A

Cellen sparar 1 ATP i glykolysens preparatory phase eftersom glukos redan är fosforylerat. Vid hydrolys vore utgångspunkten samma, ofördelaktigt.

Hydrolys sker i gastrointestinala kanalen för att sackarider måste vara fria för att gå igenom cellmembranen.

36
Q

Beskriv pathways för fruktos in i glykolysen

A

Via hexokinas till fruktos 6 fosfat
Via fruktokinas till fruktos 1 fosfat och vidare via fruktos1fosfat aldolase till dihydroxyaceton fosfat samt glyceraldehyd.

Triose fosfat isomeras bildar dihydroxyaceton till glyceraldehyd-3fosfat och triose kinas glyceraldehyd till glyceraldehyd 3 fosfat

37
Q

Vad är galaktosemia?

A

En defekt i nedbrytningen av galaktos.

  1. Galaktos -> galaktos 1 fosfat (galaktokinas)
  2. Galaktos1fosfat -> glukos1fosfat (reaktion där UDP fungerar som koenczym)

Galaktosemia ger sig till uttryck genom höga galaktos koncentration i blod och urin, samt katarakter i ögat i småbarn. Dessa symptos sker vid galaktokinas defekt, resten av defekterna är mera allvarliga

38
Q

Hur används mannos?

A

Hexokinas bildar mannos6fosfat, phosphomannos isomeras bildar fruktos6fosfat

39
Q

Hur mycket glukos behöver hjärnan om dagen

A

120g

40
Q

Vad är glukoneogenes?

A

Ombildning av pyruvat eller 3 4 kolatomiga föreningar till glukos

Pyruvat
Laktat
Glycerol
Aminosyror

41
Q

Var sker glukoneogenes?

A

I levern till störst del samt njurars cortex samt endotelcellerna i tunntarmens vägg

42
Q

Vad är Cori cykeln?

A

Bildningen av glukos ur musklers glykogen för att sedan bilda pyruvat-laktat som går ut i blodet, tas upp i hepatocyter, ombilldas för att sedan gå tillbaka in i blodet som glukos, tas upp och lagras som glykogen i muskler

43
Q

Vad bildas genom glukos 6 fosfat som kommer genom glukoneogenes?

A
Blodglukos
Glykogen
Glykoproteiner
Disackarider
Other monosackarides
44
Q

Vilka reaktioner skiljer sig i glukoneogenesen från glykolys?

A
  1. 2 Pyruvat+2ATP -> 2 oxaloacetat+2ADP(pyruvat carboxylas, krebs cykel)
  2. Oxaloacetat+NADH+H+ -> L-malat+NAD+ (forslas ut ur mitokondriet och omvandlas sedan till oxaloacetat igen, mera NAD+ i cytosolen)
  3. 2 oxaloacetat+2GTP -> 2phosphoenolpyruvat+2GDP (PEP carboxykinas)
  4. Fruktos-1,6-bisfosfat+H2O -> fruktos-6-fosfat+Pi (fruktos-1,6-bisfosfatas-1)
  5. Glukos-6-fosfat+H2O->glukos+Pi (glukos-6-fosfatas)

Dessa reaktioner sker huvudsakligen när utgångsämnen är pyruvat eller alanin

45
Q

Hur bildas pyruvat ur alanin?

A

Transamination i mitokondrien. Alfa-aminogruppen flyttas till en alfa-keto carboxylisk syra

46
Q

Vad är coenzymet för pyruvat carboxylas?

A

Biotin

47
Q

Vad är reglerande faktorn för pyruvat carboxylas?

A

Acetyl coenzym A. Bildas vid produktion av fettsyre oxidation och signalerar användningen av fettsyror som energi

48
Q

Vad är skillnaden när laktat fungerar som utgångsämne i glukoneogenes?

A

Oxaloacetat blir aldrig malat utan omvandlas rakt till fosfoenolpyruvat av mitokondrialenzymet fosfoenolpyruvat carboxykinas

49
Q

Varför sker glukoneogenes endast i hepatocyter, njurceller samt endotelcellerna i tunntarmen?

A

Uttrycket av glukos-6-fosfatase

50
Q

Varför är det fördelaktigt med glukoneogenes?

A

Om överlopps pyruvat skulle ges ur kroppen skulle möjligheten att bilda ATP minska dramatiskt

51
Q

Kan citronsyracykeln bilda glukos?

A

Ja. Alla metaboliter i krebs cykel kan bli oxaloacetat för att gå genom glukoneogenes.

52
Q

Varför är alanin och glutamin viktiga?

A

De transporterar aminogrupper till hepatocyterna. Efter att de transaminerats och deras kvarlevor (pyruvat och alfa-carboxylas) kan gå genom glukoneogenes.

53
Q

Varför kan inte fettsyror bilda glukos?

A

Fettsyror blir till Acetyl-CoA, vilket inte kan bilda pyruvat (i princip kan man väl tänka att ett varv i krebs skulle hjälpa men räknas inte)

Glycerolet i triacylglyceroler kan dock användas. Glyceroneogenes är skeendet när glycerolet skall bilda grund för en triacylglycerol.

54
Q

Vad är pentose phosphate pathway? (Också kallat phosphogluconate pathway eller hexose monophosphate pathway)

A

Bildningen av pentos fosfate ur glukos-6-fosfat

55
Q

Vad skiljer PPP från glykolys?

A

Slutprodukten (pyruvat/pentos fosfater)

Elektronacceptorn (NAD+/NADP+)

56
Q

Var sker PPP snabbt?

A

Celler som delar sig kraftigt (benmärg, hud, intestinal mucosa, tumörer).

Behövs för bildning av RNA, DNA, ATP, NADH, FADH2, Coenzym A

57
Q

Vad behövs NADPH till?

A

Reduktiv biosyntes, skydd mot fria syreradikaler. Behövs i vävnader som har stor lipidsyntes. Också celler med stor kontakt med syre. Speciellt en defekt i erytrocyter skulle ha stora medicinska konsekvenser.

58
Q

Vilka är reaktionerna i Oxidativ PPP?

A
  1. Glukos-6-fosfat+NADP+ -> 6-fosfoglucono-delta-lactone+NADPH+H+ (glukos6fosfat dehydrogenas)
  2. 6-fosfoglucono-delta-lactone -> 6-fosfoglukonat (lactonase)
  3. 6-fosfoglukonat+NADP+-> D-Ribulos-5-fosfat+NADP+H+CO2 (6fosfoglukonat dehydrogenas) (viktig vid reglering av glykolys/GNG)
  4. D-ribulos-5-fosfat -> D-ribos-5-fosfat (fosfopentos isomeras)
59
Q

Vad kan också ske med ribulos-5-fosfat?

A

Kan ombildas via non-oxidativ fas till glukos-6-fosfat. Sker speciellt i vävnader som endast behöver NADPH

60
Q

Vad är reaktionerna i non-oxidative phase

A
  1. Ribulos-5-fosfat -> xylulose 5-fosfat (ribulos-5-fosfat epimeras)
  2. Omarrangering av kolatom strukturen så att 6 femkolatomiga strukturer bildar 5 sexkolatomiga glukos-6-fosfat.

Fortsatt cirkulering bildar 6CO2 från en glukos. Under tiden bildas NADPH via oxidativa fasen.

Reversibel, kan användas för att bilda pentoser (som motvikt till oxidative phase)

61
Q

Vad är huvudenzymerna vid omvandlingen av ribulos-5-fosfat till glukos 6 fosfat?

A

Ribulose-5-fosfat epimeras
Transketolas (thiamin pyrophosphate som coenzyme)
Transaldolas

62
Q

Vad är Wernicke-Korsakoffs syndrom?

A

Brist på thiamin (B1 vitamin)
Vanligt med alkoholmissbrukare (sämre upptagningsförmåga)
Kan bli värre med en defekt av ketolase, leder till mindre affinitet till thiamine, används alltså inte lika lätt, liten brist leder till stora skador

Symptom: minnesförlust, mental förvirrning, partiell förlamning

63
Q

Vad reglerar PPP?

A

Koncentrationsskillnaden mellan NADP och NADPH