Kolhydratmetabolism Flashcards
01/10, Martin
Vart sker kolhydratmetabolism?
I cytosolen, mitokondriens matrix och mitokondriens inre membran
Var sker glykolysen?
Cytosolen
Var sker citronsyracykeln?
Mitokondriens matrix
Var sker elektrontransportkedjan?
Mitokondriens inre membran
Vad sker i glykolysen, i stora drag? Startämne, produkt och vad som bildas.
I glykolysen processas glukos till pyruvat under bildning av ATP och NADH
Vad sker i citronsyracykeln, i stora drag?
Pyruvat omvandlas till acetyl CoA som utgör bränslet i citronsyracykeln, där NADH, FADH2 och ATP bildas
Hur går elektrontransportkedjan till, i stora drag?
De reducerade elektronbärarna NADH och FADH2avger sina elektroner i den O2-beroende elektrontransportkedjan vilket möjliggör ATP produktion via oxidativfosforylering
Under vilka syre-förhållanden kan glykolysen ske?
Både under anareoba och areoba förhållanden, kräver inte närvaro av syre (O2)
I vilka celler sker glykolysen?
Sker i alla celler
Ex. röda blodkroppar saknar mitokondrier och genererar allt ATP de behöver via glykolys
(Ej en fråga)
Översikt av glykolys
Vilka är de tre irreversibla reaktionerna i glykolysen?
- Glukos ⇒ Glukos-6-fosfat
- Fruktos-6-fosfat ⇒ Fruktos-1,6-fosfat
- Fosfoenolpyruvat ⇒ pyruvat
Vad är glykolysens nettoreaktion?
Vad är formeln för glykolysens nettoreaktion?
Glukos + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+
⇒
2 pyruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
Var sker NAD+ återbildningen?
I den O2-krävande elektrontransportkedjan, som är förlagd i mitokondriens inre membran
Hur återbildas NAD+ under anaeroba förhållanden (elektrontransportkedjan avstannar) och i celler som saknar mitokondrier (saknar elektrontransportkedjan)?
NAD+ kan återskapas från NADH genom reduktion av pyruvat till laktat
Vilka celler bildar laktat?
- Röda blodkroppar bildar ALLTID laktat
- Saknar mitokondrier och bilar allt sitt ATP i glykolysen; NAD+ återskapas genom att omvandla pyruvat till laktat
- Skelettmuskler bildar laktat IBLAND
- Kortvarigt muskelarbete kan utföras anaerobt (ej beroende av O2 tillförsel)
- ATP-behovet stiger snabbare än förmågan att förse muskeln med tillräcklig syremängd för processningav allt NADH till NAD+ i elektrontransportkedjan
- Muskeln använder i denna speciella situation endast glykolysen för att snabbt kunna bilda ATP; NAD+återskapas genom att omvandla pyruvattill laktat
Flera monosackarider kan bilda glykolysintermediärersom kan processas vidare i glykolysen. Vad heter de och i vilket respektive steg av glykolysen kommer de in i?
- D-galaktos ⇒ UDP-galaktos ⇒ UDP-glukos ⇒ glukos-1-fosfat
- D-glukos ⇒ glukos-6-fosfat
- D-fruktos ⇒ fruktos-6-fosfat
- D-mannos ⇒ mannos-6-fosfat ⇒ fruktos-6-fosfat
Från vilka disackarider kan du få följande monosackarider:
- D-glukos
- D-galaktos
- D-mannos
- D-fruktos
- D-glukos från trehalos, sukros och glykogen (stärkelse)
- D-galaktos från laktos
- D-mannos bara finns
- D-fruktos från sukros
Hur regleras flödet genom glykolysen?
Regleringen sker huvudsakligen genom att modulera följande enzymers aktivitet:
- Hexokinas
- Fosfofruktokinas - viktigaste regleringspunkten
- Pyruvatkinas
Fosfofruktokinas katalyserar den första irreversibla reaktionen som är unik för glykolysen
Vilka hormoner reglerar flödet genom glykolysen?
Insulin och glukagon
Hur reglerar insulin flödet genom glykolysen?
- Stimulerar glykolysen genom att öka den intracellulära koncentrationen av fruktos-2,6-bisfosfat (F-2,6-BP) som aktiverar fosfofruktokinas.
- Stimulerar glykolysen genom att aktivera pyruvatkinasgenom defosforylering
Hur reglerar glukagon flödet genom glykolysen?
- Hämmar glykolysen genom att minska den intracellulära koncentrationen av F-2,6-BP
- Hämmar glykolysen genom att inaktivera pyruvatkinasgenom fosforylering
(Ej fråga)
Pyruvat utgör ett vägskäl i metabolismen
Vilket protein används för transport av pyruvat in i mitokondriens matrix?
Transportörproteinet “mitochondrial pyruvate carrier” (MPC)
Varför behövs ett speciellt protein för att transportera in pyruvat i mitokondriens matrix?
Mitokondriens inre membran är impermeabelt för de flesta polära molekyler och joner
Vad är länkreaktionen mellan glykolysen och citronsyracykeln?
Den oxidativa dekarboxyleringen av pyruvat till acetyl CoA
(Ej fråga)
Acetyl CoA utgör ett vägskäl i metabolismen
Under vilka syre-förhållanden kan citronsyracykeln ske?
Det kräver indirekt närvaro av syre (O2) - kan endast ske under aeroba förhållanden
Beskriv citronsyracykeln i korthet?
- En metabol väg (cyklisk reaktionssekvens) i vilken 2-kolsenheten acetyl-CoAanvänds som bränsle för att bilda högenergiföreningar i form av NADH, FADH2 och ATP
- Förlagt i mitokondriens matrix
- Biokemiskt nav i cellen (genererar högenergiföreningar och byggstenar)
Andra namn: Trikarboxylsyracykeln, Krebscykel (Citricacidcycle, Kreb’scycle, tricarboxylicacid(TCA) cycle).
Vad drivs citronsyracykeln av?
Elektronbärarna FAD och NAD+, som återbildas från FADH2 och NADH
Citronsyracykeln regleras huvudsakligen av två enzymer. Vilka?
- Isocitratdehydrogenas
- α-keto glutaratdehydrogenas (katalyserar liksom pyruvatdehydrogenas-komplexet steg i vilka CO2 bildas)
Varför kan inte citronsyracykeln fortgå under anaeroba föhållanden?
Eftersom elektrontransportkedjan avstannar, och då återbildas inte FAD och NAD+ från FADH2 och NADH
Citronsyracykeln saknar alternativa sätt att återskapa FAD och NAD+
Vad är reaktionsformeln för citronsyracykeln under areoba förhållanden?
Acetyl CoA + 3 NAD+ + FAD + ADP + Pi + 2 H2O
⇒
2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + ATP + 2 H+ + CoA
Hur kan elektroner som skördats som NADH och FADH2 användas för att generera ATP?
- Elektroner i form av NADH och FADH2 används för att skapa en protongradient över mitokondriens inre membran, med hjälp av elektrontransportkedjan
- Protongradienten kan sedan användas föra att driva syntesen av ATP, via ATP syntas
Vad har NADH och ATP för funktion i citronsyracykeln och länkreaktionen mellan glykolysen och citronsyracykeln?
De cellulära nivåerna av ATP och NADH är viktiga för regleringen av länkreaktionen och citronsyracykeln där de fungerar som allostera inhibitorer
I vilka syre-förhållanden sker elektrontransportkedjan, och varför?
Elektrontransportkedjan är en aerob process
Den kan endast ske vid tillgång till syre eftersom den slutliga acceptorn av elektronerna är molekylärt syre (O2)
Vilka komponenter ingår i elektrontransportkedjan?
Proteinkomplex:
- Komplex I
- Komplex II
- Komplex III
- Komplex IV
Lösliga elektronbärare:
- Koenzym Q (ubikinon)
- Cytokron c
Sammanfatta kort hur elektrontransportkedjan går till?
- Elektronerna från NADH och FADH2 lämnas i Komplex I respektive Komplex II
- Via redoxreaktioner transporteras elektronerna mellan ett antal olika elektronbärare (bl.a. koenzym Q, och cytokrom c) för att slutligen reducera det syre vi andas, till vatten i Komplex IV
Vad är Komplex I, och vilken uppgift har det i elektrontransportkedjan?
= NADH-CoQ oxidoreductase
Tar emot elektroner från NADH och för över dem till Koenzym Q
Pumpar samtidigt in 4 H+ till matrix
Vad är Komplex II, och vilken uppgift har det i elektrontransportkedjan?
= Succinate-CoQ oxidoreductase
Tar emot elektroner från FADH2 och för över dem till Koenzym Q
Citronsyracykelns succinatdehydrogenas är en del av komplexet
Vad är Komplex III, och vilken uppgift har det i elektrontransportkedjan?
= CoQH2-cytochrome c oxidoreductase
Tar emot elektroner från reducerat Koenzym Q och för över dem till Cytokrom c
Pumpar samtidig in 2 H+ till matrix
Vad är Komplex IV, och vilken uppgift har det i elektrontransportkedjan?
= cytochrome oxidase
Tar emot elektroner från reducerat Cytokrom c och reducerar molekylärt syre (H2O bildas)
Pumpar samtidigt in 4 H+ till matrix
Vad är Koenzym Q och vad gör det?
= ubikinon
Ett koenzym lösligt i membranet
För över elektroner från Komplex I och II till Komplex III
Vad är Cytokrom c?
Ett lösligt protein som för över elektroner från Komplex III till Komplex IV
Hur drivs ATP syntesen?
- Under elektrontransporten genom Komplex I, III och IV ”pumpas” protoner från matrix till det intermembranarummet vilket skapar en protongradient över mitokondriens inre membran
- Energin lagrad i protongradienten utnyttjas för att driva syntes av ATP när protonerna flödar tillbaka till matrix genom proteinkomplexet ATP-syntas
Varför genererar FADH2 mindre ATP än NADH, trots att båda lämnar av två elektroner i elektrontransportkedjan?
- NADH lämnar av sina elektroner i Komplex I
- FADH2 lämnar av sina elektroner först i Komplex II
- Detta gör att NADH bildar mer till protongradienten än vad FADH2 gör, då dess elektroner gör att gler protoner pumpas in i matrix ( NADH: 10 H+ / FADH2: 6 H+ )
Hur mångda elektroner lämnar NADH respektive FADH2 av i elektrontransportkedjan?
Båda lämnar av 2 stycken
Hur mycket ATP genererar fullständig oxidation av glukos respektive glykolysen?
- Enbart glykolys - 2 ATP / glukos
- Fullständig oxidation - 30-32 ATP / glukos
