Kolhydratsmetabolism Flashcards
Hur går den fullständiga oxidationen av glukos under aeroba förhållande till?
- > I glykolysen processas glukos till pyruvat under bildning av högenergiföreningar ATP och NADH
- > Pyruvat omvandlas till acetyl-CoA som utgör bränslet i citronsyracykeln där högenergiföreningar i form av FADH2, NADH och ATP bildas.
- > de reducerande elektronbärarna NADH och FADH2 avger sina elektroner i den O2 beroende elektrontransport kedjan vilket möjliggör ATP produktion via oxidativ fosforylering
Hur fungerar glykolysen i korthet?
- Metabol väg (reaktionssekvens) i vilken glukos bryts ner till trekolförening pyruvat.
- Den energi som utvinns ur reaktionerna används för att bilda högenergiföreningar i form av ATP och NADH.
- Kräver inte närvaro av syre (O2) kan ske både under anerob och aeroba förhållande
- Förlagd i cytosolen (behöver inte mitokondrien)
- Sker i alla celler. (dem röda blodkropparna saknar mitokondrie och genererar allt ATP de behöver via glykolysen.
Hur går glykolysen till?
Det är 10 reaktions steg av 10 olika enzym.
- 3 av dessa reaktioner är irreversibla: här sker den främsta regleringen av glykolysen.
- Övriga reaktioner är reversibla : riktning beror på cellens behov
- vi får ut 2 NADH, 2 ATP och 2 Pyruvat
NAD+ måste återbildas för att glykolysen ska kunna fortsätta, hur?
> > Cellen har en begränsad totalmängd NAD+/NADH; om glykolysen skulle kunna fortgå måste NAD+ återbildas från tidigare genererad NADH.
återbildningen av NAD sker normalt i den O2-krävande elektrontransportkedjan som är förlagd i mitokondriens inre membran.
Hur återbildas NAD+ under anaeroba förhållande; alltså då elektrontransportkedjan avtar?
- > Laktatbildning gör att glykolysen kan fortgå under anaeroba förhållande och i celler som saknar mitokontrien.
- > exempel röda blodkroppar måste alltid bilda laktat. Eftersom den saknar mitokondrien men bildar allt sitt ATP i glykolysen.
- > Skelettmuskelaturen måste bilda laktat ibland. Exempel vid kortvarigt intensivt muskelarbete kan utföras anaerobt. Omvandlar vid dessa tillfällen också laktat från pyruvat.
Vad kan flera monosackarider göra?
Flera monosackarider kan bilda glukosintermediärer som kan processas vidare i glykolysen
Hur regleras flödet genom glykolysen?
Regleringen ligger främst på dem irreversibla reaktionsstegen i glykolysen.
- Regleringen sker huvudsakligen genom att modulera följande enzymers aktivitet:
- > Hexokinas
- > Fosfofruktokinas (viktigaste regleringens punkten!) = det är denna som katalyserar den första irreversibla reaktionen unik för glykolysen.
- > Pyruvatkinas
Hur fungerar reglering av flödet genom glykolysen av allostera modulatorer och hormon?
> > Hormoner:
- Insulin; stimulerar glykolysen genom att öka den intracellulära koncentrationen av fruktos-2,6-bisfosfat som aktiverar fosfofruktokinas.
- stimulerar även glykolysen genom att aktivera pyruvatkinas genom defosfoylering.
- Glukagon: hämmar glykolysen genom att minska den intracellulära koncentrationen av F-2,6-BP.
- Hämmar glykolysen genom att inaktivera pyruvatkinas genom fosforylering.
Varför är Pyruvat viktigt?
För att det utgör ett vägskäl i metabolismen.
Vad måste göras ifall pyruvat ska användas som energiproduktion?
- Molekylen måste transporteras in i mitokondriens matrix.
- pyruvatet måste ta sig från cytosolen (där glykolysen är förlagd) till mitokondriens matrix.
- Mitokondriens inre membran är impermeabelt.
- Pyruvatet transporteras in i mitokondriens matrix med hjälp av transportörproteinet “mitochondrial pyruvate carrier” (MPC)
Vad är det för länkreaktion mellan glykolysen och citronsyracykeln?
Det är oxidativ dekarboxylering av pyruvat till acetyl-CoA
- en irreversibel reaktion
- Den katalyseras av PDH= pyruvatdehydrogenaskomplexet
Hur fungerar citronsyracykeln i korthet?
- Förlagd i mitokondriens matrix
- Biokemiskt nav i cellen (genererar högenergiföreningar och byggstenar).
- Metabol väg i vilken 2-kolsenheten acetyl-CoA används som bränsle för att bilda högenergiföreningar i form av NADH, FADH2 och ATP.
- Kräver indirekt närvaro av syra
- Citronsyrans intermediärer utgör viktiga byggstenar för andra biomolekyler
Hur fungerar början av citronsyra cykeln vad går in?
- Acetyl-CoA är bränslet för citronsyracykeln.
- Cyklisk reaktionsväg där två kol går in i cykeln som acetyl CoA och två kol lämnar cykeln som 2 CO2
- Acetyl CoA används som bränsle för att bilda ett ATP och skörda elektroner genom att bilda 3 NADH och 1 FADH2
Citronsyracykeln kan bara fortgå under aeroba förhållande varför?
- begränsad total mängd av FAD/FADH2 och NAD+/NADH i cellen.
- cykeln kan bara fortgå om NAD+ och FAD återbildas i elektrontransportkedjan som kräver syre.
- Om det inte finns syre stannar citronsyracykeln upp eftersom NAD+/FAD inte har några andra alternativa vägar än elektrontransportkedjan att återbildas i.
Reglering av citronsyracykeln ligger i huvudsak på två enzym vilka?
- > isocitratdehydrogenas
- > alfa-keto-glutaratdehydrogenas (katalysera alltså pyruvatdehydrogenas komplexet steg i vilka CO2-bildas)
Vad gör ATP och NADH för regleringen?
De intracellulära nivåerna av ATP och NADH är viktiga för regleringen av länkreaktionen och citronsyracykeln där de fungerar som allostera inhibitor.
Citronsyracykeln har mycket viktiga byggstenar men vad måste man tänka på?
Att om citronsyracykelnsintermediärer används som byggstenar för syntes av andra biomolekyler så måste cykeln fyllas på med nya intermediärer för att cykelns funktion skall upprätthållas.
- exempel ör det viktigt med; omvandlingen av Pyruvat till Glukogena aminosyror
Hur kan elektroner som skördats som NADH och FADH2 användas för att generera ATP?
Elektronerna skördade som NADH och FADH2 används för att med hjälp av elektrontransportkedjan skapa en protongradient över mitokondriens inre membran
Protongradienten kan sedan användas för att driva syntes av ATP via ATP syntas.
Hur fungerar elektrontransportkedjan och oxidativ fosforylering i korthet?
- förlagd i mitokondriens matrix
- Med hjälp av de elektroner som skördats som NADH och FADH genererar elektrontransportkedjan en protongradient över mitokondriens inre membran.
- Fungerar enbart vid aeroba förhållande kräver alltså syre hela tiden!
- Protongradienten över mitokondriens inre membran används för att driva syntes av ATP när protonerna flödar tillbaka till mitokondriens matrix via proteinkomplexet ATP-syntas.
Vad finns det för komponenter i elektrontransportkedjan ?
-> Elektronerna från NADH och FADH2 lämnas i Komplex I respektive Komplex II
-> Via redoxreaktioner transporteras sedan elektronerna mellan ett antal olika elektronbärare för att slutligen reducera det syre vi andas till vatten i Komplex IV
SJÄLVA PROTEIN KOMPLEXEN:
- komplex1; tar emot elektroner från NADH och för över dem till koenzym Q, pumpar samtidigt i 4 st H+ till matrix.
-komplex2; tar emot elektroner från FADH2 och för över dem till koenzym Q.
- komplex3; tar emot elektroner från reducerat koenzym Q och för över dem till cytokrom. Pumpar samtidigt in 2 st H+ till matrix.
- komplex4; tar emot elektroner från reducerat cytokrom c och reducerar molekylärt syre. Pumpar samtidigt in 4 st H+ till matrix.
Elektronerna från FADH2 och NADH utnyttjas för att byggen en protongradient som driver ATP syntes hur?
> > Under elektrontransporten genom Komplex I, III och IV ”pumpas” protoner från matrix till intermembrana rummet 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 både NADH och FADH2 lämnar av två elektroner i elektrontransportkedjan genererar NADH slutligen 2.5 ATP medan FADH2 genererar endast 1.5 ATP.
- Skillnaden är att NADH lämnar sina elektroner i komplex 1 medan FADH2 i komplex 2. Därmed bidrar NADH mer till protongradienten än FADH2
Vem genererar mest fullständig oxidativ av glukos eller glykolysen?
Fullständig oxidativ av glukos genererar mycket mer! Det är hela 30-32 ATP /glukos.
