Metabolism Flashcards
- Var sker glykolysen?
Glykolysen sker i cytosolen
- Vad sker i glykolysen?
Glukos -> pyruvat
- Vilka är glykolysens tre faser?
Investeringsfas
Delingsfas
Genereringsfas
- Vilka enzymer katalyserar de steg i glykolysen där energirika molekyler antingen
investeras eller utvinns?
Hexokinas(glykokinas), fosfofruktokinas, glyceraldehyd 3-fosfatdehydrogenas(NADH), fosfoglyceratkinas, pyruvatkinas
- Vad innebär substratnivåfosforylering?
Substratnivåfosfolyering är en kopplad reaktion där energin i en reaktion används för att utföra en fosforlyering i en annan reaktion. Till exempel i steg 7 / 10 där ADP fosfolyeras till ATP mha energin som frigörs. En energimässigt fördelaktig reaktion (-deltaG) används för att driva en energimässigt ofördelaktig reaktion (ADP->ATP).
- Hur kan fruktos användas i glykolysen?
Fruktos hoppar över viktiga regulatoriska steg i glykolysen. Det kan fortfarande bildas pyruvat och fruktos kan ingå i glykoneogenesen. Överkonsumption av frukt gör att glykolys ej inhiberas och mer pyruvat bildas. Men då cellerna redan har tillräckligt med energi kommer pyruvat inte gå in i citronsyracykeln utan omvandlas till fett. Därför ökar risken för fetma, fettlever och insulinresistens vid överdrivet fruktosintag.
- Hur kan galaktos användas i glykolysen?
Galaktos -> Galatos 1-fosfat -> glukos 1-fosfat -> glukos 6-fosfat.
Glukos 6-fosfaten är inhibitor för hexokinas vilket gör att galaktos inte kan regleras i samma utsträckning som glukos.
- När sker glykolysen?
Lite ATP gör att glykolysen sker. Kräver glukos i blodet.
ATP + ½ ADP / ATP + ADP + AMP: 0.90 - 0.95 normal nivå, när den sjunker så vill cellen producera ATP.
Muskler i hårt arbete har en energikvot på 0.7.
- Vilken är glykolysens summaformel?
Glukos + 2NAD+ 2ADP + 2Pi = pyruvat + 2NADH + H+ + 2ATP + 2H2O
- Hur regleras glykolysen i skelettmuskler?
Glukos 6-fosfat hämmar hexokinas.
Ökad ATP -> inhibition av fosfofruktokinas1 och pyruvatkinas
Ökad AMP -> aktivering
Fruktos 1,6-bisfosfat -> aktiverar pyruvatkinas
Syrebrist: pyruvat -> laktat -> H+ inhiberar
- Hur regleras glykolysen i levern?
Glukos 6-fosfat inhiberar hexokinas.
Glukokinas (ett slags hexokinas med lägre affinitet för glukos) verkar bara om det finns tillräckligt med glukos. Detta innebär att CNS och muskler främst bryter ner glukos vid brist.
Citrat inhiberar fosfofruktokinas1.
Fruktos 2,6-bisfosfat (biprodukt vid bildning av fruktos 1,6-bisfosfat) -> stimulerar fosfofruktokinas1 och därmed ökad bildning av fruktos 1,6-bisfosfat
Fruktos 1,6-bisfosfat -> aktiverar pyruvatkinas
Pyruvatkinas: inhiberas av ATP, fosforylering (sker vid svält, för att fördela energin till CNS) och alanin (derivat av pyruvat)
- Vad karaktäriserar de steg i glykolysen som är reglerade?
De är irreversibla
- Vad innebär feedback reglering?
Produkt reglerar tidigare steg. Till exempel glukos 6-fosfat inhiberar hexokinas.
- Vad innebär feedforward reglering?
En produkt i ett tidigare steg, reglerar ett senare steg. Tex. fruktos 1,6-fosfat stimulerar pyruvatkinas.
- Vad avgör hur glykolysens slutprodukt ska metaboliseras vidare till?
Finns syre så kommer pyruvat bildas till Acetyl-CoA ifall det inte finns syre så blir det laktat.
- Vad är syftet med anaerob glykolys?
Skapa ATP när det inte finns syre. Vid steg 6 så bildas NADH + H+vilket används i bildningen av laktat. NAD+, som är en biprodukt i bildningen av laktat, återanvänds vid steg 6.
- Hur tas glukos upp i celler?
Transmembranproteiner, kallad GLUT (1,2,3,4), skapar en möjlighet för passiv transport genom diffusion. GLUT4, som finns i skelettmuskler och fettceller kräver insulin för att aktiveras.
- Vad reglerar glukosupptaget i skelettmuskelceller och hur sker regleringen?
GLUT4 mha insulin.
- Hur påverkas glykolysen av hypoxi?
HiF-1 aktiveras vid syrebrist och aktiverar GLUT1 och GLUT3 och typ alla glykolytiska enzymer samt ökar VEGF -> fler blodkärl bildas.
- Hur är mitokondrier uppbyggda?
Består av inre och yttre membran, det inre membranet är veckat=cristae vilket ger ytförstorning. Sitter ofta i grupper på microtubili.
- Vilka metabola vägar finns i mitokondrier?
Matrix: citronsyracykeln
Inre membranet: Elektrontransportkedjan och oxidativ fosforylering
- Vad gör att CoA kan bilda en energirik bindning?
Sulfhydrylgruppen på CoA gör det möjligt att skapa en energirik bindning, en tioesterbindning, som inte kan resonansstabiliseras.
- I vilka metabola vägar finns acetyl-CoA?
Citratcykeln och lipidsyntes
- Vad gör pyruvatdehydrogenaskomplexet?
Pyruvat + NAD+ + CoA → Acetyl-CoA + CO2 + NADH + H+
- Var finns pyruvatdehydrogenaskomplexet?
Mitrokondiens matrix
- Vilka prostetiska grupper finns i pyruvatdehydrogenaskomplexet och vilken funktion har de?
Prostetisk grupp: kofaktor mer/mindre bunden till enzym som krävs för att enzym ska fungera.
FAD, TPP(från vitamin B1) , Liponsyra (binder till Cys bildar lipoamid)
- Hur regleras pyruvatdehydrogenaskomplexet?
Aktiveras av: pyruvat, ADP - aktivt om ej fosforylerat (ADP inaktiverar kinas)
Inhiberas: ATP, NADH, acetyl-CoA - inaktivt om fosforylerat (ATP inaktiverar fosfatas)
- Vad händer med pyruvatdehydrogenaskomplexet vid arsenik och kvicksilverförgiftning?
Arsenik binder in till lipoamid vilket gör att PDK blir inaktivt.
- Vad innebär dekarboxylering?
CO2 bildas och ett kol avges från intermediären.
- Vilken är citronsyracykelns summaformel?
acetyl-CoA + ADP + Pi + 3 NAD+ + FAD + 2 H20 → CoA + 2 CO2 + ATP (GTP) + 3 NADH + FAH + H+
- Hur många varv i citronsyracykeln behövs för att fullständigt oxidera en glukosmolekyl?
2
- Hur regleras citronsyracykeln?
(Citratsyntas inhibiras av succinyl-CoA, ATP och NADH)
Isocitratdehydrogenas: inhib ATP (GTP) och NADH
Alfa-ketoglutaratdehydrogenas: ATP (GTP), NADH och succinyl-CoA
- Vilken funktion har HIF-1 och hur regleras den?
vÖkar effektivitet hos glykolytiska enzym
Ökar VEGF -> ökad angiogenes
Ökar GLUT
Regleras av succinat och fumarat.
- När kan succinat och fumarat påverka nivåerna av HIF-1 och hur sker det?
Succinat och fumarat förhindrar nedbrytning → mer glykolys (positiv feedback)
- Var i celler finns mitokondrier?
Lokalisation varierar. Sitter ofta i grupper på microtubili.
- Vad kan påverka antalet mitokondrier per cell?
Där det behövs mycket ATP. Exempelvis hjärtmuskelceller och spermier. Typ 1 (slow oxidative) muskler är röda för att de har många mitokondrier och kan använda syre i större grad än. Även brunt fett har muy mitokondrier.
- Var finns komponenterna för ETK?
I det inre membranet
- Vad menas med redoxpotential?
Förmåga att reduceras/oxideras = ΔE’0
-ΔE = elektrondonator = hög förmåga att oxideras tex. NADH (först i ETK)
+ΔE = elektronacceptor = hög förmåga att reduceras tex. O2 (sist i ETK)
- Hur mäts standardredoxpotentialen?
Jämför med 1 atm H2 / 1M H+, vid pH7.
- Från vilka föreningar kommer elektronerna som går in i ETK?
NADH och FADH2
- Vilka proteinkomplex finns i ETK?
NADH-Q oxidoreduktas, succinat-Q reduktas, Q-Cytokrom C oxidoreduktas, CytC oxidas
- Vad händer i komplex I i ETK?
-NADH oxideras till NAD+ och därmed avger 2 elektroner till FMN som blir FMNH2, elektronerna går vidare till Fe - S kluster där Fe3+ reduceras till Fe2+. Elektronerna rör sig vidare till Q som reduceras till QH2 vilket leder till att Q lossnar från komplex 1 och diffunderar vidare. När e- rör sig så bildas en elektrisk ström som får 4 st H+ att pumpas in i intermembranutrymme.
Summaformel:
1 NADH + Q + 5H+(mat) → 1 NAD+ + QH2 + 4 H+(imu)
- Vad händer i komplex III i ETK?
Q-cykeln:
QH2 avger 1 e- till Fe-S → CytC1 → CytC 1 e- till Q, som semireduceras till Q´- (semikinon) 2 H+ till IMU Ny QH2 avger 1 e- till Fe-S → CytC1 → ny CytC 1 e- till Q´-, som reduceras till Q2-. Sedan upptas 2 H+ från matrix → QH2 (kan återanvändas i cykeln) 2 H+ till IMU
2 H+mat + 1 QH2 + 2 CytCox → 4 H+imu + Q + 2 CytCred
- Vad händer i komplex IV i ETK?
2 CytCred binder till IMU-sidan på IV och avger e- till hemgrupp och Cu. Dessa 2 + O2 bildar peroxidase bridge. 2 nya CytC avger 2e- och 2 H+ från matrix som binder till O2 och bryter peroxidase bridge. När ytterligare 2 H+ från matrix binder in avges 2 H20.
Summaformel: 4 CytCred + 8H+mat + 02 → 4 Cytcox + 2H20 + 4Himu
- Hur är en cytokrom uppbyggd?
Har Fe-grupp, bundet till 4 N
- Tidigt i ETK används Fe-S kluster för elektrontransport, sent används cytokromer. Varför?
Cytokromer har högre standard redoxpotential, dvs de är starkare acceptorer av e-.
- Vad skiljer Q från övriga elektrontransportörer i ETK?
Q har en hydrofob yta vilket gör att det kan diffundera intramembranöst.
De transporterar H+.
- Vad är en fri radikal?
Semikinon är en fri radikal eftersom det har en oparade valenselektroner vilket gör den väldigt reaktiv.
- Vad krävs för att elektrontransportkedjan ska fungera?
O2
- Vad är en respirasom?
2x (1,3,4)
- Vilka är beståndsdelarna i den elektrokemiska gradienten?
Skillnad i laddning och skillnad i pH som är en följd av H+ gradienten.
- Hur kan protoner pumpas över ett membran?
e- ström används för att pumpa H+ över membranet. Det sker på lite olika sätt beroende på komplex.
Komplex I: elektriska strömmen leder till konformationsändringar i protein -> H+ flyttas från matrix till IMU
Komplex III: QH2 binder H+ från matrix och släpper H+ i IMU via Q-cykeln
Komplex IV: oklart
- Vad innebär oxidativ fosforylering?
ADP fosforyleras till ATP i ATP-syntas. En förutsättning är oxidationen av FADH2/NADH.
ATP-syntes som beror på att NADH och FADH2 återoxideras till NAD+ och FAD. Sker mha att elektrontransport ger upphov till en protongradient.
- Hur är ATP-syntaset uppbyggt?
2 delar:
F0: snurrande del i inre membranet - H+ binder först in i a-subenheter för att sedan rotera i c-subeneten.
F1: ATP-producerande del i matrix, ring av 3 alfa- och 3 beta-subenheter snurrar inte, gamma (stjälk i mitten) snurrar. Rotationen i F0 får gammadelen att rotera 120 grader.
- Var hittas L, T och O konfiguration hos ATP-syntaset och vad sker där?
LTO konfiguationerna finns i Beta subenheterna i F1.
L: ADP och Pi har bundit in till Beta-subenhet
T: ATP bildas
O: ATP frisläpps och nya ADP och Pi kan binda in
- Hur sker växling mellan L, T och O form hos ATP-syntaset?
Gammasubenheten roterar.
- Hur många protoner passerar mitokondriens inre membran per varv ATP-syntaset roterar?
Ett varv kräver 12 protoner. Ett varv skapar 3 ATP.
- Hur många protoner behöver passera mitokondriens inre membran för att ATP-syntaset ska
generera en ATP?
4 st
- Hur transporteras protoner genom mitokondriens inre membran med hjälp av ATP-syntaset?
Koncentrationsgradienten gör att protoner rör sig från intramembranutrymmet mot matrix mha av ATP-syntaset F0 del.
H+ kommer in via den första delen (öppen mot IMU) i den delade hydrofila kanalen i A-subenheten, och binder till Asp/Glu i c-subenheten. C-ringen roterar, vilket får H+ att flytta ut från den första delen av halvkanalen och en H+ som redan är bunden till C kommer rotera in i den andra delen av kanalen och kommer frisläppas i matrix.
- Hur transporteras ATP ut från mitokondriens matrix?
Transportprotein, en antiport, transporterar in ADP(3-) när ATP(4-) transporteras ut från mitokondriens matrix mha elektrokemiska gradienten.
- Hur kan NADH transporteras från cytoplasman till mitokondriens matrix?
NADH transporteras mha shuntar…
- Hur transporteras fosfat till mitokondriens matrix?
Antiport där fosfat transporteras till matrix och hydroxidjon till intermembranutrymmet.
- Vad gör en frikopplare och vad får det för konsekvenser?
UCP-1 frikopplar elektrontransportkedjan från ATP-syntaset, vilket gör att värme bildas istället för ATP. UCP-1 finns främst i brunt fett.
- Vad gör cyanid till ett gift?
Cyanid påverkar komplex 4 så att vi inte kan skapa en protongradient.
- Hur många ATP kan utvinnas från en glukosmolekyl vid aerob metabolism?
30-32
