Metabolisme Flashcards
Hvordan er ATP bygd opp og hvordan gir molekylet energi?
Adenin+ribose+3xfosfatgrupper. Hydrolyse av ATP til ADP/AMP er en eksergon reaksjon, avgir energi.🔺G er negativ
Hvorfor er ATP høyenergetisk?
Fordi mye energi frigjøres når det hydrolyseres:
- resonansstabilisering av produkt (adp)
- elektrostatisk frastøtning i ATP.
- entropi øker
- stabilisering av produkt (adp) pga hydrering
Hvorfor trenger kinaser og andre ATP-avhengige enzymer Mg2+?
Fordi Mg-ATP er det egentlige substratet for alle ATP-avhengige enzymer.
Hvilke 3 metoder for ATP-produksjon finnes?
Transfosforylering
Substratnivåfosforylering
Oksidativ fosforylering
Hva innebærer transfosforylering?
Rask produksjon av ATP fra kreatinfosfat (enzym: kreatin kinase, finnes i hjerte, muskel, hjerne)
kreatinfosfat+ADP–>ATP+kreatin
Hva innebærer substratnivåfosforylering?
Direkte overføring av et høyenergi-fosfatmolekyl fra et fosforylert organisk stoff til ADP eller GDP. Inngår andre fosfatholdige molekyler enn ved transfosforylering
3 viktige reaksjoner som bruker følgende enzymer:
- phosphoglycerate kinase (glykolysen)
- pyruvate kinase (glykolysen)
- succinyl-CoA synthetase (TCA syklus)
Hva innebærer oksidativ fosforylering?
En proteingradient dannes over den indre mitokondriemembranen som ATP syntase utnytter som drivkraft til å fosforylere ADP til ATP. Dekker ca 90% av cellens ATP-behov.
Hvordan er energiforsyningen under trening?
De første sekundene er allerede lagret ATP og kreatinfosfat viktige energiforsynere. Etter minutter er glukose viktig gjennom anaeob metabolisme. Etter timer er lipider viktig gjennom aerob metabolisme.
Hva er forbrenning?
Oksidering av C-H-bindinger (gi bort H). Fettsyrer minst oksidert, gir derfor mest energi!
Hvordan regulerer cellene metabolismen og opprettholder homeostase?
- endring i enzymmengder
- regulering av enzymaktivitet
- styre tilgang til metabolitter (substrater) og regulere opptaksmekanismer
Hva er en kofaktor, haloenzym og apoenzym?
Kofaktor= hjelpefaktor som ikke selv er protein som bindes til enzym
Haloenzym_=apoenzym+kofaktor
Apoenzym=haloenzym uten kofaktoren
Hvilke typer kofaktorer har vi?
- Metaller
- Koenzym (små organiske molekyler, prostetisk gruppe som bindes sterkt eller kosubstrat som bindes løst og midlertidig)
Noen kofaktorer fungerer som bærere (FAD, NAD, Coenzym A)
Hvilken funksjon har NADH og FADH2?
e-bærere. hovedrolle i katabolske prosesser.
Hvilken funksjon har NADPH?
e-bærer. hovedrolle i anabolske prosesser (oppbygging av nye molekyler)
Hva er spesielt med B-vitamin?
Nesten alle aktive bærere dannes fra vitamin B. Sammefunksjon som coenzymer
Hvilke funksjon har CoA?
Bærer av acyl-grupper
Hva er glykolysen?
Prosessen for glukose omdannes til pyruvat.
- Foregår anaerobt.
- Nettoprodukt: 2ATP, 2NADH, cellulære byggesteiner og pyruvat.
- Investeringsfase og høstefase
Skriv opp glykolysen med produkter og enzymer
Se notat.
Hvorfor er dannelsen av laktat fra pyruvat viktig (spesielt under anaerobe betingelser)?
NAD+ må regenereres til NADH for å kunne brukes tidligere i høstefasen. Under aerobe betingelser kan dannelse av ketonlegemer bidra til NAD+ regenerering.
Hvilke enzymer er viktige for regulering av glykolysen?
Hexokinase (allosterisk regulering, hemmes av produktet sitt)
Phosphofructokinase (allosterisk regulering, hemmes av ATP og aktiveres av AMP)
Pyruvate kinase (allosterisk regulering, hemmes av ATP og alanin og aktiveres av fruktose-1,6-bisfosfat)
(Katalyserer irreversible reaksjoner)
Hva er AMP?
Signal på lav energistatus.
Ved høy (ADP) og lav (ATP) vil følgende reaksjon skje:
ADP+ADP–>ATP+AMP (enzym: adenylate kinase)
Hvordan reguleres glukoseopptaket?
Styres av insulin og GLUT (glukosetransportører).
Insulin gjør at antallet GLUT4 på celleoverflaten øker–>glukoseopptak øker
Hva er warburgeffekten?
Kreftceller har et spesielt forbruk av glukose. HIF-1 stimulerer glykolyse og økt blodforsyning og er ofte oppregulert i kreftceller. Gir økt vekst. Diagnostikk utnytter denne effekten. Bruker kontrastmiddel som er radioaktivt glukose, glukosen samler seg i flertall rundt kreftceller.
Hva er glukoneogenesen?
Nydannelse av glukose. Skjer primært i lever og noe i nyrer.
Glukoneogenesen kan omdanne laktat, glyserol og ulike aminosyrer til glukose.
Hva er pyruvat karboksylase (PC)?
Enzym for reaksjonen pyruvat–>oxaloacetat i glukoneogenesen
Koblet til TCA-syklus fordi oxaloacetat er første trinn i syklusen
Allosterisk aktivert av acetyl-CoA
Hva er glucose-6-phosphatase?
Enzym for reaksjonen glukose-6-fosfat–>glukose i glukoneogenesen
Finnes primært i lever i ER
Glukose-6-fosfat slipper ikke ut av cellen, men det gjør glukose, som gjør at glukose kan fraktes ut i blodet dersom glukosenivået der er lavt. Glukoneogenesen vil fortsette til glukosenivået er normalt
Hva er cori-syklusen?
Interorgan syklus hvor laktat produseres i aktiv muskel og frigjøres i blod, lever tar opp laktat fra bod og omdanner det til glukose og frigjør det til blodet muskler kan igjen ta opp glukose og bruke det som energikilde.
Hvordan aktiveres glykolysen og glukoneogenesen
Glykolysen aktiveres ved lite energi og høy glukose i blodet. Hemmes ved mye energi og mye byggesteiner.
Glukoneogenesen hemmes ved lite energi og høy glukose i blodet. Aktiveres ved mye byggesteiner.
Hva er fructose-2,6-bisphosphate?
Et molekyl som produseres når det er rikelig med glukose tilstede. Stimulerer glykolysen ved at den aktiverer PFK og hemmer glukoneogenesen ved å hemme fructose-1,6-bisphosphatase.
Enzymet phosphofructokinase 2 er ansvarlig for å lage F-2,6-BP
Omdannelsen av glykogen til glukose er sensitivt for hormoner, hvilke?
Epinephrine og adrenalin.
Hva innebærer glykogenmetabolismen?
Lagring og frigjøring av glukose.
Glykogenese=glykogen syntese (enzym: glycogen syntase)
Glykogenolyse=glykogennedbryting (enzym: glycogen phosphorylase)
Hvordan dannes glykogen til glukose-6-fosfat?
Glykogen–>glukose-1-fosfat (enzym:glykogen fosforylase)
Glykose-1-fosfat–>glukose-6-fosfat (enzym: fosfoglucomutase)
Hvordan fungerer og reguleres glykogen phosphorylase (enzymet som sørger for oppklipping av glykogen)?
Lever phosphorylase er mest sensitiv for glukosekonsentrasjon i blod og er programmert til å være aktiv hvis det ikke er andre signaler som sier noe annet. Glukose hemmer selv allosterisk.
Muskel phosphorylase er mest sensitiv for energistatus og er programmert til å være inaktiv hvis det ikke er andre signaler som sier noe annet. Økning i AMP til aktivere enzym.
Hvordan fungerer glucagon og epinephrine?
Glucagon stimulerer glykogennedbryting i lever når glukosekonsentrasjon i blod er lav.
Epinephrine stimulerer glykogennedbryting i muskel og lever for å mobilisere brennstoff til muskelaktivitet.
Hva er pentosefosfatveien?
En sjebne for glucose-6-fosfat. Gir 2xNADPH og ribulose-6-fosfat som er byggestein for RNA, DNA, ATP osv..
Hva er pyruvat dehydrogenase (PDH)
Enzym som kobler glykolysen til sitronsyresyklusen. Trengs i reaksjonen som skjer i mitokondriematrix:
pyruvat–>acetyl-CoA
Hvilke to viktige fysiske roller har PDH?
Gi drivstoff (acetyl-CoA) til TCA-syklus
Lage byggesteiner til fettsyrer
Hva er en adipocytt?
Fettcelle som lagrer fett i form av triglyserider.
Hva er en hepatocytt
Levercelle.
Hvordan reguleres PDH?
Allosterisk av nøkkelmetabolitter. Hemmes av ATP, acetyl-CoA og NADH. Hemmes av høyt energinivå og ved lavt glukosenivå for å spare på ressurser. Aktiveres av ADP og pyruvat. Aktivitet øker ved lav energinivå.
Fosforylering som styres av PDH kinase (inaktiverer) og phosphatase (aktiverer). Fosforylering av E1 fører til inaktivering.
Hvordan er PDH-komplekset bygd opp?
Tre katalytiske enzymer, E1, E2 og E3 med 5 koenzymer hvorav 3 prostetiske grupper (thiamine pyrophosohate til E1, lipoamide til E2, FAD til E3) og 2 kosubstrater (CoA og NAD+)
Hvordan foregår dannelsen ac acetyl-CoA fra pyruvat?
- Dekarboksylering
- Oksidasjon
- Overføring av acetyl-gruppe til CoA
PDH opptrer noe ulikt ut i fra hvilken celle det oppholder seg i. Hvordan styres PDH-aktivitet i muskelceller?
PDH aktivitet styres primært av det umiddelbare ATP-behovet. PDH aktiveres ved fysisk aktivtiet fordi:
- du får lavere kons av produktene (acetyl-coa, NADH og ATP)
- pyruvat øker og ADP hemmer PDK (PDH kinaser/hemmere)
- økt Ca+ i cytoplasma og mitokondrier og aktivering av PDH fosfatase
PDH opptrer noe ulikt ut i fra hvilken celle det oppholder seg i. Hvordan styres PDH-aktivitet i leverceller?
PDH-aktivitet styres primært av hormoner (adrenalin og epinephrine).
Epinephrine skilles ut fordi kroppen skal gjøre arbeid (aktivitetshormon) og øker Ca+ og PDH fosfatase aktiveres.
Insulin skilles ut på grunn av måltider og stimulerer PDH fosfatase på en litt annen måte en epinephrine.
PDH opptrer noe ulikt ut i fra hvilken celle det oppholder seg i. Hvordan styres PDH-aktivitet i adipocytter?
PDH-aktiviteten styres primært av hormoner som f.eks insulin som stimulerer PDH fosfatase.
Hva er nøkkelfunksjonene til sitronsyresyklysen/krebs syklus/TCA-syklus
Høste høyenergi-elektorner i form av NADH og FADH2 for å samle energi.
Danne nyttige byggesteiner til blant annet fettsyrer og aminosyrer.
Hva dannes i en runde av sitronsyresyklusen (per acetyl-coa som oksideres)?
- 2CO2
- 3NADH (1NADH=2.5 ATP i oks.fosfor.)
- FADH2 (1FADH=1.5 ATP i oks. fosfor.)
- ATP
- 2H+
- CoA
Hvilke enzymer skaper nøkkeltrinn i TCA-syklus?
Pyruvat dehydrogenase (ikke en del av selve syklus, men regulerer forsyning)
Isocitrate dehydrogenase
alfa-ketoglutarate dehydrogenase
Hva er anaplerotiske reaksjoner?
Tilfører nye molekyler til TCA-syklus. Funksjon:
-vedlikehold (tilføre nytt når noe forsvinner, påfyll)
-aktivering (syklus blir aktivert, må møte ATP-behov)
Intermediatene på lages fra 3C eller 4C molekyler.
Hvilke to viktige anaplerotiske reaksjoner har vi?
Pyruvate carboxylase. Produserer oxaloacetat. Viktig i glukoneogenesen også. Aktiveres med acetyl-coa og hemmes av ADP.
Aminosyrer, særlig glutamin (mye i kreftceller). Fyller på flere steder.
Hvordan påvirker økt ATP-behov TCA-syklusen?
økt atp behov –> aktiverer glykolysen –> acetyl-coa øker –> økt behov for OAA –> OAA produseres fra pyruvat vha pyruvat carboxylase –> pyruvat carboxylase aktiveres av acetyl-coa
Hvilke B-vitaminer er viktige for flere av intermediatene i sitronsyresyklusen?
Riboflavin, Niacin, Thiamin, Pantothenic acid
Hvilken type sykdommer vil man ofte få ved hemmet pyruvatoksidasjon (PDH og TCA syklus)
Neuro-muskulære sykdommer
-pallagra (vitamin B3 mangel)
-berberi (vitamin B2 mangel)
-forgiftning
-genetiske defekter
Hvilke følger har nedsatt PDH funksjon?
Pyruvat vil i mindre grad kunne gå inn i mitokondriene. Gir mer laktat og anaerob metabolisme, mindre energi og reserveløsninger ved belastning.
Hva er oksidativ fosforylering?
Prosess som produserer ATP og forbruker O2. Skjer i det fleste celler i mitokondriene. Oksidasjonen er koblet til fosforylering av ADP til ATP gjennom dannelsen av protongradient.