Metabolisme Flashcards
Hvilke 2 metabolske veier har vi?
- Katabolsk vei (bryter ned)
- Metabolsk vei (bygger opp)
Hva består ATP av? hvordan er ATP bygget opp?
- Ribose
- Adenin
- Tre fosfatgrupper
- To fosfoanhydridbindinger, energirike (ADP og AMP)
Hva er NAD? Hva er den reduserte og oksiderte formen?
Hva: Dinukleotid
Oppbygning:
Adenosinmonofosfat og nikotinamid med hver sin ribose bundet sammen via fosfatgrupper
NAD+ (oksidert)
NADH + H+ (redusert)
Hvilke metabolske prosesser finnes i alle celler, og hvilke er begrenset til spesifikke vevstyper?
Glykolyse - i alle celler (alle celler trenger energi)
Ureasyklus - kun i lever
Fettsyreoksidasjon- de fleste celler unntatt røde blodceller
Hvor finner stort sett katabolisme og anabolisme sted i cellen?
Katabolisme: I mitokondria
Anabolisme: I cytosol
Hvor befinner elektrontransportkjeden seg og hva består den av? Hvilke komponenter er med? Hva er hovedfunksjonen og fortell kort om de ulike kompleksene
Hvor: Indremembrane rommet i mitokondrie
Består av: 4 komplekser
Komponenter:
- NADH (2e-)
- FADH2 (2e-)
- Elektroner (e-)
- Coenzym Q
- Cytocrom C
- Protongradient
- ATP- pumpe
Hovedfunksjon: Reoksidere/ mottar elektroner fra NADH og FADH2,lager protongradient som igjen driver ATP- syntese
1. Kompleks I: NADH reoksideres til NAD+-> overfører 2e-> pumper ut 4H+ (protonpumpe)
2. Kompleks II: FADH2 reoksideres til FAD -> overfører 2e-
3. Coenzym Q tar med seg elektroner fra kompleks I og II og leverer dette videre til kompleks III (her leveres kun 1e- av gangen)
4. Kompleks III mottar elektronene og pumper ut 4H+ (protonpumpe) og deretter fraktes elektronene videre til kompleks IV via Cytocrom C
5. Kompleks IV mottar elektroner og danner vann (1/2 O2+ 2H+ + 2e-= H2O) og pumper ut 2H+ (protonpumpe)
6. Protongradienten får ATP- syntase til å skje. ADP + Pi blir til ATP ved hjelp av energien som protonbevegelsen, hvor protonene beveger seg tilbake til matrix via ATP- syntase (ATP produseres)
7. 3- 4 protoner = 1ATP
Hva er en frikopler og hvordan påvirker denne elektrontransportkjeden og eks på dette tilfelle
- ATP- syntase fungerer ikke
- Økt oksygenforbruk
- Varmeproduksjon i stede for ATP produksjon
- Bjørner i dvale
Hovedprinsipp: Det skaper lekkasje av H+ (protoner) over mitokondriemembranen, uten å gå gjennom ATP- syntase.
Hva: Tillater protoner å passere membranen uten at de går gjennom ATP- syntase. Dette fører til at elektronkjedetransporten øker for å kompensere (prøver å opprettholde protongradienten) som fører til økt oksygenrbuk. Dette genererer varme i stedet for ATP
Dyr (eks bjørn) i dvale
Hva er glykoneogenese (hva slags metabolsk vei), når skjer glykoneogenese? Hvor skjer dette, hva er utgangsstoff og produkt, hvor mange trinn, hva er de regulerende trinnene og hva er energikilden. Til slutt hva er energiregnskapet??
- Hva: Anabolisk vei (Syntese av Glykose og krever energi)
- Når skjer Glykoneogenesen? Ved energimangel
- Hvor: Lever og nyrebark
- Hvor i cellen? Mitokondriematriks, cytoplasma og glatt ER (i lever og nyrer)
- 11 trinn (trinn 11 gjelder kun for lever og nyrer)
Oppsummer kort glykolysen. Hva er glykolysen (hva slags metabolsk vei), når skjer glykolysen? Hvor skjer dette, hva er utgangsstoff og produkt, hvor mange trinn, hva er de regulerende trinnene og hva er energikilden. Til slutt hva er energiregnskapet?
- Hva: Katabolsk vei (nedbrytning av glykose for å danne energi)
- Når skjer glykolysen? Ved høyt energinivå
- Hvilke celler: I de fleste celler
- Hvor i cellen: Cytoplasma
Utgangsstoff: Glukose
Produkt: Pyruvat - 10 trinn
- Regulerende trinn: 1,3 og 10
- Energikilde: ATP (NAD+ blir redusert til NADH)
- Energiregnskap: 2 NADH og 2ATP (4ATP - 2ATP)
Hva er det motsatte av glykolysen?
Glykoneogenesen
Kan glykoneogenesen og glykolysen skje samtidig?
NEI
Hvilket enzym er viktig for at glykose-6- fosfat skal kunne direkte omgjøres til glukose? Hva er reaksjonen? Og hvorfor skjer dette kun i lever og nyrer?
Enzym: Glukose-6- fosfatase
Reaksjon: Glukose-6- fosfat defosforyleres av Glukose-6- fosfatase og blir til Glukose. Dette trinnet (trinn 11 i glykoneogenesen) kan kun skje i lever og nyrer (glatt ER) fordi dette enzymet kun finnes her (ikke i muskelceller)
Hvilket trinn i glykoneogenesen er det som er forskjellig avhengig om det skjer i muskelceller eller i leverceller?
Trinn 10
Hva blir veien videre for glykoneogenesen i trinn 10 for muskelceller?
Muskelceller mangler enzymet: Glukose-6-fosfatase, så fra trinn 10 går glukose-6-foasfat veien gjennom glykolysen og danner ATP/ energi til eget bruk
Hvordan henger Cori-syklusen, glukoneogenesen og glykolysen sammen, og hvordan bidrar de til energiomsetningen i kroppen?
Cory- syklusen skjer under anaerobe forhold (høyintensiv trening). I muskelcellene brytes glukose ned til laktat for å regenerere NAD+ slik at glykolysen kan fortsette (NAD+ trengs i steg 6)
Laktat skilles ut i blodet kan deretter tas opp i leverceller og omgjøres til pyruvat og gå gjennom glykoneogenesen for å få dannet glykose. Glukosen fraktes ut i blodet og kan tas opp av muskelcellene igjen som igjen kan benytte glukose til å danne ATP/ energi til eget bruk
Hvilke to hovedkilder har muskelceller til glykolyse (energiutvinning)?
- Enten via glykogenolyse: G6P → Glykolyse → ATP
- Henter opp glukose fra blodet (produsert i lever): Glykolyse → ATP
Hva er forløperene til glykoneogenesen og hvilke trinn kommer de inn?
- Laktat til pyruvat (trinn 1)
- Glykogene aminosyrer (blir gjort om til OAA og kommer inn i trinn 1)
- Glyserol -> glyserol- 3- fosfat -> DHAP (trinn 7)
I nukleotidmetabolismen danner man nukleotider (syntese av nukleotider). Hvilke to veier finnes for å få dannet nukleotider og hva skiller disse?
- Salvage pathway (sparesyntese):
- Resirkulering av nedbrutte nukleinsyrer (RNA og DNA) i form av nukleosider og nukleotidbaser
- Mindre energikrevende
- Færre steg
- Viktig for nevroner (nerveceller) -> krever mindre energi - De novo syntese (nysyntese)
- Høyt energiforbruk
- Må danne nukleotider fra enkle molekyler (PRPP, aminosyrer, CO2, NH3 osv)
- Kan ikke skje i alle celler (nerveceller)
- Type celler: Kreves i vekst- og delende celler (celler som vokser raskt) -> hovedsakelig leverceller, beinmarg, kreftceller osv.
I hvilke celler finner man syntese av nukleotider i form av salvage pathway (sparesyntese) og hvilke celler benytter de novo syntese og hva er årsaken til dette?
De novo syntese: Leverceller (primærprodusent av nukleotider for hele kroppen), beinmarg og kreftceller
Grunn: Celler med høyt DNA/RNA-behov (f.eks. raskt delende celler) må syntetisere nukleotider fra bunnen av
Salvage pathway: Nevroner og røde blodceller
Grunn: Energiøkonomisk (mer effektiv prosess og krever mindre energi). Redusert behov for nye nukleotider, da disse cellene ikke deler seg aktivt
Hvor i cellen foregår nukleotidmetabolismen?
I cytoplasma
Hvilke purin- nukleotider har vi?
Adenin- baserte og Guanin- baserte nukleotider
Adenin: AMP - ADP - ATP - dAMP - dADP- dATP
Guanin: GMP- GDP- GTP - dGMP- dGDP - dGTP
Hvilke pyrimidin- nukleotider har vi? Cytosin, uracil og tymin
Cytosin: CMP - CDP- CTP- dCMP- dCDP- dCMP
Uracil: UMP- UDP- UTP
Tymin: dTMP, dTDP og dTTP
Gjør kort rede for nukleotiders struktur og funksjon:
Struktur:
1. En pentose (RNA: Ribose, DNA: Deoksiribose)
2. En nitrogenbase som festes til 5- karbonet til pentosen (Puriner: Adenin og Guanin, Pyrimidiner: Tymin, Uracil og Cytosin)
3. En eller flere fosfatgrupper -> fester seg til 1- karbonet til pentosen
Funksjon - Nukleotider brukes i:
1. Genetisk informasjon: DNA og RNA
2. Energioverføring: ATP og GTP
3. Koenzymer: NAD+ og FAD (brukes i redoksreaksjoner
4. Signaloverføring: cAMP og cGMP (sekundære budbringere)
Hvilke nukleotidbaser har vi og hva slags ringsktruktur har disse/ hvilken kategori går disse under: Purin eller purimidin?
Purin:
1. Adenin
2. Guanin
Pyrimidin:
1. Tymin
2. Uracil
3. Cytosin
Nevn de to metabolske reaksjonsveiene hvor aktiviteten til enzymet HMG-CoA-syntase er nødvendig
- Kolesterolsyntese
- Ketogenese (syntese av ketolegemer)
Hvilke tre metabolismer har alle Acetyl- CoA som utgangspunkt?
- Fettsyresyntese
- Kolesterolmetabolisme
- Ketogenese
Nevn de to ulike formene vi har for HMG- CoA syntase og hvilke metabolismer som benytter de ulike formene
Mitokondrielt HMG- CoA syntase: Ketogenese
Cytosolsk HMG- CoA syntase: Kolesterolsyntese
Nevn de første stegene i kolesterolsyntesen og ketogenesen og forklar hva som er forskjellen mellom disse? Hva er det siste substratet/ intermediære metabolitten som er likt for disse to metabolismene? Ta med alle enzymer og substrater frem til metabolismene skiller veg
Det som skiller de første stegene i disse to syntesene er hvor de skjer. Ketogenesen skjer i mitokondrie, mens kolesterolsyntesen skjer i cytosol.
Trinnene:
1. 2x Acetyl- CoA -> Acetoacetyl- Coa
2. Acetoacetyl- CoA -> HMG- CoA (går ut en CoA)
Enzym: HMG- CoA syntase
Etter dannelse av HMG-CoA skilles disse to reaksjonsveiene fra hverandre. Hvilken intermediær metabolitt er det første særegne produktet som dannes i hver av reaksjonsveiene
Ketogenese: Acetoacetat
Kolesterolsyntese: Mevalonat
Skisser hvordan NADPH dannes i pentosefosfatveien
NADPH dannes i den oksidative delen av pentosefosfatveien, hvor glukose-6-fosfat oksideres til ribulose-5-fosfat via glukose-6-fosfatdehydrogenase
Nevn to eksempler på metabolske veier der NADPH brukes
NADPH brukes i fettsyresyntese og kolesterolsyntese, samt i detoksifisering gjennom glutation-reduktase
Hvilke nitrogenholdige produkter dannes ved katabolisme av aminosyrer?
Urea
Hvilket nitrogenholdig produkt får vi hos mennesker ved katabolisme av purinnukleotider?
Urinsyre som sluttprodukt
Forklar hvorfor fenylalanin er både glukogen og ketogen
Fenylalanin kan metaboliseres til både fumarat (glukogen) og acetoacetat (ketogen)
Beskriv dannelsen av ketonlegemer og hvor dette skjer
Hvor: Mitokondrie inne i lever
Hva:
1. 2x Acetyl- CoA går sammen og danner Acetoacetyl- Coa (Thiolase- CoA går ut)
2. Acetoacetyl- CoA -> HMG- CoA (HMG-CoA syntase)
3. HMG- CoA -> Acetoacetat (Acetyl- CoA blir spaltet av) Acetoacetat er det primære molekylet som danner ketonlegemer
4. Acetoacetat kan herifra videre omdannes til Aceton eller Beta- hydroksybutyrat
Hva er det primære molekylet som danner ketonlegemer?
Acetoacetat
Nevn de tre ulike formene for ketonlegemer vi har
- Acetoacetat
- Aceton
- Beta- hydroksybutyrat
Hvor i kroppen foregår kolesterolsyntesen, og hva er det viktigste substratet?
Hvor: Hovedsakelig i leveren. Ellers i tarm, binyrer, eggstokk og testikler
Substrat: Acetyl- CoA (utgangssubstratet)
Hva er det hastighetsbegrensende enzymet i kolesterolsyntesen? Viktigste reguleringstrinnet i syntesen
HMG- CoA- reduktase
Nevn hvilket hovedenzym som blir regulert i kolesterolsyntesen og hva reguleringen går ut på
Enzym: HMG- CoA- reduktase
Allosterisk regulering:
- Hemmes av mye IPP (mellomprodukt i syntesen)
Feedback loop:
- Hemmes av mye kolesterol ved at transkripsjon av enzymet minker
- Aktiveres av lite kolesterol ved at transkripsjon av enzymet øker -> fremmer syntesen
Kovalent regulering:
- Aktiveres ved defosforylering
- Hemmes ved fosforylering
Nevn de ulike typene regulering vi har og hvordan disse regulerer et enzym som igjen hemmer eller aktiverer metabolisme
- Allosterisk regulering (substrat som hemmer et enzym)
- Kovalent regulering (fosforylering/ defosforylering av enzym som enten aktiverer eller hemmer enzymet)
- Negativ og positiv feedback (dersom det er mye eller lite av sluttproduktet)
- Hormonell regulering (insulin og glukagon)
Skriv reaksjonsligningene for enzymene PFK-1 og FBPase-1.
PFK-1: Fruktose-6-fosfat + ATP → Fruktose-1,6-bisfosfat + ADP
FBPase-1: Fruktose-1,6-bisfosfat + H2O → Fruktose-6-fosfat + Pi
Hvilke tre hovedsubstrater brukes i glukoneogenesen?
Leverglykogen, glyserol fra triglyserider, glukogene aminosyrer.
(Muskelglykogen nevnes kun hvis det kobles til laktat via Cori-syklusen.)
Hva skjer med blodglukosekonsentrasjonen hvis enzymet glukose-6-fosfatase er defekt?
- Cellen klarer ikke å frigjøre glukose til blodet
- Kan føre til hypoglykemi, spesielt under faste
Beskriv hvordan leveren opprettholder blodglukose i ulike faser av faste (hvilke metabolske reaksjoner skjer når)?
Noen timer etter et måltid:
- Glykogenolyse (nedbrytning av glykogenlagrene) som dominerer
- Fettsyrer forbrennes for ATP
Faste over 12 timer:
- Glykogenlagrene er tomme -> glykoneogenesen overtar
Substrater: Laktat, glyserol og glukagone aminosyrer
- Nedbrytning av fettsyrer (beta- oksidasjon) gir ATP -> Acetyl- Coa hoper seg opp og det dannes ketonlegemer
Hvordan kan muskelglykogen indirekte bidra til blodglukose?
Muskelglykogen kan ikke direkte frigjøre glukose til blodet, fordi muskler mangler glukose-6-fosfatase.
I stedet går glukose → laktat (anaerob glykolyse).
Laktat fraktes til leveren via Cori-syklus, der det brukes til glukoneogenese.
Den nydannede glukosen sendes ut i blodet.
Beskriv hvordan fruktose-2,6-bisfosfat regulerer balansen mellom glykolyse og glukoneogenese
Glykolyse:
Fruktose-2,6-bisfosfat aktiverer PFK-1 → økt glykolyse.
Glukoneogenese:
Fruktose-2,6-bisfosfat hemmer FBPase-1 → redusert glukoneogenese.
Hormonell regulering:
Insulin øker F26BP → mer glykolyse.
Glukagon senker F26BP → mer glukoneogenese
Beskriv hvordan energi fra fettsyreoksidasjon brukes i glukoneogenese
Fettsyrer kan ikke omdannes til glukose, men deres nedbrytning gir ATP.
Acetyl-CoA fra fettsyreoksidasjon aktiverer pyruvatkarboksylase → mer glukoneogenese.
Under langvarig faste gir overskudd av acetyl-CoA opphav til ketonlegemer
Hvilke 3 substrater benyttet GNG?
- Laktat (Cory- syklus)
- Glyserol: Via DHAP
- Glykogene aminosyrer
Hva er veien fra de 3 substratene til pyruvat som benyttes i GNG?
- Laktat + NAD+ -> Pyruvat + NADH + H+ (skjer i lever via Cory- syklus)
Enzym: Laktat dehydrogenase/ LDH - Triglyserider (TAG) består av en glyserol og tre fettsyrer:
TAG -> Glyserol -> Glyserol -3- fosfat -> DHAP - Feks: Alanin -> pyruvat
Forklar effekten adrenalin og glukagon har på glykolyse muskel og lever?
Adrenalin fremmer glykolyse i muskel
Glukagon hemmer glykolyse i lever
Hva er substrater og produkter i GNG?
Substrater:
2 Pyruvate
+ 2 NADH
+ 4 ATP
+ 2 GTP
+ 4 H2O
Produkter:
Glucose
+ 2 NAD+
+ 4 ADP
+ 2 GDP
+ 6 P
Både alinin og laktat kan benyttes som substratet i GNG, hvor kommer
Laktat kommer fra muskel under anaerobe forhold (kortvarig treningsøkt)
Alanin kommer fra muskel (langvarig muskelarbeid/ sult)
Hva kalles telomerase og hva er dette?
Revers transkriptase (en RNA avhengig DNA- polymerase)
Hva kalles oppbygging av TAG og nedbrytning?
Opgbyggning av TAG: Lipidsyntese
Nedbrytning av TAG: Lipolyse
Hva består TAG av?
- 3 fettsyrer
- Glyserol
