Sejtanyagcsere bevezetés Flashcards
élő szervezet
“önfenntartó, darwini evolúcióra képes kémiai
rendszer„
-van DNS - irányító és örökítőanyag
- az információk megnyilvánulását fehérjék végzik (panacsot végző gépek)
Életjelenségek
Anyagcsere (nyílt rendszer)
Ingerlékenység, szabályozás (érzékelés, működés-módosítás) - alkalmazkodás
Mennyiségi fejlődés (növekedés)
Minőségi fejlődés (tanulás, ivaréretté válás)
Mozgás (helyváltoztató, helyzetváltoztató, aktív, passzív)
Szaporodás
létfenttartó és fajfenttartó
Metabolizmus (anyagcsere)
Olyan folyamatrendszer, ami az élő szervezetek számára biztosítja az életműködésekhez (homeosztázis*
fenntartásához) szükséges anyagot, információt és annak tárolását, valamint a folyamatokhoz szükséges energiát.
Ehhez a szervezet a környezettel állandó anyag- és E- forgalomban van (→ nyílt rendszer).
Részrendszerei (anyag és E szempontjából)
Felépítő energiaigényes (anabolizmus)
Lebontó energiatermelő (katabolizmus)
Homeosztázis
A homeosztázis a belső környezet (testfolyadékok
mennyisége, hőmérséklete, kémhatása, ozmotikus
viszonyai) dinamikus állandósága a változó külső és
belső körülményekhez való alkalmazkodás révén.
Fenttartása rengeteg energiát igényel.
Asszimiláció/ Disszimiláció
Az energia szerves anyagba való beépítése.
Az anyag szabaddá tétele szerves anyagból.
A két ellentétes folyamat egy időben, egymást
feltételezve és kiegészítve játszódik le a szervezet
sejtjeiben.
SEJTSZINTŰ ANYAGCSERE lépései
- ANYAGFELVÉTEL - (sejthártyán keresztül)
- ANYAGÁTALAKÍTÁS - asszimiláció, disszimiláció
- ANYAGLEADÁS - (a disszimiláció során képződött
bomlástermékek leadása a sejthártyán keresztül)
Anyagfelvétel
A tápanyagok felvételét jelenti a sejtek membránján
keresztül.
• Tápanyagok a szervezet sejtjei számára nélkülözhetetlen
építő és energiaszolgáltató anyagok.
• A növények szervetlen vegyületeket vesznek fel (C02,
HOH, ásványi sók), de a levélsejtek pigmentjeik
segítségével ezekből szerves vegyületeket készítenek.
• Az állatok által felvett táplálék tápanyagtartalmának
jelentős része nagy molekulájú szerves vegyület
(szénhidrátok, fehérjék …)
ANYAGÁTALAKÍTÁS
A sejtekbe bekerült tápanyagok bonyolult felépítő
folyamatokba kapcsolódnak be.
• Az ANYAGÁTALAKÍTÁS első szakasza az asszimiláció,
mely energiaigényes folyamat.
– AUTOTRÓF ASSZIMILÁCIÓ
– HETEROTRÓF ASSZIMILÁCIÓ
Biokémiai folyamatok az élő szervezetben
A biokémiai folyamatok spontán is végbe mehetnek, de
ezek energiaigénye magas!
Az élőlények viszonylag alacsony hőmérsékletén ez nem
(vagy csak nagyon-nagyon-nagyon lassan) következik be.
A reakciósebesség növelésére két megoldás:
• a hőmérséklet növelése
• a szükséges AKTIVÁLÁSI ENERGIA csökkentése
biokatalizátorokkal
az átalakulási folyamatokhoz
szükséges energiatöbblet.
Enzimek
az élő szervezetek katalizátorai
• globuláris fehérjék
• alacsonyabb aktiválási E-jú reakcióutakat nyitnak meg
• segítik az átalakítandó anyagok (szubsztrát)
találkozását, összekapcsolódását, átalakulását
Az enzimek specifikusak
(fajlagosak): csak egy vagy egyféle anyag
átalakulását katalizálják, ami
a térszerkezetüknek köszönhető → a globuláris szerkezetben
létrejön egy hely, ahová a szubsztrát kötődni tud
aktív centrum
2 része van, a kötőhely, ahova a szubsztrát
kapcsolódik és a katalitikus hely, ahol maga a kémiai átalakítás
zajlik.
A KULCS-ZÁR MODELL
a szubsztrátok az enzimnek csak az aktív centrumába és
csak a megfelelő irányból tudnak bekötődni.
egyszerű enzimek
csak aminosavakból épülnek fel.
összetett enzimek
az aminosavakból álló fehérjerészen
kívül más, nem fehérje-jellegű összetevőjük is van.
Összetett enzimek részei
fehérjerész (apoenzim), nem fehérje jellegű rész (kofaktor), együtt alkotják a holoenzimet
Kofaktorok
KOENZIM: a szubsztráttal egy időben kötődik az
enzimhez, a katalitikus folyamat végén leválik. Mind az
enzim, mind a koenzim megőrzi a szerkezetét.
• PROSZTETIKUS CSOPORT: az enzimhez tartósan kötött
állapotban van. Leválasztása/leválása az enzim
károsodásához, aktivitásának elveszítéséhez vezet.
Serkentés, aktiválás
Egy anyag az enzim
szerkezetének módosításával, vagy egyéb úton beindítja
vagy fokozza az enzimműködést.
pl.: nyál amiláz + kloridion
Enzimgátlás
Az enzimek működésének, a
szubsztrát átalakulásának akadályozása.
IRREVERZIBILIS gátlások (DESTRUKCIÓ =
tönkretétel):
Ált. az enzim aktív oldalláncainak kovalens módosítása.
Az enzim véglegesen működésképtelenné válik. A gátló
anyagok a destruktorok.
REVERZIBILIS gátlások (INHIBÍCIÓ):
Az enzim szerkezete nem károsodik, csak a katalitikus
folyamat végbemenetele gátolt. A gátló anyagok az
inhibitorok.
Reverzibilis gátlások típusai
Kompetitív gátlás
Allosztérikus gátlás
Kompetitív gátlás
Az inhibitor szerkezete hasonló a szubsztrátéhoz, így
képes bekötődni az aktív centrumba, meggátolva annak
kötődését. Az inhibítor és a szubsztrát így verseng az
aktív centrumért.
E + S → ES → EP → E + P — nem megy végbe
helyette — E + I → EI
Allosztérikus gátlás
Az inhibitor az enzim aktív centruma helyett máshova
kötődik, így megváltoztatja annak térszerkezetét, így a
szubsztrát nem tud bekötődni. (→ allosztérikus gátlás).
Többnyire negyedleges szerkezetű enzimekre jellemző.
Érdekessége, hogy az inhibitor kötődhet az enzimhez, de a már
kialakult ES-komplexhez is.
E+(I) → E(I) → EP vagy E+S+I → ESI → EP
Enzimek típusai a katalizált reakció alapján
transzferázok: kémiai csoport átvitele egyik vegyületről
a másikra
oxidoreduktázok: oxigénfelvételt, hidrogén- ill.
elektronátvitelt katalizálnak
hidrolázok: hidrolitikus bontások
izomerázok: izomerképződés elősegítése
ligázok: bioszintézisek katalizálása (kovalens kötések
létrehozásával)
liázok: nem hidrolitikus bontások
