Wyklady 2 Flashcards
Elektroforeza kapilarna (technika)
2 naczynia (oddzielone od siebie przestrzenie elektrod), w jednym i drugim naczyniu zanurzona jest kapilara. Od strony anody podłączony jest detektor, który rejestruje napływ kolejnej frakcji białek, dzięki czemu możemy dokonać detekcji i zbierać je oddzielnie
Skład żelu w elektroforezie
Pochodne cukrowe: żel agarowy, skrobiowy, agarozowy czy też poliakrylamidowy
Jaką elektroforezę na jakim żelu prowadzimy do rozdziału kwasów nukleinowych
Elektroforezę poziomą na żelu agarozowym
Jaką elektroforezę na jakim żelu prowadzimy do rozdziału białek
Elektroforezę pionową na żelu poliakrylamidowym
Od czego zależy szybkość migracji cząsteczek w polu elektrycznym
-wlasciwosci cząsteczek (masa cząsteczkowa, kształt, wypadkowy ładunek)
- właściwości buforów (siła jonowa, skład jonowy, lepkość)
-wielkosc przyłożonego pola elektrycznego
-innych czynników (temperatura, dyfuzja)
Od czego zależy wypadkowy ładunek białka
Od składu aminokwasowego
Od pH buforu fazy rozpraszającej
Jak naładowane jest białko kiedy pH<pI
Dodatnio
Jak naładowane jest białko kiedy pH>pI
Ujemnie
Jakie pH zwykle mają bufory w elektroforezie
8-9 (więc większość białek jest anionami i wędrują do anody)
Prędkość wędrowania a kształt białka
Prędkość wędrowania jest odwrotnie proporcjonalna od kwadratu promienia cząsteczki. Białka o wydłużonym kształcie wędrują wolniej niż to wynika z ich ładunku elektrycznego
Jak siła jonowa buforu wpływa na białka w elektroforezie
Im wyższa siła jonowa tym bardziej zostaje zniesione oddziaływanie pomiędzy cząsteczkami białek, stąd siła jonowa zwiększa ostrość rozdziału, ale też zmniejsza się ruchliwość cząsteczek w polu elektrycznym
Optymalna siła jonowa buforu w elektroforezie
0.05 - 0.02 mol/l
Jaki prąd jest w elektroforezie
Stały - makrojony wędrują do jednej z elektrod, aby się rozdzieliły od siebie cząsteczki, muszą wędrować cały czas w jedną stronę. Gdyby prąd był zmienny to elektrody na zmianę byłyby katodami i anodami
Napięcie do elektroforezy prowadzonej na bibule
2000V
Napięcie do elektroforezy innej niż prowadzonej na bibule
50V - 180V
Jak wpływa żel na elektroforezę
Zwiększa zdolność rozdzielczą. Cząsteczki rozdzielane są w wyniku różnic w ruchliwości poszczególnych składowych oraz w wyniku “przesiewania molekularnego’ przez pory w żelu
Żel poliakrylamidowy
-Polimery akrylamidu i bisakrylamidu
-Akrylamid tworzy polimer nierozgałęziony, natomiast łącznikami pomiędzy łańcuchami jest bisakrylamid - w ten sposób tworzy się struktura porowata
-polimeryzacja inicjowana przez nadsiarczan amonu i katalizowana przez TEMED
Od czego zależy wielość porów w żelu poliakrylamidowowym
Od proporcji monomerów
Elektroforeza Larmmli’ego
Wylewamy 2 żele - najpierw rozdzielający, potem nawarstwiamy powyżej żel zagęszczający. Taka kolejność ponieważ żel zagęszczający nie działa jak sito molekularne
Elektroforeza natywna
-do rozdziały białek natywnych
-uklad nieciągły, niedenaturujacy
-ruchliwosc białka zależy od jego ładunku, wielkości i kształtu cząsteczki
-pH buforu musi zapewniać stabilność cząsteczek
-niskie stężenie żelu rozdzielającego
Która elektroforeza jest w warunkach denaturujących
Metoda Laemmli’ego (SDS-PAGE)
Czym jest SDS
Siarczan dodecylu sodu
-detergent anionowy
-rozbija białka kompleksowe na podjednostki
-opłaszcza stechiometryczne łańcuch polipeptydowy
Do jakiej formy rozwija się łańcuch polipeptydowy pod wpływem SDS
Pręta
DTT
2-merkaptoetanol
Redukuje mostki disiarczkowe, dzięki czemu łańcuch polipeptydowy może zostać rozwinięty do idealnego pręta
W temperaturze około 100°C przez parę minut
EDTA w elektroforezie SDS-PAGE
Kwas etylenodiaminotetraoctowy
Działa ochronnie, ma właściwości chelatujące jony dwuwartosciowych metali, które są ważne dla aktywności wielu enzymów
Glicerol w SDS-page
Służy do zagęszczania próbki co zapobiega dyfuzji w czasie nakładania do studzienek
Blekit bromofenolowy w SDS page
Do nakładania próbki (widać ją w czasie nakładania
Do śledzenia rozdziału elektroforetycznego
Zastosowanie elektroforezy SDS-PAGE
-rozdzielenie mieszaniny białek
-wyznaczenie względnej masy cząsteczkowej
-sprawdzenie wydajności stosowanej procedury izolacji interesującego nas białka
Etapy SDS-PAGE
- Nałożenie próbki do studzienki w żelu zagęszczającym
- Podłączenie pola elektrycznego
- Rozdzielanie cząsteczek według wielkości
- Wyłączenie zasilania
- Wyjęcie żelu z kasety
- Wybarwienie żelu
Jaka metoda barwienia białek przez w żelu poliakrylamidowowym jest najczulsza?
Srebrem
Densytometria
Analiza jakościowa (natężenie barwy poszczególnych prążkow)
Wiedząc ile mikrogramów białka nakladalismy na ścieżkę oraz licząc pole powierzchni pod pikami na wykresie możemy określić ile mamy mikrogramów poszczególnych białek w całości mieszaniny którą rozdzielamy
Dwukierunkowa elektroforeza białek
Prowadzimy rozdział w dwóch kierunkach.
Pierwszy kierunek - ogniskowanie izoelektryczne
Drugi kierunek - SDS-PAGE
Ogniskowanie izoelektryczne
=frakcjonowanie/rozdzielanie białek wg ich wartości pI
-zel lub pasek bibuły w gradientem pH (by uzyskać gradient pH uzyskujemy poliamfolity o różnych wartościach pH)
-do degradacji białek stosujemy mocznik
-rozdzielenie białek różniących się jednym ladunkiem wypadkowym
Poliamfolity
Związki organiczne które mają różną liczbę grup karboksylowych i aminowych
Przebieg drugiego kierunku rozdziału (SDS-PAGE) w dwukierunkowej elektroforezie
Do paska gdzie robione było izoelektroogniskowaanie dolewamy żel poliakrylamidowy i prowadzimy rozdział pod kątem 90° do pierwszego rozdziału
Białka rozdzielane według mas cząsteczkowych
Western Blot
Elektrotransfer na membranę + immunodetekcja
Elektrotransfer na membranę
Przeniesienie rozdziału elektroforetycznego białek w żelu na membranę
Immunodetekcja
Reakcje z przeciwciałami w celu wykazania że mamy lub nie mamy danego białka, które nas interesuje
Lektyny w western blot
Rozpoznają pewne reszty cukrowe lub ugrupowania cukrowe - gdy interesują nas zmiany glikozylacji białek
Etapy Western Blot
- Elektrotransfer rozdzielonych białek w żelu na błonę nitrocelulozową
- Zablokowanie miejsc niespecyficznych
- Inkubacja ze specyficznymi dla poszukiwanego białka przeciwciałami
- Inkubacja z odczynnikiem używanym do denaturacji
Wizualizacja w Western Blot
Używamy przeciwciał II-rzedowych, które rozpoznają przeciwciała I-rzedowe i są sprzężone ze znacznikiem (np. Barwnikiem) lub enzymem (katalizującym reakcje w wyniku, której taki znacznik powstanie)
Chemiluminescencja
Zjawisko emisji światła wytworzonego w wyniku specyficznych egzoergicznych reakcji chemicznych
Dwie reagujące ze sobą substancje chemiczne tworzą wzbudzony produkt przejściowy, który powracając do podstawowego stanu energetycznego, rozpada się na produkty oraz uwalnia energię w formie fotonów świetlnych
Jakie związki wzmacniają chrmiluminescencje
Fenole
Oczyszczanie białka
Wieloetapowy proces mający na celu wyizolowanie pojedynczego białka ze złożonej mieszaniny związków
Etapy oczyszczania białka
- Wybór źródła białka
- Ekstrakcja białka z materiału biologicznego i wstępne oczyszczanie
- Oczyszczanie wyekstrahowanego białka z wykorzystaniem technik chromatografii kolumnowej
- Ocena czystości (metoda elektroforezy)
- Przechowywanie do czasu analizy
Źródła białka do oczyszczania
- Białka rozpuszczalne, obecne w płynach ustrojowych
- Białka występujące wewnątrz komórki - w cytozolu lub organellach komórkowych
- Białka nierozpuszczalne lub połączone częściami stałymi komórki - białka błonowe i białka strukturalne
Jakie białka wyizolować najłatwiej a jakie najtrudniej
Najłatwiej z płynów ustrojowych, najtrudniej nierozpuszczalne lub połączone ze stałymi częściami komórki
Ekstrakcja białka z materiału biologicznego i wstępne oczyszczanie - Rozdrobnienie materiału, rozbicie tkanek i komórek
-homogenizacja
-mlyn kulkowy
-szok osmotyczny
-prasa Frencha
-nebulizator
-sonifikacja
-liza detergentami
-naprsemienne zamrażanie i rozmrażanie
Homogenizacja
-ma na celu uzyskani jednorodnej mieszaniny ze składników, które normalnie nie mieszają się ze sobą
-dezintergracja organów i miękkich tkanek zwierzęcych
Młyn kulkowy
-zawiesina komórek poddawana jest siłom ścierającym wytwarzanym przez kule znajdujące się we wnętrzu młyna poruszającego się ruchem obrotowym. Kule wytwarzane są z materiałów o dużej gęstości
-dezintergracja grzybów strzepkowych i drożdży, w mniejszym stopniu bakterii
Rozdrobnienie materiału poprzez lizę komórki
-enzymatyczna degradacja składnikow ściany komórkowej, w wyniku czego otrzymuje się komórki podziurawione, pozbawione ściany
Rozdrabnianie materiału poprzez szok osmotyczny
Po odwodnieniu i zawieszeniu w wodzie komórki pęcznieją, a wewnątrzkomorkowe białka wydzielane są na zewnątrz
Prasa Frencha
-zawiesina komórek jest przeciskana przez mały otwór pod wysokim ciśnieniem, wytworzone w ten sposób siły ścierające niszczą ściany komórkowe
- gdy stosuje się zamrażanie, powstałe kryształy lodu dodatkowo wspomagają dezintegrację
Nebulizator
-nie wywieramy ręcznego ciśnienia ale zawiesina komórek zostaje zassana strumieniem sprężonego gazu i przeciskana pod dużym ciśnieniem przez wąskie kanaliki wydrążone w przyrządzie
-na zewnątrz ciśnienie gwałtownie spada, a to skutkuje rozerwaniem ścian komórkowych i wydostaniem się cytoplazmy do roztworu
Sonifikacja
-rozbicie komórek wybracjami o wysokiej częstotliwości wywoływanymi przez ultradźwięki
Liza detergentami
-stosowana do uwalniania białek błonowych
-permeabilizacja i solubilizacja
- wyniku działania detergentu dochodzi do uszkodzenia podwójnej warstwy lipidowej i uwolnienia do roztworu integralnych białek błonowych
Permeabilizacja
Podziurawienie błony komórkowej łagodnym detergentem
Solubilizacja
Rozpuszczenie związków organicznych normalnie nierozpuszczalnych w wodzie
Naprzemienne zamrażanie i rozmrażanie
-wzrost objętości wody zawartej w cytoplazmie oraz tworzące się kryształki lodu powoduje uszkodzenie ściany i błony komórkowej oraz organelli
-podczas jednego cyklu uwalnia się do 10% białek
Metoda krojenia, siekania i mielenia będzie odpowiednia dla jakich rodzajów komórekm
Większość tkanek roślinnych i zwierzęcych
Homogenizacja będzie odpowiednia dla jakich rodzajów komórek
Miękkie tkanki zwierzęce
Sonifikacja będzie odpowiednia dla jakich rodzajów komórek
Zawiesiny komórek
Prasa Frencha będzie odpowiednia dla jakich rodzajów komórek
Bakterie, drożdże, komórki roślinne
Rozcieranie z kulkami szklanymi, ścieranie będzie odpowiednia dla jakich rodzajów komórek
Bakterie, tkanki roślinne
Wytrząsanie będzie odpowiednia dla jakich rodzajów komórek
Zawiesiny komórek
Trawienie enzymatyczne będzie odpowiednia dla jakich rodzajów komórekm
Bakterie, drożdże
Liza detergentami będzie odpowiednia dla jakich rodzajów komórekm
Komórki z hodowli tkankowej
Liza rozpuszczalnikami organicznymi będzie odpowiednia dla jakich rodzajów komórek
Bakterie, drożdże
Szok osmotyczny będzie odpowiednia dla jakich rodzajów komórek
Krwinki, bakterie
Zamrażanie i rozmrażanie będzie odpowiednia dla jakich rodzajów komórek
Większość rodzajów komórek
Ekstrakcja frakcji białkowej do roztworu wodnego i usunięcie materiału balastowego
Przez wirowanie i przez metodę frakcjonowania komórki
Wirowania
Jak mamy wykonaną honogenizację, uwolniliśmy zawartość komórek/tkanek do buforu to homogenat poddajemy wirowaniu
To co pozostało na dnie probówki wirowkowej (nierozpuszczalne części komórki i tkanek) odrzuca się bo będzie kolidować z chromatografią a klarowny płyn nad osadem stanowi tzw. Surowy ekstrakt. Z niego izoluje się interesujące białko
Frakcjonowanie komórki
Metoda wyodrębniania struktur komórkowych, wykorzystująca możliwość oddzielenia struktur różnicach sie masą (przy wykorzystaniu siły odśrodkowej i ultrawirówki)
-wirowanie frakcjonujące z różną prędkością
-wirowanie w gradiencie stężeń
Wirowanie róznicowe
Rozdzielenie frakcji subkomorkowych
-wirowanie ze wzrastającym przyspieszeniem
- wykonuje się się każdorazowo zalewając supernatant (roztwór znad osadu) i wirując powtórnie aż do uzyskania oczekiwanej frakcji
-różnicowe bo zwiekszamy siłę odśrodkową za każdym razem po zalaniu supernatantu
Co pokolei wypada w wirowaniu różnicowym
Niska siła odśrodkowa: jądra
Wyższa: mitochondria i lizosomy
Ultrawirowanie 105000 x g przez 3h: mikrosomy
Wirowanie w gradiencie stężeń
Wirowanie równowagowe
W procesie wirowania struktury komórkowe opadają do momentu gdy ich gęstość zrówna się z gęstością soli lub cukru.
Do wirowania w gradiencie stężeń musimy mieć pewien ośrodek (percoll, ficoll, sacharozę, chlorek cezu) o zmiennej gęstości. Na ośrodek nawarstwiamy próbkę i po wirowaniu mamy rozwarstwienie.
Wytrącanie białka
Wytrącanie białka z roztworu poprzez frakcjonowanie wzrastającymi ilościami rozpuszczalników (aceton, etanol)
Wysolenie siarczanem amonu, usunięcie czynnika wytrącajacego przez dialize
Przy jakim stężeniu siarczanu amonu wypada najwięcej białek
60-70%
Dializa
Usuwanie z wodnego roztworu wszystkich związków drobnocząsteczkowych, np. Soli, aminokwasów czy nukleotydów na drodze fuzji
Przebieg dializy
Do worka dializacyjnego przelewamy wszystko co wysolone i zamykamy. Wkładamy do dużej zlewki z dużą objętością buforu dializacyjnego. Wszystko stawiamy na mieszadle co wspomaga wychodzenie niskomasowyfh jonów na zewnątrz natomiast białka zostają w środku. Wielokrotnie wymieniając schodzimy do tak niskich stężeń czynnika, że już nie przeszkadza dalszym etapim
W jaki sposób oczyszczane jest białko już po wstępnym oczyszczaniu
Technikami chromatograficznymi
Techniki chromatograficzne
Szeroki zakres metod fizycznych służący rozdzieleniu i/lub analizowaniu złożonych mieszanin związków chemicznych różnicach się:
-budową
-własciwosciami fizykochemicznymi
-wlaciwowciami biologicznymi
Rodzaje technik chromatograficznych
-cienkowarstwowa
-bibułowa
-kolumnowa
-wysokociśnieniowa
Planarne (2D) techniki chromatograficzne
Cienkowarstwowa i bibułowa
Które techniki chromatograficzne to metody 3D
Kolumnowa i wysokociśnieniowa
Układ chromatograficzny składa się z
Fazy stacjonarnej i fazy ruchomej przepływającej przez razę stacjonarną
Zasada rozdziału chromatograficznego
-składniki rozdzielanej mieszaniny oddziałują z obiema fazami
-wielkosc tego oddziaływania jest różna dla różnych składników
Kiedy konkretny składnik mieszaniny przesuwa się wzdłuż drogi rozwijania chromatogramu
Wtedy kiedy znajduje się w fazie ruchomej
Która faza stanowi siłę napędową procesu chromatograficznego
Faza ruchoma
Jaką rolę odgrywa faza nieruchoma w chromatografii
Siły hamującej proces migracji składników
Jaka technika chromatograficzna jest stosowana najczęściej przy oczyszczaniu białek
Cieczowa kolumnowa
Oczyszczanie wyizolowanych białek na drodze chromatografii kolumnowych
Kolumna jest rurką szklaną, plastikową lub metalową. Wiek jest materiałem porowatym który zabezpiecza przed wypłynięciem złoża z kolumny, jego pory są na tyle duże że składowe mieszaniny spokojnie przepływają.
Na górę nakładanie próbkę i prowadzimy rozdziałm kazde z białek ma różne powinowactwo do tych dwóch faz (stacjonarnej i ruchomej). Białko z największym powinowactwem wypłynie jako pierwsze
Czas retencji
Czas przebywania danego składnika w kolumnie, jest różny dla poszczególnych składowych
Nośniki w chromatografii kolumnowej
Żel krzemionkowy, celuloza, agaroza, poliakrylamid, dekstran i inne
Co stanowi złoże w chromatografii kolumnowej
Ziarniste nośniki, dodatkowo opłaszczine grupami funkcyjnymi, czyli faza stacjonarną
Złoża tworzące wiązania lub oddziałujące
-jonowymiennicze
-hydrofobowe
-powinowactwa
Złoża nieoddziałujące
Sita molekularne
Chromatografia powinowactwa immunologicznego
Ligandami/przyłączonymi grupami do złoża są przeciwciała monoklonalne. W jednym etapie jesteśmy w stanie wtedy oczyścić dane białko z gaszcza całej mieszaniny różnych innych białek, ponieważ z tymi przeciwciałami wiąże się tylko białko natywne
Zasada rozdziału sitem molekularnym
Oparta jest na różnicach w masie cząsteczkowej/wielkości rozdzielanych substancji
Duże białka nie wnikają do porów, przechodzą między ziarnami i jako pierwsze pojawiają się u wylotu kolumny
Mniejsze białka wnikają w pory ziaren złoża przez co ich droga w żelu wydłuża się i dlatego z kolumny wypływają później
Zastosowanie filtracji żelowej w oczyszczaniu białek
-rozdzial substancji których masy cząsteczkowe są znacznie większe od masy cząsteczkowej soli obecnej w próbce
-wyznaczenie względnych mas cząsteczkowych przy znanych masach markerów nakładanych na kolumnę wraz z próbką lub oddzielnie
Rodzaje złóż w chromatografii jonowymiennej
-Anionity
-kationity
Anionity
Wymieniają aniony, są naładowane dodatnio
Kationity
Wymieniają kationy, są naładowane ujemnie
Zasada rozdziału w chromatografii jonowymiennej
Rozdział mieszaniny związków na podstawie różnic w ich ładunku elektrycznym czyli sile wiązania składników przez wymieniacz.
Np. Nakładamy kationit, białka obojętne i naładowane ujemnie będą wypływały z kolumny. Przepłukujemy ją dużymi ilościami tego buforu by odpłukac niezwiązane białka i przystępujemy do desorpcji - albo zwiekszamy stężenie soli albo idziemy z pH do góry
Jaki bufor dla anionitow w chromatografii jonowymiennej
Bufory kationowe, np. Tris
Jaki bufor dla kationitow w chromatografii jonowymiennej
Bufory anionowe, np. Fosforanowy
Złoże w chromatografii oddziaływań hydrofobowych
Agaroza (nośnik) z kowalencyjnie przyłączonymi podstawnikamk hydrofobowymi (ligand)
Ligand w chromatografii oddziaływań hydrofobowych
Grupy alkilowe, grupy fenylowe
Chromatografia oddziaływań hydrofobowych
Jest to technika separacji wykorzystująca właściwości hydrofobowe białek do ich rozdzielenia.
Rozdział białek na podstawie ich względnej hydrofobowości
Etapy rozdziału w chromatografii oddziaływań hydrofobowych
- Naniesienie na kolumnę mieszaniny białek znajdujących się w środowisku o dużym stężeniu soli. Dochodzi do oddziaływań hydrofobowych fragmentów tych białek z hydrofobowymi łańcuchami ligandów, które są trwałe związane z nośnikiem
- Odmycie niespecyficzne zaadsorbowanych białek
- Elucja buforem o zmniejszającej się sile jonowej, gradientem rozpuszczalnika organicznego lub detergentem niejonowym
Etapy chromatografii powiniwactwa
- Nałożenie próbki - tworzenie kompleksu ligand-komplementarna molekuła
- Płukanie - wymywanie substancji balastowych buforem wyjściowym
- Elucja - oddysocjowanie związanych specyficznych molekuł
- Równoważenie - przepłukanie kolumny buforem wyjściowym
Ocena czystości białek
- Elektroforeza SDS-PAGE
- Ogniskowanie izoelektryczne
- Western Blotting
Budowa lipidów
-monomery jednostek węglowodorowych
-zawiesina łańcuchy kwasów tłuszczowych zbudowane głównie z węgla i wodoru
-charakter hydrofobowy/niepolarny
Najczęściej spotykane lipidy
Tiestry gliceroli
Glicerol
Alkohol trihydroksylowy, który w przypadku triestrow glicerolu jest potrójnie zestryfikowany grupami karboksylowymi kwasów tłuszczowych
Triacykoglicerole (trójglicerydy)
Grupy karboksylowe kwasów tłuszczowych wchodzą w reakcje z grupami hydroksylowymi glicerolu, po estryfikacji znika ładunek. Dlatego też nazywane są tłuszczami obojętnymi
Glicerofosfolipidy (fosfolipidy)
Zawierają grupę fosforanową nadającą ładunek ujemny
Sfingolipidy są pochodnymi ___
Sfingozyny
Sfingomieliny
Sfingolipidy z grupą fosforanowa która nadaje im ładunek ujemny
Glikolipidy
Należą do sfongolipidow, zawierają monosacharyd lub oligosacharyd
Steroidy
Zbudowane na bazie rdzenia steroidowego, który tworzą 4 pierścienie węglowe
Ikozanoidy
Pochodne 20-weglowego kwasu tłuszczowego wielonienasyconego. Zaliczamy do nich prostaglandyny, prostacykliny, tromboksany, leuktrieny, kozanoidy
Co się dzieje z grupami hydroksylowymi glicerolu w triacykoglicerolach (trójglicerydy)
3 grupy hydroksylowe są zestryfikowane grupami karboksylowymi kwasów tłuszczowych
Kwasy tłuszczowe nasycone
Takie, w których każdy z atomów C jest maksymalnie nasycony atomami wodoru
Kwasy tłuszczowe cis czy trans przeważają w przyrodzie?
Cis
Rola kwasów tłuszczowych
-wchodza w skład fosfolipidów, glikolipidow i sfingolipidow, które budują błony biologiczne
-staniwia modyfikacje potranslacyjne białek. Np. W procesie palmitylacji, mirystylacji czy prenylacji
-material zapasowy w tkance tłuszczowej (adipocytach) w postaci triacylogliceroli
-pochodnymi kwasów tłuszczowych są hormony i wtórne przekaźniki
Od którego węgla zaczynamy numerację atomów wegla w kwasie tłuszczowym (system delta)
Od węgla karboksylowego
Który węgiel w kwasie tłuszczowym jest węglem alfa
C2
Prekursor fosfolipidów
Fosfatyd
Co może być dołączone do grupy fosforanowej fosfolipidów
Cholina, etanoloamina, seryna
Fosfatyd
Glicerol do którego C1 i C2 dołączone są 2 kwasy tłuszczowe a do C3 jest ortofosforan
Fosfolipidy budowa
Fosfatyd + dowolny alkohol dołączony przez ortofosforan
Co się składa na hydrofilową głowe fosfolipidu
Glicerol, ortofosforan, dodatkowy alkohol
Rdzeń steroidowy
Zbudowany z 4 pierścieni węglowych oznaczonych A-D
Gdzie występuje wiązanie podwójne w cholesterolu
W pierścieniu B rdzenia steroidowego
Do którego węgla którego pierścienia cholesterolu jest dołączona grupa hydroksylowa
Do węgla C3 w pierścieniu A
Gdzie syntetyzowany jest cholesterol
W hepatocytach w wątrobie
Prekursorem jakich hormonów jest cholesterol?
Steroidowych, np. Płciowych (testosteron i estradiol) i kory nadnerczy (kortyzol)
Jak cholesterol wpływa na błony komórek zwierzęcych
Zmniejsza płynność błon, usztywnia je (przez obecność sztywnego rdzenia steroidowego)
W jakiej postaci transportowane są lipidy po wniknięciu do przewodu pokarmowego
Nie mogą być transportowane w postaci wolnej ze względu na słaba rozpuszczalność w wodzie, są więc wbudowane w kompleksy lipoprpteinowe
Klasy lipoprotein
HDL - lipoproteiny o dużej gęstości
LDL - o małej gęstości
IDL - o pośredniej gęstości
VLDL - o bardzo małej gęstości
Chylomikrony resztkowe
Chylomikrony właściwe
Apolipoproteiny/apoproteiny
-glowny składnik białkowy lipoprotein
-zapewniaja rozpuszczalność lipoprotein we krwi
-apolipoproteiny mają regiony hydrofobowe i hydrofilowe
-obecne w warstwie powierzchniowej lipoprotein
Rodzaje apolipoprotein
-apolipoproteiny powierzchniowe: stykaja się w warstwie powierzchniowej z lipoproteiną, mniejsze rozmiary
-apolipoproteiny integralne: wnikają w strukturę lipoproteiny
Największe apolipoproteiny
ApoB
Najmniejsze apolipoproteiny
ApoC
Gdzie powstają apoA
Wątroba, ściana jelita
Funkcja apoA
Główny składnik HDL i chylomikronów
Gdzie powstają apoB-48
W ścianie jelita
Funkcja apoB-48
Składnik chylomikronów
Gdzie powstają apoB-100
W wątrobie
Funkcja apoB-100
Występuje w LDL, pośredniczy w wychwytywaniu LDL przez tkanki
Gdzie powstają apoC
Wątroba
Gdzie powstają apoD
Wątroba
Gdzie powstają apoE
Wątroba
Lipoproteiny promiażdżycowe
VLDL, IDL, LDL
Lipoproteiny przeciwmiażdżycowe
HDL
Jakie lipoproteiny są największe
Chylomikrony
Powstawanie chylomikronów
1.Triacykoglicerole + lipaza -> diacyloglicerole +lipaza -> monoacyglicerol + kwasy tłuszczowe
2. Monoacyglicerol+ kwasy tluszczowe transportowane są przez błonę komórkową do enteroctow gdzie dochodzi do resyntezy - tworzą się traglicerole
3. Triaglicerole z innymi lipidami oraz białkami upakowywane są w chylomikrony
4. Chylomikrony uwalniane są do układu limfatycznego a następnie do krwi
Szlak egzogenny metabolizmu lipoprotein
Triacyloglicerole wchłaniane w enterocytach jelita cienkiego –> wbudowywane w chylomikrony wraz z apoB-48 -> układ limfatyczny ->krew -> zyskują apoC-II, apoC-III, apoE -> hydroliza przez lipazę lipoproteinową do chylomikronów resztkowych i wolnych kwasów tłuszczowych -> chylomikrony resztkowe usuwane z krążenia przez wątrobę
Szlak endogenny metabolizmu lipoprotein
Triacyloglicerole syntetyzowane w hepatocytach z wolnych kwasów tłuszczowych i glicerolu -> wbudowywane do VLDL zawierających apoB -> w trakcie sekrecji dodawane są do nich apoC-I, apoC-II, apoC-III i apoE -> VLDL ulegają hydrolizie w osoczu krwi dając IDL -> IDL wychwytywane przez wątrobę lub przekształcane do LDL -> usuwane z krążenia przez wątrobę
Funkcja HDL
Transportuje cholesterol z tkanek obwodowych do wątroby
Czym jest ATP
-adenozyno 5’-trifosforan
-nosnik energii
-nukleotyd zbudowany z adeniny połączonej wiązaniem beta-N-glikozydowym z rybozą + 3 reszty fosforanowe
Gdzie energia jest magazynowana w ATP
W wiązaniach wysokoenergetycznych, którymi dołączone są reszty ortofosforanowe alfa, beta i gamma
Która reszta fosforanowa jest najbliżej adenozyny
Alfa
Adenozyna
Adenina + ryboza
W jaki sposób następuje uwolnienie energii z ATP
Przez rozpad wiązań bezwodnikowych, którymi połączone są cząsteczki ortofosforanow.
Kolejność uwalniania energii z ATP
- Hydroliza wiązania bezwodnikowego łączącego ortofosforan beta i gamma - powstaje 1 cząsteczka ADP i uwalnia się 1 cz. fosforanu nieorganicznego
- Hydroliza między fosforanami alfa i beta - powstaje AMP + 1 cz. Pirofosforanu nieorganicznego
Do czego utleniane są kwasy tłuszczowe
Do acetylo-CoA
Acetylo-CoA
Cząsteczka, która spaja różne szlaki anaboliczne i kataboliczne. Powstaje w efekcie degradacji węglowodanów, białek i tłuszczy, które w pierwszej kolejności podczas trawienia w przewodzie pokarmowym rozpadają się na jednostki z których są zbudowane, a następnie w procesie katabolizmu składników makrocząsteczek powstaje dwuwęglowe cząsteczka acetylo-CoA. Następnie bez względu na pochodzenie, cz. Acetylo-CoA wchodzi do cyklu kwasu cytrynowego. Ostatecznie z cząsteczek acetylo-CoA po przejściu przez cykl Krebsa a następnie proces fosforylacji oksydacyjnej powstaje cząsteczka ATP a sam acetylo-CoA rozpada się do CO2
Lipogeneza
Synteza kwasów tłuszczowych z cząsteczki acetylo-CoA
Beta-oksydacja
Degradacja kwasów tłuszczowych do CoA
Ketogeneza
Synteza ciał ketonowych
Cholesteroudogeneza
Synteza cholesterolu
Najczęściej występujący w komórkach proces degradacji/utleniania kwasów tłuszczowych
Beta-oksydacja
Jaką część beta-oksydacji kwasów tłuszczowych nasyconych zachodzi w cytozolu
Aktywacja wolnego kwasu tłuszczowego do acylo-CoA pod wpływem syntetazy acylo-CoA
W jakiej formie kwasy tłuszczowe muszą być transportowane we krwi
W postaci zestryfikowanej, taka postać zapewnia im rozpuszczalność w osoczu
Jakie białka odpowiadają za transport kwasów tłuszczowych w osoczu
Albuminowe
W jaki sposób długołańcuchowe kwasy tłuszczowe w cytoplazmie są aktywowane
Poprzez dołączenie/przeniesienie kwasu tłuszczowego na koenzym A (konkretnie na grupę tiolową). Produktem tej reakcji jest acylo-CoA. Reakcja jest katalizowana przez enzym syntetazę acylo-CoA
Syntetaza acylo-CoA inaczej
Tiokinaza
Forma aktywna kwasu tłuszczowego
Acylo-CoA
Cząsteczka dwuwęglowa, produkt degradacji kwasów tłuszczowych
acetylo-CoA
Jakich jonów do aktywności wymaga Tiokinaza
Mg2+
Beta-oksydacja to proces kataboliczny i anaboliczny?
Kataboliczny
W jaki sposób cząsteczki acylo-CoA w przypadku długołańcuchowych kwasów tłuszczowych są transportowane do mitochondriów
Transportem aktywnym, gdyż nie są w stanie przeniknąć swobodnie przez podwójną błonę mitochondrialną
ADP
Adenina+ryboza+2 ortofosforany
Struktura koenzymu A
-pochodna nukleotydu ADP
- do zewnętrznego fosforanu cząsteczki ADP, dołączona jest reszta kwasu pantotenowego (witamina A)
-zewnetrzna część CoA stanowi reszta beta-merkaptoetanolaminy. Częścią tej reszty jest zewnętrzna grupa tiolowa na którą jest przenoszony kwas tłuszczowy
Na jaki związek w jest przetransportowany sam kwas tłuszczowy z acylo-CoA w beta-oksydacji i jaki związek powstaje
Na karnitynę, w efekcie powstaje acylokarnityna
W jakiej formie kwas tłuszczowe przechodzi przez podwójną błonę mitochondrialną w beta-oksydacji
Acylokarnityny
Przez co katalizowane jest przeniesienie kwasu tłuszczowego na karnitynę i synteza acylokarnityny?
Acetylotransferaze karnitynową I
Co katalizuje transport acylokarnityny
Translokaza
Gdzie występują białka karnityna i acylokarnityna
Transbłonowo w błonie mitochondrialnej
W jakiej postaci kwas tłuszczowy wnika do macierzy mitochondrialnej
Acylokarnityny
Co się dzieje z cząsteczką acetylokarnityny w macierzy mitochondrialnej w beta-oksydacji
Rozpada się. Uwolniona karnityna wraca do cytozolu a kwas tłuszczowy przenoszony jest na CoA - odtwarzany jest acylo-CoA
Jakie kwasy tłuszczowe nie wymagają transportu z karnityną
Krótsze niż 10 atomów węgla
4 procesy beta-oksydacji w mitochondrium
Utlenianie
Uwodnienie
Drugie utlenianie
Tioliza (rozszczepianie/degradacja)
Utlenianie w beta-oksydacji
Acylo-CoA utleniane jest do trans-delta^2-enoilo-CoA. Etap katalizowany przez dehydrogenazę acylo-CoA której kofaktorem jest FAD
Dehydrogenaza odłącza 2 atomy wodoru od acylo-CoA i przenosi na kofaktor - FAD, prowadząc do redukcji FAD -> FADH2. W łańcuchu kwasu tłuszczowego powstaje wiązanie podwójne między węglem alfa i beta
Uwodnienie w w beta-oksydacji
Trans-delta^2-enolio-CoA ulega reakcji uwodnienia w procesie katalizowanym przez hydratazę enolio-CoA co prowadzi do rozerwania wiązania podwójnego między węglem alfa i beta i powstaniem grupy hydroksylowej przy węglu beta (C3). W efekcie powstaje 3-hydroksyacylo-CoA
Drugie utlenienie w beta-oksydacji
3-hydroksyacylo-CoA ulega utlenieniu do 3-ketoacylo-CoA, reakcja katalizowana jest przez dehydrogenazę hydroksyacylo-CoA, której kofaktor - NAD+ ulega redukcji do NADH. W łańcuchu kwasu tłuszczowego powstaje grupa ketonowa przy węglu beta (C3)
Tioliza w beta-oksydacji
Przecięcie/rozerwanie łańcucha kwasu tłuszczowe go między węglem alfa i beta. Powstają 2 produkty: acetylo-CoA i acylo-CoA. Tioliza katalizowana jest przez 3-ketoacylotiolazę. Acetylo-CoA wchodzi do cyklu Krebsa gdzie jest degradowany, Acylo-CoA pomniejszony o 2 atomy węgla podlega kolejnym procesom beta-oksydacji
W jakim celu w beta oksydacji zaszły 3 reakcje poprzedzające właściwe rozerwanie kwasu tłuszczowego (tiolize)?
Celem tych 3 reakcji jest powstanie grupy ketonowej przy węglu beta, ponieważ jest ona konieczna aby kwas tłuszczowy podlegał kolejnym cyklom beta-oksydacji
Cel beta-oksydacji
Rozkład kwasu tluszczowego poprzez odszczepienie od końca karboksylowego acylo-CoA reszt dwuwęglowych (acetylo-CoA) w kilku obrotach
acetylo-CoA metabolizowany w cyklu Krebsa: utleniony do CO2 i H2O
Gdzie zwykle zachodzi alfa-oksydacja
W komórkach mózgu
U jakich organizmów występują kwasy tłuszczowe o nieparzystej liczbie atomów węgla
U roślin i organizmów morskich
Beta-oksydacja kwasów tłuszczowych nasyconych o nieparzystej liczbie atomów węgla
W ostatnim obrocie z piecioweglowego związku powstaje acetylo-CoA i trojweglowa cząsteczka propionylo-CoA
Propionylo-CoA ulega przemianie do bursztynylo-CoA przed wejściem do cyklu krebsa
Beta-oksydacja kwasów tłuszczowych jednonienasyconych
Cykle beta-oksydacji takie jak przy rozpadzie kwasów tłuszczowych nasyconych z parzysta liczba atomów węgla z tym że powstaje cis-delta^3-enolio-CoA który jest przekształcany przez izomeraze enolio-CoA w trans-delta^2-enolio-CoA.
Ile cząsteczek FADH2 powstaje w jednym obrocie cyklu degradacji
1
Ile cząsteczek NADH powstaje w jednym obrocie cyklu degradacji
1 cząsteczka
Ile cząsteczek acetylo-CoA powstaje w jednym obrocie cyklu degradacji
1
Ile cząsteczek ATP powstaje w efekcie fosforylacji oksydacyjnej z FADH2
2,5
Ile cząsteczek ATP powstaje w efekcie fosforylacji oksydacyjnej z NADH
1,5 cząsteczki
Ile cząsteczek ATP powstaje w efekcie fosforylacji oksydacyjnej ogółem
4
Ile cząsteczek ATP powstaje z 1 cząsteczki acetylo-CoA w cyklu Krebsa
10
Biosynteza kwasów tłuszczowych
Mitochondrium:
1. Pirogronian zostaje przemieniony w szczawiooctanu w procesie karboksylacji katalizowanym przez karboksylazę pirogronianową. Proces wymaga dostarczenia energii z ATP.
2. Szczawiooctan sprzęga się z acetylo-CoA w reakcji katalizowanej przez syntetazę cytrynianową. Powstaje cytrynian
Cytoplazma:
3. Acetylo-CoA i Szczawiooctan w postaci cytrynianu jest transportowany do cytoplazmy
4. Dochodzi do rozkładu/rozszczepienia cytrynianu do acetylo-CoA i szczawiooctanu. Proces wymaga dostarczenia energii z ATP, katalizowany przez liazę cytrynianową.
5. Z acetylo-CoA syntetyzowane są kwasy tłuszczowe. Szczawiooctan ulega przemianie do jabłczanu w procesie katalizowanym przez dehydrogenazę jabłczanową której kofaktoren jest NADH który ulega utlenianiu do NAD+.
6. Jabłczan jest zamieniany do pirogronianu w procesie oksydacyjnej dekarboksylacji. Proces katalizowany jest przez NADP+-zalezny enzym jabłczanowy. Kofaktoren enzymu jest NADP+ który ulega redukcji do NADPH
7. Pirogronian przechodzi do mitochondrium
Kofaktor dehydrogenazy acylo-CoA
FAD
Czym jest FAD
ADP + ryboflawina (Wit. B2)
Z czego składa się ryboflawina
Pierścienia izoaloksazyny + rybitol
NAD+
ADP + zewnętrzna cz. Rybozy + amid kwasu nikotynowego
Gdzie zachodzi ketogeneza
Matrix mitochondrialny
Gdzie zachodzi w komórce synteza cholesterolu
W cytozolu
Gdzie w komórce zachodzi cykl Krebsa
W macierzy mitochondrialnej
Gdzie w komórce zachodzi glukoneogeneza
Częściowo w mitochondrium a częściowo w cytozolu
Gdzie w komórce zachodzi synteza mocznika
Częściowo w mitochondrium a częściowo w cytozolu
W jakich warunkach zachodzi ketogeneza
-kiedy acetylo-CoA gromadzi się, ponieważ nie może być włączany do cyklu Krebsa
-kiedy beta-oksydacja nie może być kontynuowana, ponieważ potrzebny jest wolny koenzym A
-kiedy ma miejsce bardzo intensywna beta-oksydacja
Produkty ketogenezy
Acetooctan, aceton, beta-hydroksymaślan
Kiedy ma miejsce bardzo intensywna beta-oksydacja
-stan głodzenia
-wysikek wytrzymałościowy
-dieta wysokotłuszczowa
-cukrzyca
Gdzie powstają ciała ketonowe
W mitochondriach hepatocytów wątrobowych
Ketogeneza przebieg
- Z powstałych w procesie beta-oksydacji cząsteczek acetylo-CoA powstaje acetoacetylo-CoA, który jest produktem kondensacji 2 cząsteczek acetylo-CoA.
- Do cząsteczek acetoacetylo-CoA dołączana jest trzecią cząsteczka acetylo-CoA. Powstaje 3-hydroksy-3metyloglutarylo-CoA (HMG-CoA). Reakcja katalizowana jest przez syntazę 3-hydroksy-3-metyloglutarylo-CoA.
- 3-hydroksy-3-metyloglutarylo-CoA ulega rozszczelieniu do acetooctanu (pierwszego ciała ketonowego). Uwalniana jest 1 cząsteczka acetylo-CoA. Reakcja katalizowana przez liazę HMG-CoA
- Acetooctan ulega przemianie do beta-hydroksymaślanu (drugie ciało ketonowe). W reakcji katalizowanej przez dehydrogenazę beta-hydroksymaślanu której kofaktorem jest NADH. Reakcja odwracalna
- Oba ciała są uwalniane do krwi. We krwi acetooctan ulega spontanicznej degradacji do acetonu (trzecie ciało ketonowe) poprzez odczepienie 1 atomu węgla i uwolnienie go w postaci CO2. Aceton nie jest transportowany do tkanek docelowych, tylko wydychany przez płuca z powietrzem.
Przez jakie narządy są wykorzystywane ciała ketonowe
Mózg, serce, mięśnie szkieletowe oraz nerki
Jak to się dzieje że wątroba nie wykorzystuje ciał ketonowych, które syntetyzuje
W hepatocytach nie ma enzymów potrzebnych do degradacji ciał ketonowych
Utlenianie ciał ketonowych
- Acetooctan łączy się z CoA co dej acetoacetylo-CoA. Reakcje katalizuje transferaza CoA
- Rozpad acetoacetylo-CoA do 2 cząsteczek acetylo-CoA z wykorzystaniem CoA. Katalizowane przez tiolazę. Produkty tej reakcji są wykorzystywane w cyklu Krebsa.
Do jakiej ilości ATP prowadzi utlenianie acetooctanu
23 moli ATP
Do jakiej ilości ATP prowadzi utlenianie beta-hydroksymaślanu
26 moli
Ketonuria
Wysokie stężenie ciał ketonowych w moczu
Pozytywne skutki diety wysokotłuszczowej
-obniza stres oksydacyjny: redukcja wolnych rodników, z czym ściśle związane jest obniżenie stanu zapalnego
-zmniejsza zmiany patologiczne w sercu
-normalizuje ciśnienie krwi
-pomaga w powrocie do prawidłowej wagi ciała
-normalizuje poziom glukozy we krwi i profilu lipidowego (frakcji LDL i HDL)
Cholesterol cechy
-należy do steroidów, grupy lipidów, których cechą wspólną jest rdzeń steroidowy, który zawiera układ 4 pierścieni węglowych określanych jako ABCD (ABC 6-weglowe, D-weglowy).
-jest to alkohol jednohydroksylowy, jednonienasycony
-lancuch kwasu tłuszczowego w cholesterolu ma charakter nasycony
- cholesterol to cząsteczka 27-weglowa, wszystkie atomy C pochodzą z 2 węglowej cząsteczki acetylo-CoA.
-syntetyzowany głównie w wątrobie, poza tym w jelitach, nadnerczach, gonadach, skórze, tkance nerwowej i aorcie.
Gdzie znajduje się wiązanie podwójne w cholesterolu
W pierścieniu B między C5 a C6
Do którego węgla dołączony jest łańcuch kwasu tluszczowego w cholesterolu
C17 w pierścieniu D
Biosynteza cholesterolu hamowana jest przez
-fosforylację katalizowaną przez kinazę białkową zależną od AMP
-glukagon w stanie głodu
-glikokortykosteroidy
-lowastatynę
-kompaktynę (inhibitor kompetycyjny reduktazy HMG-CoA
Przez co aktywowana jest biosynteza cholesterolu
-insulinę
-hormony tarczycy T3 i T4
Jaki związek po cyklizacji staje się cholesterolem
Skwalen
W jakim miejscu w komórce zachodzi synteza cholesterolu
W cytoplazmie, końcówka syntezy w siateczce śródplazmatycznej.
Etapy biosyntezy cholesterolu
- Synteza pirofosforanu izopentetenylu z acetylo-CoA.
- Kondensacja 6 cząsteczek pirofosforanu izopentetenylu w skwelen (C30)
- Usunięcie 3 atomów C i cyklizacja skwelenu do cholesterolu
Etap I syntezy cholesterolu - Synteza pirofosforanu izopentetenylu z acetylo-CoA
- Z 2 cząsteczek acetylo-CoA powstaje acetoacetylo-CoA (C4). Reakcje katalizuje tiolaza. Poprzez dołączenie do acetoacetylo-CoA trzeciej cząsteczki acetylo-CoA powstaje 3-hydroksy-3-metyloglutarylo-CoA (C6). Proces katalizowany jest przez syntazę HMG-CoA.
- W wyniku redukcji HMG-CoA powstaje mewalonian (C6). Reakcje katalizuje reduktaza HMG-CoA, której kofaktorem jest NADP
- Mewalonian jest 2 razy fosforylowany do wytworzenia 5-pirofafo-mewalonianu. Reakcje katalizowane przez kinazę mewalonianu i kinazę fosfomewalonianu.
- 5-pirofosfo-mewalonian (C6) ulega dekarboksylacji do pirofosforanu 3-izopentylu. Reakcja katalizowana przez dekarboksylazę fosfomewalonianu, reakcja wymaga dostarczenia energii z ATP
Etap II syntezy cholesterolu - Kondensacja 6 cząsteczek pirofosforanu izopentetenylu w skwelen (C30)
- Cząsteczka pirofosforanu 3-izopentynylu ulega izomeryzacji do pirofosforanu dimetyloallilu
- Pirofosforan 3-izopentynylu kondensuje ze swoim izomerem - pirofosforanem dimetyloallilu dając pirofosforan geranylu (C10)
- Pirofosforan geranylu kondensuje z pirofosforanem 3-izopentytylu dając pirofosforan farnezylu (C15)
- W wyniku kondensacji 2 cząsteczek pirofosforanu farnezylu (C15) powstaje liniowa cząsteczka skwalenu (C30)
Etap III syntezy cholesterolu - Usunięcie 3 atomów C i cyklizacja skwelenu do cholesterolu
- Utlenienie skwelenu do epoksydu skwalenu
- Cyklizacja epoksydu skwalenu powoduje powstanie lanosterolu
- Następnie ma miejsce 19 reakcji w czasie których odłączane są 3 atomy C, powstaje wiązanie podwójne między C5 a C6. Powstaje cholesterol.
Z czego zbudowane są woski
Z kwasów tłuszczowych i długołańcuchowych alkoholi
Z czego zbudowane są triaglicerole
Z glicerolu którego wszystkie 3 grupy -OH zestryfikowane są -COOH kwasów tłuszczowych
Z czego zbudowane są glicerofosfolipidy
Glicerol, którego 2 gr. -OH są zestryfikowane -COOH kwasów tłuszczowych a trzecia gr -OH jest zestryfikowana fosforanem
Z czego zbudowane są sfingolipidy
Rdzeniem alkoholowym jest sfingozyna, zawierają 2 ogony kwasów tłuszczowych: jeden jest integralną częścią sfingozyny a drugi dołączony wiązaniem amidowym do sfingozyny
Sfingomieliny
Grupa sfingolipidów, w której podobnie jak w glicerofosfolipidach do alkoholu dołączony jest poprzez ortofosforan aminoalkohol
Prekursor do syntezy fosfolipidów
Fosfatyd
Prekursor do syntezy sfingolipidów
Ceramid
Cerebrozydy
Najprostsze glikolipidy. Ceramid + monosacharyd
Sulfatydy
Sulfonowane cerebrozydy
Globozydy
Ceramid + kilka reszt cukrowych
Gangliozydy
Ceramid + kilka reszt cukrowych (przynajmniej 1 gr kwasu sjalowego)
Co może być monosacharyhdem w cerebrozydzie
Glukoza lub galaktoza
Jakimi cząsteczkami są glikosfingolipidy
Amfipatycznymi
Kwas sjalowy inaczej
Kwas N-acetyloneuraminowy (NANA)
Co może być aminoalkoholem w sfingomielinach
Fosfocholina lub fosfoetanolamina
Eikozanoidy (Ikozanoidy)
Pochodne kwasu arachidonowego
Jakie są eikozanoidy
Prostaglandyny
Prostacykliny
Tromboksany
Leukotrieny
Na jakim szlaku powstają leukotrieny
Szlaku lipooksygenazy
Na jakim szlaku powstają prostaglandyny, prostacykliny i tromboksany
Na szlaku cyklioksygenazy
Pierwsza cząsteczka która powstaje z arachidoniwnu w szlaku cyklioksygenazy
Prostaglandyna H2
Prostaglandyny
Analogi kwasu prostanowego, zawierają w strukturze pierścień cyklopentanowy i dwa łańcuchy alifatyczne. Jeden utworzony z 7 atomów C a drugi z 8 atomów C
Z czego składa się nukleotyd
Zasada azotowa + cukier + ortofosforan
Wiązanie między cukrem a ortofosforanem w nukleotydzie
W. Fosfoestrowe
Wiązanie między cukrem a zasadową azotowa w nukleotydzie
Wiązanie beta-N-glikozydowe
Wiązanie między zasada azotowa a zasada azotowa
Wiązanie wodorowe
Wiązanie między nukleotydem a nukleotydem
W. Fosfodiestrowe
Nukleozyd
Zasada azotowa + cukier
Przy którym węglu cukru i przy którym N zasady azotowej powstaje wiązanie beta-N-glikozydowe w przypadku puryn i pirmidyn?
Zawsze między C1 cukru i w przypadku pirymidyn N1 a w przypadku Puryn N9
B-DNA
Główna forma DNA
-prawoskretna regularna helisa utworzona przez dwa antyrównoległe łańcuchu
-na 1 skręt/skok przypada 10 par nukleotydów
-dlugosc skrętu 3,4nm
-2 rowki: mniejszy i większy
A-DNA
-mniej rozciągnięta niż forma B
-dlugosc skrętu: 2.6nm
-na jeden skręt przypada nawet 11 par mononukleotydow
- 2 rowki
-mniejszy stopień uwodnienia niż w B-DNA
-wystepuje w hybrydach RNA-DNA, dsRNA
Z-DNA
-zageszczenie par zasad GC
-zasady azotowe dosunięte do osi helisy
-lewoskretna
-na jeden skręt przypada 12 par nukleotydów
-ksztalt zygzakowaty nici, co wynika z nagromadzenia par GC
-tylko jeden mniejszy rowek
-wystepowanie u prokariota, u niektórych Eukariota w tym u człowieka
Trzeciorzędowa struktura kwasów nukleinowych
Kolisty DNA plazmidowy
tRNA
Mitochondrialny i chloroplastowy DNA
DNA upakowany w nukleosomach
Jaki jest produkt fosforylacji AMP
ADP
Jaki jest produkt fosforylacji ADP
ATP
Jak powstaje cAMP
z ATP w reakcji katalizowanej przez cyklazę adenylową
Pirymidyny
Cytozyna
Uracyl
Tymina
Puryny
Adenina
Guanina
Transaminacja
Przeniesienie gr. Aminowej z aminokwasu na alfa-ketokwas. Reakcja w której dochodzi do wzajemnych przemian pary alfa-aminokwas - alfa-ketokwas
Proces katalizowany przez aminotransferazy (kofaktor -fosforan pirydoksalu)
Gdzie odbywa się cykl mocznikowy
Wątroba, pierwsze 2 reakcje w mitochondriach, reszta w cytozolu
Przemian jakich aminokwasów dotyczy cykl mocznikowy
2 niebialkowych: ornityny oraz cytruliny oraz 1 białkowego: argininy
Substraty cyklu mocznikowego
Amoniak, dwutlenek węgla, asparginian + woda
Produkty końcowe cyklu mocznikowego
Mocznik
Ile cząsteczek ATP jest zużywanych w cyklu mocznikowym
3
Cykl mocznikowy - przebieg
- W mitochondrium amoniak w postaci jonu amonowego +CO2 ulegają kondensacji, w efekcie powstaje karbomoilofosforan. Katalizowane przez syntazę karbomoilofosforanową. Zużywane są 2 cz. ATP
- Przeniesienie gr. Karbomoilowej na ornitynę katalizuje karbomoilotransferaza ornitynowa; powstaje produkt pośredni- cytrulina
- Cytrulina opuszcza mitochondrium i przy użyciu transportera przechodzi do cytozolu
- Cytrulina łączy się z kwasem asparaginowym. Powstaje argininobursztynian. Reakcje katalizuje syntetaza argininobursztynianowa. Zużywana jest 1cz. ATP
- Argininobursztynian ulega rozszczepieniu na argininę i fumaran. Katalizowane przez liazę bursztynianową
- Arginina ulega rozszczepieniu hydrolitycznemu, powstaje mocznik i odtwarza się ornityna
Fumaran
Intermediant wiążący cykl mocznikowy z cyklem kwasu cytrynowego.
Od regulacji jakiego enzymu zależy regulacja cyklu mocznikowego?
Syntetaza karbomoilofosforanowa I
Od czego zależy aktywność enzymu Syntetazy karbomoilofosforanowej I
Stężenia N-acetyloglutamonianu
Hiperamonemia
-wysokoe stężenie amoniaku we krwi, płynie mózgowo-rdzeniowym czy moczu
-zwiekszona synteza Glu i Gln
Aminokwasy glukogenne
Szkielety węglowe rozkładane do pirogronianu lub metabolitów pośrednich cyklu kwasu cytrynowego z których może powstać glukoza szlakiem glukoneogenezy
Aminokwasy ketogenne
Szkielety węglowe rozkładane do acetylo-CoA lub acetoacetylo-CoA z których mogą powstać ciała ketonowe
Aldozy
Monosacharydy, które zawierają gr. Aldehydową (np. Glukoza)
Ketozy
Zawierają gr. Ketonowa (np. Fruktoza)
Enancjomer L
Skręca światło spolaryzowane w lewo
Enancjomer D
Skręca światło spolaryzowane w prawo
Epimery glukozy
Mannoza (epimer przy C2)
Galaktoza (epimer przy C4)
Epimery
Związki o tym samym wzorze sumarycznym, które różnią się konformacją jednego atomu węgla
Funkcje węglowodanów
-strukturalna
-zapasowa
-udzial w reakcjach rozpoznawania
-metaboliczna
Monosacharydy
Glukoza
Ryboza/deoksyryboza
Galaktoza
Fruktoza
Sacharoza zbudowana jest z
Reszt glukozy i fruktozy
Laktoza zbudowana jest z
Galaktozy i glukozy
Maltoza zbudowana jest z
2 reszt glukozy (produkt trawienia skrobii)
Glikoliza
- zachodzi w cytoplazmie prokariotów i eukariotów
-glukoza jest metabolizowana do 2 cz. Pirogronianu, 2 cz. ATP i 2 cz. NADH
Efektem glikolizy jest
-produkcja ATP
-dostarczenie substratów do
* cyklu kwasu cytrynowego (acetylo-CoA z pirogronianu)
* fosforylacji oksydacyjnej (NADH)
9 etapów glikolizy
- Glukoza ulega fosforylacji, reakcja katalizowana przez heksokinazę. Powstaje glukozo-6-fosforan. Konieczne jest zużycie 1 cz. ATP
- Glukozo-6-fosforan ulega izomeryzacji do fruktozo-6-fosforanu. R. Katalizowana przez izomerazę glukozofosforanową
- Fruktozo-6-fosforan ulega fosforylacji do fruktozo-1,6-bifosforanu. Reakcja katalizowana przez fosfofruktokinazę. Konieczne zużycie 1cz. ATP
- Fruktozo-6-bifosforan ulega rozszczepieniu na 2 triozy: fosfodihydroksyaceton i aldehyd 3-fosfoglicerylowy
- Aldehyd 3-fosfoglicerynowy przekształcany jest w 1,3-bifosfoglicerynian. Reakcja katalizowana przez dehydrogenazę aldehydu 3-fosfoglicerynowego. Zużywane jest Pi i NAD+
- Wysokoenergetyczne wiązanie w 1,3-bifosforynianie jest używane w syntezie ATP. Produkty: ATP+ 3-fosfoglicerynian
- przeksztalcenie 3-fosfoglicerynianu w 2-fosfoglicerynian. R. Katalizowana przez fosfogliceromutazę
- Odwodnienie 2-fosfiglicerynianu. Przemiana wiązania estrowego w fosforowe. Powstaje fosfoenolopirogronian
- Przeniesienie gr. Fosforanowej z fosfoenologlicerynianu na ADP. Katalizowane przez kinazę pirogronianową. Powstaje ATP i pirogronian
Bilans glikolizy
Strata 2 cz. ATP
Zysk: 2 cz pirogronianu
1 Pirogronian = 2 cz. ATP
Zysk końcowy: 2 cz. ATP
Enzymy które wpływają na tempo przebiegu glikolizy
-heksokinaza
-fosfofruktokinaza
-kinaza pirogronianowa