1 / 62

Zbroj svih biokemijskih reakcija u organizmu, koje uključuju promjenu energije .

METABOLIZAM. Zbroj svih biokemijskih reakcija u organizmu, koje uključuju promjenu energije . Metaboli za m govori kako se energija dobiva, pretvara, koristi ili pohranjuje u stanici . Svaki metabolički put je kaskada reakcija koje vode ka sintezi ili razgradnji nekog spoja. Katabolizam

cheryl
Download Presentation

Zbroj svih biokemijskih reakcija u organizmu, koje uključuju promjenu energije .

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. METABOLIZAM • Zbroj svih biokemijskih reakcija u organizmu, koje uključuju promjenu energije. • Metabolizam govori kako se energija dobiva, pretvara, koristi ili pohranjuje u stanici. • Svaki metabolički put je kaskada reakcija koje vode ka sintezi ili razgradnji nekog spoja.

  2. Katabolizam Metabolički putovi koji vode razgradnji velikih složenih molekula u manje. Ove rakcije najčešće su praćene oslobađanjem energije.

  3. Anabolizam Ovim metaboličkim putovima se iz jednostavnijih sintetiziraju velike i složene molekule. Nazivaju se i biosintetskim reakcijama i često zahtijevaju unos energije. Katabolizam i anabolizam su uvijekpovezani, preko energije (ATP) a i zajedničkih metabolita.

  4. Oksidacija : otpuštanje elektrona Redukcija : primitak elektrona Molekulakoja otpušta e-je e--donor (reducens). Molekulakoja prima e-je e--akceptor (oksidans). Te reakcije se odvijaju uvijek u paru, donor/akceptor. U većini slučajeva oksidacija i redukcija mogu se pratiti kretanjem vodikovih atoma: Molekula koja prima vodik se reducira. Molekula koja otpušta vodik se oksidira.

  5. e-se može prenijeti na nekoliko načina: • Direktniprijenos: npr. metal-ioni, • Fe+2+ Cu+2 Fe+3+ Cu+ • Prijenos s vodikovim atomom, • AH2 +B A + BH2

  6. Opća slika metabolizma

  7. Središnja uloga Acetil-CoA u staničnom metabolizmu

  8. Struktura Acetil CoA

  9. Piruvat  Acetil CoA(oksidativna dekarboksilacija piruvata) • Kompleks piruvat dehidrogenaze (PDH) • Katalitičkikofaktori TPP, liponamid i FAD

  10. Piruvat dehidrogenaza (PDH) • Četiri stupnja reakcije Dekarboksilacija Oksidacija Stvaranje acetil-CoA Regeneracijaliponamida • Tri podjedinice enzima E1-Dekarboksilaza- dehidrogenaza E2- Transacetilaza E3- Dihidroliponamid- dehidrogenaza

  11. Oksidativna dekarboksilacija piruvata Kompleks piruvat dehidrogenaze (PDH)

  12. Koenzimiiprostetskeskupine piruvat-dehidrogenazeKofaktor LokacijaFunkcija Tiamin-difosfat (TPP) vezan na E1 dekarboksilira piruvat dajući hidroksietil-TPP karbanion Liponskakiselina vezana na lys na E2 (liponamid) prihvaća hidroksietil karbanion sa TPP-a kao acetilnu skupinu Koenzim A (CoA) supstrat za E2 prihvaća acetilnu skupinu sa liponamida Flavin-adenin dinukleotid (FAD) vezan na E3 oksidira liponamid Nikotinamid-adenin dinukleotid (NAD+) supstrat for E3 oksidira FADH2

  13. Regulacija PDH } Acetil.CoA inhibira E2 NADH inhibira E3 inhibicija produktom PDH-kinazase aktivira kad stanica ima: mnogo energije (ATP), acetil-CoA, NADH Time se E1-PDH fosforilira i inaktivira U suvišku piruvata PDH-kinaza se isključuje čime se E1-PDH defosforilira (PDH-fosfataza) i ponovo aktivira

  14. Regulacija piruvat-dehidrogenaze (PDH) AcCoA NADH PDH-E1 Piruvat Regulacijakovalentnom modifikacijom (interkonverzija)

  15. Citratniciklus • Acetil-CoA ulazi u ciklus; nastaju 2 CO2, 3 NADH, 1 GTPi 1 FADH2. • Svi međuprodukti se regeneriraju, troši se jedino acetil CoA

  16. Citratni ciklus

  17. Detalji citratnogciklusa • kompleks 2-oksoglutarat dehidrogenaze sličan je kompleksu piruvat dehidrogenaze • energija hidrolize sukcinil-CoA dovoljna je za nastanak GTP-a, (iz kojeg nastaje ATP) • akonitazai sukcinat-dehidrogenaza su željezo-sumpor proteini • Neto reakcija citratnog ciklusa: H3C-C~SCoA + 3H2O  2CO2 + 8 [H] + HSCoA II O

  18. Citratni ciklus u biosintezi • Sukcinil-CoA se koristi za sintezu porfirinskog prstena hema • 2-oksoglutarat i oksalacetat se koriste u sintezi aminokiselina • Oksalacetat se nadomješta karboksilacijom piruvata

  19. “Nusprodukti” glikolize i citratnog ciklusa

  20. Citratni ciklus Ciklus trikarbonskih kiselina (TCA) Krebsov ciklus Zbirna jednadžba: Acetyl-CoA + 2H2O + 3NAD++FAD+GDP+Pi  3NADH + 3H+ + FADH2 + GTP + CoA +2 CO2 reakcija 1 I. faza kondenzacije II. faza oksidativne dekarboksilacije reakcije 2, 3, 4 III. faza regeneracije reakcije 5, 6, 7, 8

  21. 8 reakcija citratnog ciklusa: Acetil-CoA se oksidira do CO2 Sve se reakcije odvijaju u mitohondriju Ciklički karakter procesa: Počinje sa oksalacetatom završava sa oksalacetatom Oksalacetat se regenerira u svakom ciklusu Energija oslobođena u citratnom ciklusu pohranjuje se u obliku reduciranih koenzima NADH, FADH2.

  22. COO- CH2 COO- O HO-C-COO- = C=O CH3-C-S-CoA CH2 CH2 COO- COO- Reakcija 1 AcCoA citrat sintaza OAA CoA-SH Citrat

  23. AcCoA + OAA + H2O  Citrate + CoA + H+DGo’ = -31.5 kJ/mol Ireverzibilna Kontrolna točka Akumulacija citrata inhibira citrat-sintazu

  24. Reakcija 2 akonitat-hidrataza DGo’ = 6.3 kJ/mol reverzibilna izomerizacija

  25. Reakcija 3 izocitrat dehidrogenaza DGo’ = -21 kJ/mol nastanak prvog CO2i NADH u ciklusu kontrolna točka

  26. Reakcija 4 2-oksoglutarat dehidrogenaza DGo’ = -33kJ/mol kontrolna točka

  27. 2-oksoglutarat dehidrogenaza Kao i PDH – ima 3 enzima E1: 2-oksoglutarat dekarboksilaza-dehidrogenaza E2: transsukcinilaza isti enzim kao i kod PDH E3: dihidroliponamid dehidrogenaza isti kofaktori kao i kod PDH: TPP, liponamide, FAD, NAD, CoA E2; inhibira ga sukcinil CoA E3; inhibira ga NADH

  28. Reakcija 5 CoA-SH GDP+ Pi GTP Sukcinil-CoA sintetaza DGo’ = -2.1kJ/mol Energija hidrolize tioesterske veze koristi se za sintezu GTP. GTP + ADP  ATP + GDP Nukleozid difosfat kinaza

  29. Reakcija 6 Sukcinat dehidrogenaza DGo’ = 6 kJ/mol Kovalentno vezan FAD, prostetska skupina SDH je vezana na unutrašnju membranu mitohondrija, ostali su enzimi CLK slobodni u matriksu mitohondrija.

  30. Sukcinat Fumarat FADH2 FAD CoQ QH2 FADH2se reoksidira predajom e-koenzimu Q, QH2se reoksidira u respiratornom lancu.

  31. Reakcija 7 fumarat-hidrataza DGo’ = -3.4kJ/mol

  32. Reakcija 8 DGo’ = 29.7 Malat dehidrogenaza jako endergona reakcijaali se oksalacetat brzo uklanja u jako egzergonoj sintezi citrataDGo’ = -31.5kJ/mo.l

  33. Standardne promjene slobodne energije (DGo’) te promjene kod fizioloških uvjeta (DG) u reakcijama CLK. Reaction Enzyme DG DGo’ -53.9 -31.5 5 -21 -33 -2.1 +6 -3.4 +29.7 Negativna ~ 0 Negativna Negativna ~ 0 ~ 0 ~ 0 ~ 0 Citrat sintaza Akonitat-hidrataza Izocitrat dehidrogenaza 2- oksoglutarat dehidrogenaza Sukcinil-CoA sintetaza Sukcinat dehidrogenaza Fumarat hidrataza Malat dehidrogenaza 1 2 3 4 5 6 7 8 -17.5 -43.9

  34. Regulacija citratnog ciklusa • Piruvat dehidrogenaza se inhibirafosforilacijom • ATP povećava Km citrat-sintaze za acetil-CoA • ATP i ADP reguliraju izocitrat-dehidrogenazu • 2-oksoglutarat dehidrogenazu inhibiraju sukcinil-CoA, NADH i ATP

  35. Oksidativnafosforilacija • Električni potencijal elektronaprenesenih iz citratnog ciklusa koristi se u respiratornom lancu za stvaranje gradijenta protona na unutrašnjoj membrani mitohondrija, a on se koristi za fosforilaciju ADP-a u ATP.

  36. Mitohondrij • Mitohondrij sadrži enzime zadužene za citratni ciklus, oksidativnu fosforilaciju i oksidaciju masnih kiselina. • Matriksje unutarnjom membranom odijeljen od međumembranskog prostora. Vanjska membrana je porozna.

  37. Strukturamitohondrija

  38. Oksidativnafosforilacija • Energija za sintezu ATP-a dobiva se prijenosom elektrona na spojeve s većim afinitetom za elektrone (redukcijski potencijal).

  39. Respiratorni lanac

  40. NADH-Q reduktaza (kompleks I) • Kompleks I sadrži 34 polipeptida, FMN i Fe-S proteine. • Elektroni se prenose na ubikinon a oslobođena energija koristi se izbacivanje protona kroz unutarnju membranu u međumembranski prostor.

  41. Koenzim Q (ubikinon) • Ubikinonprima elektronesa Fe-S proteina. • Na kraju reakcije četiri protona izbacuju se na citosolnu stranu unutrašnje membrane.

  42. Struktura NADH-Q reduktaze • Nije poznato na koji način konformacijske promjene kompleksa I rezultiraju izbacivanjem (pumpanjem) protona.

More Related