GLIKOLIZA: Sumaryczna r-cja: glukoza + 2ADP+ 2Pi + 2Nad+ -> 2pirog. + 2ATP + 2NADH + 2H++ 2H2O Zachodzi w cytoplazmie komórek prok. I Eukariot. Funkcje: dostarcza egergię użyteczna bezpośrednio w postraci ATP; dostarcza energię w sposób pośredni przez wytwarzanie S dla cyklu kwasu cyt. I łańcucha oddechowego; wytw. Metabolity do szlaków biosyntetycznych w kom. Przebieg: glukoza+ATP>glukozo-6-P+ADP + H+> Fruktozo-6-P>fruktozo-1,6-BP> fosfodihydroksyaceton + aldehyd 3-Pglic. (fosfodihydroksyaceton> aldehyd 3-Pglic.) >> 1,3 BPglicerynian > 3-Pglicerynian > 2-Pglicerynian > fosfoenolopirog. > pirogronian. ENZYMY: 1-heksokinaza, 2- izomerazaglukozoP, 3- Pfruktokinaza, 4- aldolaza, (5- izomeraza trioz), 6- dehydrogenaza aldehydu 3-Pglic. 7- fosfogliceromutaza 8-enolaza 9- kinaza pirog. GLIKOLIZA BEZTLENOWA: mleczanowa: glukoza + 2Pi + 2ADP -> 2mleczan + 2ATP + 2H2O enzym: dehydrogenaza mleczanowa; alkoholowa: glukoza + 2Pi + 2ADP + 2H+ -> 2etanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O; enzymy: dekarboksylaza pirogronianowa i alkoholowa; DROGI PRZEKSZTAŁCANIA PIROGRONIANU: w warunkach beztlenowych pirogronian zostaje przekształcony w mleczan lub etanol w warunkach tlenowych pirog. Ulega oksydacyjnej dekarboksylacji i powstaje acetyloCoA który może wejsc do Cyklu Krebsa lub zostaje wykorzystany do syntezy kw. Tluszczowych lub cial ketonowych; pirog. Może być substratem w glukoneogenezie lub w r-cji transami nacji może być przekształcony w Ala. GLUKONEOGENEZA: szlak biosyntezy glukozy z S niecukrowych; przebiega w 90% w watrobie i w 10% w korze nerek; na terenie kom. Przebiega w mit. Cyt. I ER. R-cja sumaryczna: 2pirogronian + 4ATP + 2GTP + 2NADH + 6H2O -> glukoza + 4ADP + 2GDP + 6Pi + 3 NAD+ + 2H+; R-CJE SWOISTE GLUKONEOG: mitochondriom: 1) pirogronian + CO2 + ATP +H2O -> szczaw. + ADP + Pi + 2H+; 2) Szczaw. + GTP >< fosfoenolopirog. + GDP + CO2; CYTOZOL: 1) F-1,6-BP + H2O -> F-6-P +Pi; ER: Glukozo-6-P + H2O -> Glukoza + Pi; GLIKOGEN: enzymy: amylo(1,4->1,6) transglikozylaza (enzym rozgałęziający); fosforylaza glikogenowa (enzym rozkładający glikogen glukozo-6-P i n- reszt glikogenu) alfa-1,6- glukozydaza (enzym usuwajacy rozg.); CYKL KWASU CYTRYNOWEGO: r-cja sumaryczna: acetyloCoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O -> 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 2H+ +CoA; syntetaza cytrynianowa (liazy) >> akonitaza (lizay) >> dehyd. Izocyt. (oksydoreduktazy) >> de hydr. Alfa - ketoglutaranowa (oksydoreduktazy) >> syntetaza bursztynyloCoA (ligazy) >> dehyd. Bursztynianowa (Osydo) >> fumaraza (lizay) >> dehyd. Jabłczanowa (Osydo.) r-cje katalizowane przez kompleks dehydrogenazy pirog.: Etapy Pirogronian wia_e sie z DPT i ulega dekarboksylacji, jednoczesnie powstaje difosforan (pirofosforan) hydroksyetylotiaminy. Reakcja przebiega z udziałem E1 . Grupa hydroksyetylowa tiaminy zostaje utleniona do grupy acetylowej i przeniesiona na kwas liponowy, który ulega redukcji. Powstaje acetylolipoamid. Reakcje katalizuje E2. 3. Grupa acetylowa jest przenoszona na CoA ( koenzym A), reakcje katalizuje E2. 4. Zredukowany lipoamid ulega regeneracji z udziałem E3, FAD i NAD. Powstaje NADH. 5. Kompleks dehydrogenazy pirogronianowej gotowy do katalizowania reakcji. FUNKCJE CYKLU KW. CYT: głowny szlak rozkładu sząsteczel aminokwasów sacharydów i kw tluszcowych do CO2 I H2O; dostarcza redukowane koenzymy NADH I FADH2 które SA utleniane w lancuchu oddechowym dajac ATP; substraty do r-cji biosyntetycznych (puryny, pirymidyny, aminokwasy, hem, chlorofil, asparaginian, glutaminia, itp.) REAKCJE ANAPLEROTYCZNE: pirogronian + CO2 + ATP + H2O -> SZCZAW + ADP + Pi enzym karboksylaza pirogronianowa); fosfoenolopirogronian + CO2 + GDP -> SZCZAW + GTP (enzym: karboksykinaza PEP); pirogronian + CO2 + NADH + H+ -> jablczan + NAD+; (enzym jablczanowy zalezny od NAD+) FOSFORYLACJA OKSYDACYJNA: proces powstawania ATP napędzany transportem elektronw z S oddechowych na O2. w tym procesie uczestniczy siła protonomotoryczną wytworzona przez gradient Ph I ROZNICE POTENCJALU ELEKTROCHEMICZNEGO NA WEW. BLONIE MITCHONDRIALNEJ. ZACHOZI W BLONIE KOMORKOWEJ ORG. PROKARIOTYCZNYCH I EUKARIOTYCZNYCH I W WEW. BLONIE MITOCHONDRIALNEJ ORG. EUKARIOTYCZNYCH. Dzialanie pomp protonowych: 1) dehydrogenaza NADH (reduktaza NADH - Q ) NADH + Q 5H+matriks -> NAD+ QH2 + 4H+; reduktaza cytochromowa QH2 + 2 CYT C utl, + 2H+ matriks -> Q 2cyt C ZRED. + 4H+ cytozol; oksydaza cytochromowa: 4 cyt c zred. + 8H+ +O2 -> 4CYT C utl. + 2H2O +4H+cytozol.; DZIAŁANIE SYNTAZY ATP: podjednostki beta syntazy ATP posiadaja miejsca katalityczne - miejsca wiazania nukleotydow : ADP + Pi oraz ATP.; miejsce katalityczne w formie O - otwarte - ma znikome powinowactwo do substratow; miejsce katalityczne w formie L - luzno wiaze substraty i nie ma aktywności katalitycznej; miejcse katalityczne T - mocno wiaze substraty (ADP I Pi ) i jest katalitycznie aktywne.; energia wniesiona przez przeplyw protonów przez kanal Fo powoduje zmiane konformacji miejsc katalitycznych . T przechodzi w O, L przechodzi w T a O w L.Te zmieny konformacyjne zachodza prawdopodobnie na skutek rotacji podjednostek beta względem podjednostki gamma. Podj. Gamma przenosi energie protonow i wymusza transformacje miejsca T w miejsca O aby nastąpiło odlaczenie ATP. FOTOSYNTEZA: r-cja sumaryczna: CO2 + 2H2A +E słoneczna -> [CH2O] +H2O +2A; Faza świetlna (jasna): błona tylakoidów grana: NAD+ + n ADP + n Pi + H2O h V ½ O2 + NADPH + H+ + n ATP Faza „ciemna”: n CO2 + 2n NADPH + 2n H2O + 3n ATP (CH2O)n + 3n ADP + 3n Pi + 2n NADP+ + n H+ Biosynteza sacharozy i skrobi: a) skrobia Fru-6-P izomeraza heksozofosforanowa Glc-6-P fosfoglukomutaza Glc-1-P +ATPpirofosforylazaPPi +ADP-Glc syntaza skrobiowa Amyloza enzym Q amylopektyna; b) sacharoza Fru-6-P izomeraza heksozofosforanowa Glc-6-P fosfoglukomutaza Glc-1-P +UDPpirofosforylazaPPi +UDP-Glc syntaza sacharozofosforanowa sacharozo-6-P +H2Ofosfataza Pi + sacharoza; metabolizm CAM : NOC: skrobia> kw.fosoenolopirogronianowy > kw. Szczawiooctowy > kw.L-jablkowy >nagromadzenie kw jabłkowego zakwaszenie wakuoli; DZIEŃ: kw L jabłkowy opuszcza wakuole> kw. Pirogronianowy > kw. Fosfoenolopirog. > skrobia; FOTOSYNTEZA C4 : CO2 (mezofil) + ATP + H2O -> CO2 (pochwa okolowiazkowa) + AMP +2Pi + H+; szlak C4 i cykl CELVINA jednoczesnie: 6CO2 + 30ATP + 12 NADPH + 12 H2O -> C6H12O6 +30 ATP + 30Pi + 12 NADP+ + 18H+; CYKL CALVINA BENSONA: r-cja sumaryczna: 6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12H2O -> C6H12O6 +18ATP + 18Pi +12 NADP+ + 6H+; PRZEBIEG: karboksylacja: rybulozo - 1,5- BP + CO2.> 3 - fosfoglicerynian (2x); redukcja: 1,3 - Bpglicerynian > aldehyd 3- Pglicerynowy> fruktozo - 1,6-bisfosforan > fruktozo - 6 - P; regeneracja: fruktozo - 6- P rybulozo - 5 -P.; CYKL MOCZNIKOWY: CO2 + NH4 + 3ATP + ASP + 2H2O -> mocznik + 2ADP + Pi + AMP + PPi + fumaran; reakcje cyklu mocznikowego w zwierzat przebiegaja w mitochondriach i cytoplazmie Komorek. Nadmiar azotu w Komorkach zwierzat jest przekształcany do amoniaku a nastepnie jest wydalany, organizmy amonoteliczne wydalaja amoniak bezpośrednio do środowiska czyli wody. Ogr. Urykoteliczne czyli ptaki i gady ladowe wydajala amoniak po przekształceniu do kwasy moczowego. Org. Ureoteliczne czyli większość kregowcos bladawych przeksztalca amoniak w mocznik i w tej formie wydala. Reakcje transaminacji: (aminotransferazy) a) pirogronian + glutaminian α-ketoglutaran + alanina b) szczawiooctan + glutaminian asparaginian + α-ketoglutaran; ŹRÓDŁA ATPTzw. „fosforylacje substratowe” - przeniesienie na ADP reszty ortofosforanu z wysokoenergetycznego metabolitu komórkowego. Tzw. „fosforylacja oksydacyjna” - synteza ATP z ADP i ortofosforanu związana z utlenianiem różnych zredukowanych metabolitów przy udziale tzw. łańcucha oddechowego i wykorzystaniu tlenu atmosferycznego jako końcowego akceptora elektronów.Tzw. „fotofosforylacja” - synteza ATP z ADP i ortofosforanu zachodząca na koszt energii świetlnej przy udziale tzw. łańcucha transportu elektronów.Fosforylacja związana z utlenianiem prostych nieorganicznych substancji. FAD - dinukleotyd flawinoadeninowy, forma utleniona Skład: mononukleodyd flawinowy (FMN) = pierścień izoaloksazynowy + heksano-3-ol + Pi oraz jednostka AMP = adenina + ryboza + Pi Reakcje: Bursztynian + FAD dh. bursztynianowa FADH2 + fumaran Glicerolo-3-fosforan + FAD fosfodihydroksyaceton + FADH2 NADP+ - fosforan dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego, forma utleniona Skład: pierścień nikotynoamidowy + ryboza + Pi oraz adenina + ryboza + 2 Pi Reakcje: 6-fosfoglukonian + NADP+ dh. fosfoglukonianowa NADPH + rybulozo-5-fosforan glukozo-6-P + NADP+ dh. glukozo-6-fosforanowa NADPH + 6-fosfoglukono-δ-lakton Źródła: Zwierzęta :szlak pentozofosforanowy: z każdej cz. Glc-6-P kompletnie utlenionej do CO2 powstaje 12 cz. NADPH Rośliny: Koniec fotosyntezy - redukcja NADP; cAMP - cykliczny adenozynomonofosforan Skład: adenina + ryboza + Pi Powstawanie: ATP cyklaza adenylowa PPi + cAMP Funkcje: cAMP jest informatorem drugiego rzędu dla noradrenaliny, glukagonu i innych hormonów; pobudza degradację zapasowych substratów energetycznych, zwiększa wydzielanie kwasu przez błonę śluzową żołądka, powoduje rozproszenie ziarnistości barwnika melaniny, zmniejsza agregację płytek krwi i wywołuje otwarcie kanałów chlorkowych; stymuluje fosforylację wielu białek docelowych, katalizowaną prze kinazę białkową (PKA) UDP-Glc - difosfourydynoglukoza Skład: urydyna + glukoza + 2 Pi FMN - mononukleodyd flawinowy, forma utleniona Skład: pierścień izoaloksazynowy + heksano-3-ol + Pi Enzym allosteryczny - enzym, który zmienia swoją konformację w zależności od tego czy połączył się z efektorem czy nie. Mamy efektory pozytywne - aktywujące enzym i negatywne - dezaktywujące go. Np. fosforylacja i defosforylacja Enzymy aktywowane przez fosforylację: fosforylaza glikoproteinowa, kinaza pirogronianowa i niektóre lipazy; inaktywowane: syntaza glikogenowa, karboksylaza acetylo-CoA, fosfofruktokinaza. Kinaza białkowa (PKA) - enzym należący do klasy fosfotransferaz, przenosi reszty ortofosforanowe; zbudowana z dwóch łańcuchów regulatorowych i dwóch łańcuchów katalitycznych (R2C2), aktywowana przez cAMP, fosforyluje reszty seryny i treoniny wielu białek docelowych. Aminokwas glukogenny - taki aminokwas, który w metabolizmie może być włączany w cykl kwasu cytrynowego i glukoneogenezy. Typowe aminokwasy glukogenne to: Asp, Asn, Met, Thr, Val, Arg, Glu, Gln, His, Pro, Ala, Cys, Gly i Ser. Ile, Phe, Trp i Tyr są ketogenne jak i glukogenne. Ferrodoksyna - rozpuszczalne w wodzie białko o masie 12 kDa zawierające co najmniej jedno centrum żelazowo-siarkowe. Jest ważnym przekaźnikiem elektronów w końcowych etapach fazy jasnej fotosyntezy. AMINOKWASY: Endogenne: Ala, Arg*Asp Cys Gly Glu Gln Pro Ser Tyr; Egzogenne: Phe, His Ile, Leu, Lys, Met, Thyr Tryp, Val. APARAT REPLIKACYJNY U BAKTERII: helikaza: wykorzystuje energie hydrolizy ATP I rozplata nic DNA 2) białka SB: przyłaczajac sie do pojedynczych nici DNA zapobiegaja ich ponownemy laczeniu sie dzieki temu pojedyncze nic moga sluzyc jako matryce w replikacji. 3) prymaza: enzym odpowiedzialny za synteze startera RNA. Sekwencja nukleozydowa startera jest komplementarna do jednoniciowej matrycy DNA. 4) polimerazy DNA: *polimeraza DNA1 (enzym Kornberga) odpowiada za replikacje DNA posiada aktywność egzonukleazy 3'5' czyli aktywność korektorska oraz aktywność egzonukleazy 5'3' usuwa startery; *polimeraza DNA2 funkcje naprawcze, posiada aktywność korektorska; *polimeraza DNA3 - glowny enzym replikujący, wysokoprocesywny o aktywności korektorskiej; 5) ligaza: wiaze fragmenty okazaki. 6) tropoizomeraza typu 1: enzymy likwidujące napiecia torsyjne w czasteczce DNA. REPLIKACJA W KOMÓRKACH EUKARIOTYCZNYCH: 1) polimeraza DNA alfa: syntetyzuje startery RNA i fragmenty okazaki brak aktywności korekcyjnej; 2) polimeraza DNA beta: funkcje naprawcze; 3) polimeraza DNA gamma: replikacja mitochondrialnego DNA; 4) polimeraza DNA sigma: głowny enzym replikujący aktywność korektorska;
|
GLIKOLIZA: Sumaryczna r-cja: glukoza + 2ADP+ 2Pi + 2Nad+ -> 2pirog. + 2ATP + 2NADH + 2H++ 2H2O Zachodzi w cytoplazmie komórek prok. I Eukariot. Funkcje: dostarcza egergię użyteczna bezpośrednio w postraci ATP; dostarcza energię w sposób pośredni przez wytwarzanie S dla cyklu kwasu cyt. I łańcucha oddechowego; wytw. Metabolity do szlaków biosyntetycznych w kom. Przebieg: glukoza+ATP>glukozo-6-P+ADP + H+> Fruktozo-6-P>fruktozo-1,6-BP> fosfodihydroksyaceton + aldehyd 3-Pglic. (fosfodihydroksyaceton> aldehyd 3-Pglic.) >> 1,3 BPglicerynian > 3-Pglicerynian > 2-Pglicerynian > fosfoenolopirog. > pirogronian. ENZYMY: 1-heksokinaza, 2- izomerazaglukozoP, 3- Pfruktokinaza, 4- aldolaza, (5- izomeraza trioz), 6- dehydrogenaza aldehydu 3-Pglic. 7- fosfogliceromutaza 8-enolaza 9- kinaza pirog. GLIKOLIZA BEZTLENOWA: mleczanowa: glukoza + 2Pi + 2ADP -> 2mleczan + 2ATP + 2H2O enzym: dehydrogenaza mleczanowa; alkoholowa: glukoza + 2Pi + 2ADP + 2H+ -> 2etanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O; enzymy: dekarboksylaza pirogronianowa i alkoholowa; DROGI PRZEKSZTAŁCANIA PIROGRONIANU: w warunkach beztlenowych pirogronian zostaje przekształcony w mleczan lub etanol w warunkach tlenowych pirog. Ulega oksydacyjnej dekarboksylacji i powstaje acetyloCoA który może wejsc do Cyklu Krebsa lub zostaje wykorzystany do syntezy kw. Tluszczowych lub cial ketonowych; pirog. Może być substratem w glukoneogenezie lub w r-cji transami nacji może być przekształcony w Ala. GLUKONEOGENEZA: szlak biosyntezy glukozy z S niecukrowych; przebiega w 90% w watrobie i w 10% w korze nerek; na terenie kom. Przebiega w mit. Cyt. I ER. R-cja sumaryczna: 2pirogronian + 4ATP + 2GTP + 2NADH + 6H2O -> glukoza + 4ADP + 2GDP + 6Pi + 3 NAD+ + 2H+; R-CJE SWOISTE GLUKONEOG: mitochondriom: 1) pirogronian + CO2 + ATP +H2O -> szczaw. + ADP + Pi + 2H+; 2) Szczaw. + GTP >< fosfoenolopirog. + GDP + CO2; CYTOZOL: 1) F-1,6-BP + H2O -> F-6-P +Pi; ER: Glukozo-6-P + H2O -> Glukoza + Pi; GLIKOGEN: enzymy: amylo(1,4->1,6) transglikozylaza (enzym rozgałęziający); fosforylaza glikogenowa (enzym rozkładający glikogen glukozo-6-P i n- reszt glikogenu) alfa-1,6- glukozydaza (enzym usuwajacy rozg.); CYKL KWASU CYTRYNOWEGO: r-cja sumaryczna: acetyloCoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O -> 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 2H+ +CoA; syntetaza cytrynianowa (liazy) >> akonitaza (lizay) >> dehyd. Izocyt. (oksydoreduktazy) >> de hydr. Alfa - ketoglutaranowa (oksydoreduktazy) >> syntetaza bursztynyloCoA (ligazy) >> dehyd. Bursztynianowa (Osydo) >> fumaraza (lizay) >> dehyd. Jabłczanowa (Osydo.) r-cje katalizowane przez kompleks dehydrogenazy pirog.: Etapy Pirogronian wia_e sie z DPT i ulega dekarboksylacji, jednoczesnie powstaje difosforan (pirofosforan) hydroksyetylotiaminy. Reakcja przebiega z udziałem E1 . Grupa hydroksyetylowa tiaminy zostaje utleniona do grupy acetylowej i przeniesiona na kwas liponowy, który ulega redukcji. Powstaje acetylolipoamid. Reakcje katalizuje E2. 3. Grupa acetylowa jest przenoszona na CoA ( koenzym A), reakcje katalizuje E2. 4. Zredukowany lipoamid ulega regeneracji z udziałem E3, FAD i NAD. Powstaje NADH. 5. Kompleks dehydrogenazy pirogronianowej gotowy do katalizowania reakcji. FUNKCJE CYKLU KW. CYT: głowny szlak rozkładu sząsteczel aminokwasów sacharydów i kw tluszcowych do CO2 I H2O; dostarcza redukowane koenzymy NADH I FADH2 które SA utleniane w lancuchu oddechowym dajac ATP; substraty do r-cji biosyntetycznych (puryny, pirymidyny, aminokwasy, hem, chlorofil, asparaginian, glutaminia, itp.) REAKCJE ANAPLEROTYCZNE: pirogronian + CO2 + ATP + H2O -> SZCZAW + ADP + Pi enzym karboksylaza pirogronianowa); fosfoenolopirogronian + CO2 + GDP -> SZCZAW + GTP (enzym: karboksykinaza PEP); pirogronian + CO2 + NADH + H+ -> jablczan + NAD+; (enzym jablczanowy zalezny od NAD+) FOSFORYLACJA OKSYDACYJNA: proces powstawania ATP napędzany transportem elektronw z S oddechowych na O2. w tym procesie uczestniczy siła protonomotoryczną wytworzona przez gradient Ph I ROZNICE POTENCJALU ELEKTROCHEMICZNEGO NA WEW. BLONIE MITCHONDRIALNEJ. ZACHOZI W BLONIE KOMORKOWEJ ORG. PROKARIOTYCZNYCH I EUKARIOTYCZNYCH I W WEW. BLONIE MITOCHONDRIALNEJ ORG. EUKARIOTYCZNYCH. Dzialanie pomp protonowych: 1) dehydrogenaza NADH (reduktaza NADH - Q ) NADH + Q 5H+matriks -> NAD+ QH2 + 4H+; reduktaza cytochromowa QH2 + 2 CYT C utl, + 2H+ matriks -> Q 2cyt C ZRED. + 4H+ cytozol; oksydaza cytochromowa: 4 cyt c zred. + 8H+ +O2 -> 4CYT C utl. + 2H2O +4H+cytozol.; DZIAŁANIE SYNTAZY ATP: podjednostki beta syntazy ATP posiadaja miejsca katalityczne - miejsca wiazania nukleotydow : ADP + Pi oraz ATP.; miejsce katalityczne w formie O - otwarte - ma znikome powinowactwo do substratow; miejsce katalityczne w formie L - luzno wiaze substraty i nie ma aktywności katalitycznej; miejcse katalityczne T - mocno wiaze substraty (ADP I Pi ) i jest katalitycznie aktywne.; energia wniesiona przez przeplyw protonów przez kanal Fo powoduje zmiane konformacji miejsc katalitycznych . T przechodzi w O, L przechodzi w T a O w L.Te zmieny konformacyjne zachodza prawdopodobnie na skutek rotacji podjednostek beta względem podjednostki gamma. Podj. Gamma przenosi energie protonow i wymusza transformacje miejsca T w miejsca O aby nastąpiło odlaczenie ATP. FOTOSYNTEZA: r-cja sumaryczna: CO2 + 2H2A +E słoneczna -> [CH2O] +H2O +2A; Faza świetlna (jasna): błona tylakoidów grana: NAD+ + n ADP + n Pi + H2O h V ½ O2 + NADPH + H+ + n ATP Faza „ciemna”: n CO2 + 2n NADPH + 2n H2O + 3n ATP (CH2O)n + 3n ADP + 3n Pi + 2n NADP+ + n H+ Biosynteza sacharozy i skrobi: a) skrobia Fru-6-P izomeraza heksozofosforanowa Glc-6-P fosfoglukomutaza Glc-1-P +ATPpirofosforylazaPPi +ADP-Glc syntaza skrobiowa Amyloza enzym Q amylopektyna; b) sacharoza Fru-6-P izomeraza heksozofosforanowa Glc-6-P fosfoglukomutaza Glc-1-P +UDPpirofosforylazaPPi +UDP-Glc syntaza sacharozofosforanowa sacharozo-6-P +H2Ofosfataza Pi + sacharoza; metabolizm CAM : NOC: skrobia> kw.fosoenolopirogronianowy > kw. Szczawiooctowy > kw.L-jablkowy >nagromadzenie kw jabłkowego zakwaszenie wakuoli; DZIEŃ: kw L jabłkowy opuszcza wakuole> kw. Pirogronianowy > kw. Fosfoenolopirog. > skrobia; FOTOSYNTEZA C4 : CO2 (mezofil) + ATP + H2O -> CO2 (pochwa okolowiazkowa) + AMP +2Pi + H+; szlak C4 i cykl CELVINA jednoczesnie: 6CO2 + 30ATP + 12 NADPH + 12 H2O -> C6H12O6 +30 ATP + 30Pi + 12 NADP+ + 18H+; CYKL CALVINA BENSONA: r-cja sumaryczna: 6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12H2O -> C6H12O6 +18ATP + 18Pi +12 NADP+ + 6H+; PRZEBIEG: karboksylacja: rybulozo - 1,5- BP + CO2.> 3 - fosfoglicerynian (2x); redukcja: 1,3 - Bpglicerynian > aldehyd 3- Pglicerynowy> fruktozo - 1,6-bisfosforan > fruktozo - 6 - P; regeneracja: fruktozo - 6- P rybulozo - 5 -P.; CYKL MOCZNIKOWY: CO2 + NH4 + 3ATP + ASP + 2H2O -> mocznik + 2ADP + Pi + AMP + PPi + fumaran; reakcje cyklu mocznikowego w zwierzat przebiegaja w mitochondriach i cytoplazmie Komorek. Nadmiar azotu w Komorkach zwierzat jest przekształcany do amoniaku a nastepnie jest wydalany, organizmy amonoteliczne wydalaja amoniak bezpośrednio do środowiska czyli wody. Ogr. Urykoteliczne czyli ptaki i gady ladowe wydajala amoniak po przekształceniu do kwasy moczowego. Org. Ureoteliczne czyli większość kregowcos bladawych przeksztalca amoniak w mocznik i w tej formie wydala. Reakcje transaminacji: (aminotransferazy) a) pirogronian + glutaminian α-ketoglutaran + alanina b) szczawiooctan + glutaminian asparaginian + α-ketoglutaran; ŹRÓDŁA ATPTzw. „fosforylacje substratowe” - przeniesienie na ADP reszty ortofosforanu z wysokoenergetycznego metabolitu komórkowego. Tzw. „fosforylacja oksydacyjna” - synteza ATP z ADP i ortofosforanu związana z utlenianiem różnych zredukowanych metabolitów przy udziale tzw. łańcucha oddechowego i wykorzystaniu tlenu atmosferycznego jako końcowego akceptora elektronów.Tzw. „fotofosforylacja” - synteza ATP z ADP i ortofosforanu zachodząca na koszt energii świetlnej przy udziale tzw. łańcucha transportu elektronów.Fosforylacja związana z utlenianiem prostych nieorganicznych substancji. FAD - dinukleotyd flawinoadeninowy, forma utleniona Skład: mononukleodyd flawinowy (FMN) = pierścień izoaloksazynowy + heksano-3-ol + Pi oraz jednostka AMP = adenina + ryboza + Pi Reakcje: Bursztynian + FAD dh. bursztynianowa FADH2 + fumaran Glicerolo-3-fosforan + FAD fosfodihydroksyaceton + FADH2 NADP+ - fosforan dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego, forma utleniona Skład: pierścień nikotynoamidowy + ryboza + Pi oraz adenina + ryboza + 2 Pi Reakcje: 6-fosfoglukonian + NADP+ dh. fosfoglukonianowa NADPH + rybulozo-5-fosforan glukozo-6-P + NADP+ dh. glukozo-6-fosforanowa NADPH + 6-fosfoglukono-δ-lakton Źródła: Zwierzęta :szlak pentozofosforanowy: z każdej cz. Glc-6-P kompletnie utlenionej do CO2 powstaje 12 cz. NADPH Rośliny: Koniec fotosyntezy - redukcja NADP; cAMP - cykliczny adenozynomonofosforan Skład: adenina + ryboza + Pi Powstawanie: ATP cyklaza adenylowa PPi + cAMP Funkcje: cAMP jest informatorem drugiego rzędu dla noradrenaliny, glukagonu i innych hormonów; pobudza degradację zapasowych substratów energetycznych, zwiększa wydzielanie kwasu przez błonę śluzową żołądka, powoduje rozproszenie ziarnistości barwnika melaniny, zmniejsza agregację płytek krwi i wywołuje otwarcie kanałów chlorkowych; stymuluje fosforylację wielu białek docelowych, katalizowaną prze kinazę białkową (PKA) UDP-Glc - difosfourydynoglukoza Skład: urydyna + glukoza + 2 Pi FMN - mononukleodyd flawinowy, forma utleniona Skład: pierścień izoaloksazynowy + heksano-3-ol + Pi Enzym allosteryczny - enzym, który zmienia swoją konformację w zależności od tego czy połączył się z efektorem czy nie. Mamy efektory pozytywne - aktywujące enzym i negatywne - dezaktywujące go. Np. fosforylacja i defosforylacja Enzymy aktywowane przez fosforylację: fosforylaza glikoproteinowa, kinaza pirogronianowa i niektóre lipazy; inaktywowane: syntaza glikogenowa, karboksylaza acetylo-CoA, fosfofruktokinaza. Kinaza białkowa (PKA) - enzym należący do klasy fosfotransferaz, przenosi reszty ortofosforanowe; zbudowana z dwóch łańcuchów regulatorowych i dwóch łańcuchów katalitycznych (R2C2), aktywowana przez cAMP, fosforyluje reszty seryny i treoniny wielu białek docelowych. Aminokwas glukogenny - taki aminokwas, który w metabolizmie może być włączany w cykl kwasu cytrynowego i glukoneogenezy. Typowe aminokwasy glukogenne to: Asp, Asn, Met, Thr, Val, Arg, Glu, Gln, His, Pro, Ala, Cys, Gly i Ser. Ile, Phe, Trp i Tyr są ketogenne jak i glukogenne. Ferrodoksyna - rozpuszczalne w wodzie białko o masie 12 kDa zawierające co najmniej jedno centrum żelazowo-siarkowe. Jest ważnym przekaźnikiem elektronów w końcowych etapach fazy jasnej fotosyntezy. AMINOKWASY: Endogenne: Ala, Arg*Asp Cys Gly Glu Gln Pro Ser Tyr; Egzogenne: Phe, His Ile, Leu, Lys, Met, Thyr Tryp, Val. APARAT REPLIKACYJNY U BAKTERII: helikaza: wykorzystuje energie hydrolizy ATP I rozplata nic DNA 2) białka SB: przyłaczajac sie do pojedynczych nici DNA zapobiegaja ich ponownemy laczeniu sie dzieki temu pojedyncze nic moga sluzyc jako matryce w replikacji. 3) prymaza: enzym odpowiedzialny za synteze startera RNA. Sekwencja nukleozydowa startera jest komplementarna do jednoniciowej matrycy DNA. 4) polimerazy DNA: *polimeraza DNA1 (enzym Kornberga) odpowiada za replikacje DNA posiada aktywność egzonukleazy 3'5' czyli aktywność korektorska oraz aktywność egzonukleazy 5'3' usuwa startery; *polimeraza DNA2 funkcje naprawcze, posiada aktywność korektorska; *polimeraza DNA3 - glowny enzym replikujący, wysokoprocesywny o aktywności korektorskiej; 5) ligaza: wiaze fragmenty okazaki. 6) tropoizomeraza typu 1: enzymy likwidujące napiecia torsyjne w czasteczce DNA. REPLIKACJA W KOMÓRKACH EUKARIOTYCZNYCH: 1) polimeraza DNA alfa: syntetyzuje startery RNA i fragmenty okazaki brak aktywności korekcyjnej; 2) polimeraza DNA beta: funkcje naprawcze; 3) polimeraza DNA gamma: replikacja mitochondrialnego DNA; 4) polimeraza DNA sigma: głowny enzym replikujący aktywność korektorska;
|
GLIKOLIZA: Sumaryczna r-cja: glukoza + 2ADP+ 2Pi + 2Nad+ -> 2pirog. + 2ATP + 2NADH + 2H++ 2H2O Zachodzi w cytoplazmie komórek prok. I Eukariot. Funkcje: dostarcza egergię użyteczna bezpośrednio w postraci ATP; dostarcza energię w sposób pośredni przez wytwarzanie S dla cyklu kwasu cyt. I łańcucha oddechowego; wytw. Metabolity do szlaków biosyntetycznych w kom. Przebieg: glukoza+ATP>glukozo-6-P+ADP + H+> Fruktozo-6-P>fruktozo-1,6-BP> fosfodihydroksyaceton + aldehyd 3-Pglic. (fosfodihydroksyaceton> aldehyd 3-Pglic.) >> 1,3 BPglicerynian > 3-Pglicerynian > 2-Pglicerynian > fosfoenolopirog. > pirogronian. ENZYMY: 1-heksokinaza, 2- izomerazaglukozoP, 3- Pfruktokinaza, 4- aldolaza, (5- izomeraza trioz), 6- dehydrogenaza aldehydu 3-Pglic. 7- fosfogliceromutaza 8-enolaza 9- kinaza pirog. GLIKOLIZA BEZTLENOWA: mleczanowa: glukoza + 2Pi + 2ADP -> 2mleczan + 2ATP + 2H2O enzym: dehydrogenaza mleczanowa; alkoholowa: glukoza + 2Pi + 2ADP + 2H+ -> 2etanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O; enzymy: dekarboksylaza pirogronianowa i alkoholowa; DROGI PRZEKSZTAŁCANIA PIROGRONIANU: w warunkach beztlenowych pirogronian zostaje przekształcony w mleczan lub etanol w warunkach tlenowych pirog. Ulega oksydacyjnej dekarboksylacji i powstaje acetyloCoA który może wejsc do Cyklu Krebsa lub zostaje wykorzystany do syntezy kw. Tluszczowych lub cial ketonowych; pirog. Może być substratem w glukoneogenezie lub w r-cji transami nacji może być przekształcony w Ala. GLUKONEOGENEZA: szlak biosyntezy glukozy z S niecukrowych; przebiega w 90% w watrobie i w 10% w korze nerek; na terenie kom. Przebiega w mit. Cyt. I ER. R-cja sumaryczna: 2pirogronian + 4ATP + 2GTP + 2NADH + 6H2O -> glukoza + 4ADP + 2GDP + 6Pi + 3 NAD+ + 2H+; R-CJE SWOISTE GLUKONEOG: mitochondriom: 1) pirogronian + CO2 + ATP +H2O -> szczaw. + ADP + Pi + 2H+; 2) Szczaw. + GTP >< fosfoenolopirog. + GDP + CO2; CYTOZOL: 1) F-1,6-BP + H2O -> F-6-P +Pi; ER: Glukozo-6-P + H2O -> Glukoza + Pi; GLIKOGEN: enzymy: amylo(1,4->1,6) transglikozylaza (enzym rozgałęziający); fosforylaza glikogenowa (enzym rozkładający glikogen glukozo-6-P i n- reszt glikogenu) alfa-1,6- glukozydaza (enzym usuwajacy rozg.); CYKL KWASU CYTRYNOWEGO: r-cja sumaryczna: acetyloCoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O -> 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 2H+ +CoA; syntetaza cytrynianowa (liazy) >> akonitaza (lizay) >> dehyd. Izocyt. (oksydoreduktazy) >> de hydr. Alfa - ketoglutaranowa (oksydoreduktazy) >> syntetaza bursztynyloCoA (ligazy) >> dehyd. Bursztynianowa (Osydo) >> fumaraza (lizay) >> dehyd. Jabłczanowa (Osydo.) r-cje katalizowane przez kompleks dehydrogenazy pirog.: Etapy Pirogronian wia_e sie z DPT i ulega dekarboksylacji, jednoczesnie powstaje difosforan (pirofosforan) hydroksyetylotiaminy. Reakcja przebiega z udziałem E1 . Grupa hydroksyetylowa tiaminy zostaje utleniona do grupy acetylowej i przeniesiona na kwas liponowy, który ulega redukcji. Powstaje acetylolipoamid. Reakcje katalizuje E2. 3. Grupa acetylowa jest przenoszona na CoA ( koenzym A), reakcje katalizuje E2. 4. Zredukowany lipoamid ulega regeneracji z udziałem E3, FAD i NAD. Powstaje NADH. 5. Kompleks dehydrogenazy pirogronianowej gotowy do katalizowania reakcji. FUNKCJE CYKLU KW. CYT: głowny szlak rozkładu sząsteczel aminokwasów sacharydów i kw tluszcowych do CO2 I H2O; dostarcza redukowane koenzymy NADH I FADH2 które SA utleniane w lancuchu oddechowym dajac ATP; substraty do r-cji biosyntetycznych (puryny, pirymidyny, aminokwasy, hem, chlorofil, asparaginian, glutaminia, itp.) REAKCJE ANAPLEROTYCZNE: pirogronian + CO2 + ATP + H2O -> SZCZAW + ADP + Pi enzym karboksylaza pirogronianowa); fosfoenolopirogronian + CO2 + GDP -> SZCZAW + GTP (enzym: karboksykinaza PEP); pirogronian + CO2 + NADH + H+ -> jablczan + NAD+; (enzym jablczanowy zalezny od NAD+) FOSFORYLACJA OKSYDACYJNA: proces powstawania ATP napędzany transportem elektronw z S oddechowych na O2. w tym procesie uczestniczy siła protonomotoryczną wytworzona przez gradient Ph I ROZNICE POTENCJALU ELEKTROCHEMICZNEGO NA WEW. BLONIE MITCHONDRIALNEJ. ZACHOZI W BLONIE KOMORKOWEJ ORG. PROKARIOTYCZNYCH I EUKARIOTYCZNYCH I W WEW. BLONIE MITOCHONDRIALNEJ ORG. EUKARIOTYCZNYCH. Dzialanie pomp protonowych: 1) dehydrogenaza NADH (reduktaza NADH - Q ) NADH + Q 5H+matriks -> NAD+ QH2 + 4H+; reduktaza cytochromowa QH2 + 2 CYT C utl, + 2H+ matriks -> Q 2cyt C ZRED. + 4H+ cytozol; oksydaza cytochromowa: 4 cyt c zred. + 8H+ +O2 -> 4CYT C utl. + 2H2O +4H+cytozol.; DZIAŁANIE SYNTAZY ATP: podjednostki beta syntazy ATP posiadaja miejsca katalityczne - miejsca wiazania nukleotydow : ADP + Pi oraz ATP.; miejsce katalityczne w formie O - otwarte - ma znikome powinowactwo do substratow; miejsce katalityczne w formie L - luzno wiaze substraty i nie ma aktywności katalitycznej; miejcse katalityczne T - mocno wiaze substraty (ADP I Pi ) i jest katalitycznie aktywne.; energia wniesiona przez przeplyw protonów przez kanal Fo powoduje zmiane konformacji miejsc katalitycznych . T przechodzi w O, L przechodzi w T a O w L.Te zmieny konformacyjne zachodza prawdopodobnie na skutek rotacji podjednostek beta względem podjednostki gamma. Podj. Gamma przenosi energie protonow i wymusza transformacje miejsca T w miejsca O aby nastąpiło odlaczenie ATP. FOTOSYNTEZA: r-cja sumaryczna: CO2 + 2H2A +E słoneczna -> [CH2O] +H2O +2A; Faza świetlna (jasna): błona tylakoidów grana: NAD+ + n ADP + n Pi + H2O h V ½ O2 + NADPH + H+ + n ATP Faza „ciemna”: n CO2 + 2n NADPH + 2n H2O + 3n ATP (CH2O)n + 3n ADP + 3n Pi + 2n NADP+ + n H+ Biosynteza sacharozy i skrobi: a) skrobia Fru-6-P izomeraza heksozofosforanowa Glc-6-P fosfoglukomutaza Glc-1-P +ATPpirofosforylazaPPi +ADP-Glc syntaza skrobiowa Amyloza enzym Q amylopektyna; b) sacharoza Fru-6-P izomeraza heksozofosforanowa Glc-6-P fosfoglukomutaza Glc-1-P +UDPpirofosforylazaPPi +UDP-Glc syntaza sacharozofosforanowa sacharozo-6-P +H2Ofosfataza Pi + sacharoza; metabolizm CAM : NOC: skrobia> kw.fosoenolopirogronianowy > kw. Szczawiooctowy > kw.L-jablkowy >nagromadzenie kw jabłkowego zakwaszenie wakuoli; DZIEŃ: kw L jabłkowy opuszcza wakuole> kw. Pirogronianowy > kw. Fosfoenolopirog. > skrobia; FOTOSYNTEZA C4 : CO2 (mezofil) + ATP + H2O -> CO2 (pochwa okolowiazkowa) + AMP +2Pi + H+; szlak C4 i cykl CELVINA jednoczesnie: 6CO2 + 30ATP + 12 NADPH + 12 H2O -> C6H12O6 +30 ATP + 30Pi + 12 NADP+ + 18H+; CYKL CALVINA BENSONA: r-cja sumaryczna: 6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12H2O -> C6H12O6 +18ATP + 18Pi +12 NADP+ + 6H+; PRZEBIEG: karboksylacja: rybulozo - 1,5- BP + CO2.> 3 - fosfoglicerynian (2x); redukcja: 1,3 - Bpglicerynian > aldehyd 3- Pglicerynowy> fruktozo - 1,6-bisfosforan > fruktozo - 6 - P; regeneracja: fruktozo - 6- P rybulozo - 5 -P.; CYKL MOCZNIKOWY: CO2 + NH4 + 3ATP + ASP + 2H2O -> mocznik + 2ADP + Pi + AMP + PPi + fumaran; reakcje cyklu mocznikowego w zwierzat przebiegaja w mitochondriach i cytoplazmie Komorek. Nadmiar azotu w Komorkach zwierzat jest przekształcany do amoniaku a nastepnie jest wydalany, organizmy amonoteliczne wydalaja amoniak bezpośrednio do środowiska czyli wody. Ogr. Urykoteliczne czyli ptaki i gady ladowe wydajala amoniak po przekształceniu do kwasy moczowego. Org. Ureoteliczne czyli większość kregowcos bladawych przeksztalca amoniak w mocznik i w tej formie wydala. Reakcje transaminacji: (aminotransferazy) a) pirogronian + glutaminian α-ketoglutaran + alanina b) szczawiooctan + glutaminian asparaginian + α-ketoglutaran; ŹRÓDŁA ATPTzw. „fosforylacje substratowe” - przeniesienie na ADP reszty ortofosforanu z wysokoenergetycznego metabolitu komórkowego. Tzw. „fosforylacja oksydacyjna” - synteza ATP z ADP i ortofosforanu związana z utlenianiem różnych zredukowanych metabolitów przy udziale tzw. łańcucha oddechowego i wykorzystaniu tlenu atmosferycznego jako końcowego akceptora elektronów.Tzw. „fotofosforylacja” - synteza ATP z ADP i ortofosforanu zachodząca na koszt energii świetlnej przy udziale tzw. łańcucha transportu elektronów.Fosforylacja związana z utlenianiem prostych nieorganicznych substancji. FAD - dinukleotyd flawinoadeninowy, forma utleniona Skład: mononukleodyd flawinowy (FMN) = pierścień izoaloksazynowy + heksano-3-ol + Pi oraz jednostka AMP = adenina + ryboza + Pi Reakcje: Bursztynian + FAD dh. bursztynianowa FADH2 + fumaran Glicerolo-3-fosforan + FAD fosfodihydroksyaceton + FADH2 NADP+ - fosforan dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego, forma utleniona Skład: pierścień nikotynoamidowy + ryboza + Pi oraz adenina + ryboza + 2 Pi Reakcje: 6-fosfoglukonian + NADP+ dh. fosfoglukonianowa NADPH + rybulozo-5-fosforan glukozo-6-P + NADP+ dh. glukozo-6-fosforanowa NADPH + 6-fosfoglukono-δ-lakton Źródła: Zwierzęta :szlak pentozofosforanowy: z każdej cz. Glc-6-P kompletnie utlenionej do CO2 powstaje 12 cz. NADPH Rośliny: Koniec fotosyntezy - redukcja NADP; cAMP - cykliczny adenozynomonofosforan Skład: adenina + ryboza + Pi Powstawanie: ATP cyklaza adenylowa PPi + cAMP Funkcje: cAMP jest informatorem drugiego rzędu dla noradrenaliny, glukagonu i innych hormonów; pobudza degradację zapasowych substratów energetycznych, zwiększa wydzielanie kwasu przez błonę śluzową żołądka, powoduje rozproszenie ziarnistości barwnika melaniny, zmniejsza agregację płytek krwi i wywołuje otwarcie kanałów chlorkowych; stymuluje fosforylację wielu białek docelowych, katalizowaną prze kinazę białkową (PKA) UDP-Glc - difosfourydynoglukoza Skład: urydyna + glukoza + 2 Pi FMN - mononukleodyd flawinowy, forma utleniona Skład: pierścień izoaloksazynowy + heksano-3-ol + Pi Enzym allosteryczny - enzym, który zmienia swoją konformację w zależności od tego czy połączył się z efektorem czy nie. Mamy efektory pozytywne - aktywujące enzym i negatywne - dezaktywujące go. Np. fosforylacja i defosforylacja Enzymy aktywowane przez fosforylację: fosforylaza glikoproteinowa, kinaza pirogronianowa i niektóre lipazy; inaktywowane: syntaza glikogenowa, karboksylaza acetylo-CoA, fosfofruktokinaza. Kinaza białkowa (PKA) - enzym należący do klasy fosfotransferaz, przenosi reszty ortofosforanowe; zbudowana z dwóch łańcuchów regulatorowych i dwóch łańcuchów katalitycznych (R2C2), aktywowana przez cAMP, fosforyluje reszty seryny i treoniny wielu białek docelowych. Aminokwas glukogenny - taki aminokwas, który w metabolizmie może być włączany w cykl kwasu cytrynowego i glukoneogenezy. Typowe aminokwasy glukogenne to: Asp, Asn, Met, Thr, Val, Arg, Glu, Gln, His, Pro, Ala, Cys, Gly i Ser. Ile, Phe, Trp i Tyr są ketogenne jak i glukogenne. Ferrodoksyna - rozpuszczalne w wodzie białko o masie 12 kDa zawierające co najmniej jedno centrum żelazowo-siarkowe. Jest ważnym przekaźnikiem elektronów w końcowych etapach fazy jasnej fotosyntezy. AMINOKWASY: Endogenne: Ala, Arg*Asp Cys Gly Glu Gln Pro Ser Tyr; Egzogenne: Phe, His Ile, Leu, Lys, Met, Thyr Tryp, Val. APARAT REPLIKACYJNY U BAKTERII: helikaza: wykorzystuje energie hydrolizy ATP I rozplata nic DNA 2) białka SB: przyłaczajac sie do pojedynczych nici DNA zapobiegaja ich ponownemy laczeniu sie dzieki temu pojedyncze nic moga sluzyc jako matryce w replikacji. 3) prymaza: enzym odpowiedzialny za synteze startera RNA. Sekwencja nukleozydowa startera jest komplementarna do jednoniciowej matrycy DNA. 4) polimerazy DNA: *polimeraza DNA1 (enzym Kornberga) odpowiada za replikacje DNA posiada aktywność egzonukleazy 3'5' czyli aktywność korektorska oraz aktywność egzonukleazy 5'3' usuwa startery; *polimeraza DNA2 funkcje naprawcze, posiada aktywność korektorska; *polimeraza DNA3 - glowny enzym replikujący, wysokoprocesywny o aktywności korektorskiej; 5) ligaza: wiaze fragmenty okazaki. 6) tropoizomeraza typu 1: enzymy likwidujące napiecia torsyjne w czasteczce DNA. REPLIKACJA W KOMÓRKACH EUKARIOTYCZNYCH: 1) polimeraza DNA alfa: syntetyzuje startery RNA i fragmenty okazaki brak aktywności korekcyjnej; 2) polimeraza DNA beta: funkcje naprawcze; 3) polimeraza DNA gamma: replikacja mitochondrialnego DNA; 4) polimeraza DNA sigma: głowny enzym replikujący aktywność korektorska;
|