metabolismus: katabolismus katabolismus · 1 biochemickÁ energetika metabolismus: katabolismus...
TRANSCRIPT
1
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
Metabolismus: Katabolismus
Biosyntéza (anabolismus)
Katabolismus – degradační fáze metabolismu, která převádí složitější molekuly (redukované)
s vyšším obsahem energie (cukry, tuky...) na jednodušší sloučeniny (oxid uličitý,
voda, amoniak, močovina...) převážně oxidačními procesy
• produkuje energii, kterou ukládá do speciálních sloučenin - přenašečů energie
(makroergické sloučeniny, zejména ATP, GTP, koenzym A...)
• poskytuje prekurzory, které se využívají v biosyntéze
• redukuje „přenašeče vodíku“ (NAD+, FAD ...), které jsou využívány v biosyntéze
nebo jako zdroj energie v dýchacím řetězci.
Anabolismus – biosyntetická fáze metabolismu, kdy z malých jednoduchých molekul
prekurzorů vznikají složitější a větší molekuly vytvářející komplexní struktury
organismů (bílkoviny, lipidy, polysacharidy, nukleové kyseliny ...)
• spotřebovává energii
• vychází z prekurzorů poskytovaných katabolismem (heterotrofy)
• využívá redukovaných forem přenašečů vodíku (NADH, FADH2...)
2
KATABOLISMUS
aminokyseliny
Bílkoviny Sacharidy Lipidy
hexosy, pentosy glycerol, mastné kys.
pyruvát
citrátový cyklus
acetyl-CoA
respirační řetězec
1
2
3
3
1. stupeň
4
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
0
0,2
0,4
0,6
0,8
- 0,2
- 0,4
- 0,6
½ O2 / H2O
NO3 - / NO2
-
cytFe3+ / cytFe2+
sukcinát/fumarát
světlem aktivované reakce
NAD+ / NADH + H+
foto
syn
téza
(16
4)
ferm
en
tace
pro
pio
nová
(56
)
an
ae
rob
ní re
sp
ira
ce
(14
8)
ae
rob
ní re
sp
ira
ce
(22
0)
(kJ.mol-1)
Různé způsoby
získávání energie
V
5
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
Přenašeče energie - nukleosid trifosfáty
OPOPOPO
O O
O O O
OHOH
N
NN
N
NH2
O
O
ATP
OPOPO
O O
O O O
OHOH
N
NN
N
NH2
ADP
Podobně GTP (citr.cyklus), UTP (syntéza sacharidů) a další
33 kJ.mol-1
Další makroergické sloučeniny: acylfosfáty, acylthioestery, guanidinium fosfáty,
6
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
Glykolýza
7
8
9
10
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
Glykolýza
13
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
Tuky
14
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
Tuky
15
HSHN
O
HN OP POO
OH
CH3
CH3O O
O O O
O OH
N
NN
N
NH2
PO OOAcetylcoenzym A
H3CN COOCH3
CH3
OH
L-karnitin
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
http://brookscole.cengage.com/chemistry_d/templates/student_resources/shared_resources/animations/carnitine/carnitine1.html
16
b-oxidace
mastných kyselin
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
Tuky
17
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
Citrátový (Krebsův) cyklus
CO2
CO2
18
1. citrátsynthasa
2. akonitasa
3. isocitrátdehydrogenasa
4. α-ketoglutarátdehydrogenasový
komplex
5. sukcinátthiokinasa
6. sukcinátdehydrogenasa
7. fumarasa (fumaráthydratasa)
8. malátdehydrogenasa
aminokyseliny (glutamát)
Glycin močovinový cyklus
aromatické AK
biosyntéza cukrů aspartát, puriny
alanin
19
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
http://www.sp.uconn.edu/~terry/images/anim/ETS.html
22
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
Mitochondrie
23
24
25
BIOCHEMICKÁ ENERGETIKA
ATP synthasa
http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/atpsynthase.html