Sacharidy a jejich metabolismus

Cukry (Sacharidy)Co to je?Organick ltky, kter obsahuj karbonylovou skupinu (C=O) a hydroxylov skupiny (-OH) vzan na uhlcchAldosy: karbonylov skupina na konci etzceKetosy: karbonylov skupina uvnit etzceNzev cukr obvykle kon koncovkou -osa

Cukry (Sacharidy) - Jak to vypad?

Cukry (Sacharidy) - Jak to vypad?

Cukry (Sacharidy) - Jak to vypad?

Cukry (Sacharidy) - Jak to vypad?

Cukry (Sacharidy) - Jak to vypad?

Cukry (Sacharidy) K emu je to dobr?Monosacharidy:Zdroj energie (glukosa, galaktosa)Stavebn stice DNA, RNA (ribosa, desoxyribosa)Meziprodukty metabolickch drah (glyceraldehyd, dihydroxyaceton)Oligosacharidy (2 cca 25 jednotek):Zdroj energie (laktosa)Soust protein, lipidStavebn hmota pojivRole v komunikaci bunkPolymern sacharidy (vce jednotek vzanch za sebou):Stavebn hmota (celulosa)schova energie (krob, glykogen)

Sacharidy - strukturaKad cukr obsahuje alespo jedno chirln centrumPokud uvaujeme pouze chirln centrum nejvce vzdlen od karbonylovho uhlku, meme rozliit dv ady cukr L a DProdn cukry pat do ady D

Tvorba hemiacetal cyklick formy cukrSacharidy v roztoku obvykle nejsou ptomny ve sv linern form, jak znzornna Fischerovmi vzorciDochz k nukleofilnmu ataku hydroxylov skupiny na karbonyl vznik hemiacetaluPodle orientace vznikl hydroxylov skupiny rozliujeme dva anomery a (ukazuje dolu) a b (ukazuje nahoru)Kad anomer vykazuje uritou optickou rotaci. V roztoku se vak projev vratnost reakce a jednotliv cyklick formy mezi sebou voln pechzej, m se vsledn optick stivost postupn mn a na prmrnou hodnotu danou rovnovnm sloenm - mutarotace

Cyklick formy cukrPodle vzdlenosti atakujcho hydroxylu vznikaj dv mon cyklick formy: furanosa (ptilenn) a pyranosa (estilenn)Cyklick znzornn cukr vyjaduje Woodvardova projekce

Chemick vlastnosti sacharidGlukonov kyselinaGlukarov kyselina

Chemick vlastnosti sacharidAldehydick skupina reaguje ochotn s mnatmi ionty za vzniku aldonovch kyselin. Reakce vede ke zmn modr barvy roztoku na oranovou (Fehlingovo inidlo)

Enzymov je mon pevst glukosu za reakce s kyslkem na lakton

Glykosidov vazbaDva monosacharidy je mono spolu spojit za souasnho odtpen vody glykosidov vazbaNzvoslov:Pln nzev pipojench jednotek v jejich poad jednotkyMezi jejich nzvy uren spojench uhlkPln nzev poslednho monosacharidu s volnou hemiacetalovou OH-skupinou

Rozdlen cukrPodle potu jednotekMonosacharidyOligosacharidy (do deseti jednotek)PolysacharidyPodle cyklick formyFuranosyPyranosyPodle anomernho uhlku a b

Podle umstnn karbonyluAldosyKetosyPodle potu uhlkTriosyTetrosyPentosyHexosyPodle reakce s Fehlingovm inidlemRedukujcNeredukujc

Zstupci sacharid a jejich vznam

D-ribosa a D-deoxyribosaMonosacharidyPentosyAldosyRibosa soust RNA a koenzym Deoxyribosa zkladn stavebn kmen DNAD-RibosaD-Deoxyribosa

D-glukosaAldosaHexosaHroznov, krobov cukr, dextrosaNejrozenj prodn monosacharidSoust krveHlavn zdroj energieZskvna pi fotosyntheseZdroj pro vrobu ethanolu, vitaminu C, kyseliny citronov, mln, antibiotik

D-galaktosaAldosaHexosaSoust mlka a laktosyVskyt v oligosacharidovch etzcch glykoprotein

D-FruktosaOvocn cukr, levulosaKetosaHexosa Pat mezi nejrozenj monosacharidyNejslad sacharidVyskytuje se v ovoci a meduSoust sacharosy

Sacharosaepn, ttinov cukrDisacharidNeredukujc cukr!Pat mezi nejbnj sacharidyRostlinami vyuvn pro transport sacharid do koen a jako zsobn sacharidZskvn z epy cukrovky a cukrov ttiny

MaltosaSladov cukrDisacharidVznik pi enzymovm tpen krobuVznam pi vrob piva

LaktosaMln cukrDisacharidSloena z galaktosy a glukosyViva mlat savcLaktosov intolerance u nkterch dosplch

krobZsobn polysacharid rostlinEnzymovm, nebo kyselm tpenm se zskv glukosaDv sti:Amylosa linearn (Mr = 40 000 150 000), vazby 14Amylopektin vtven (Mr = 50 000), vazby 14 a 16

GlykogenZsobn polysacharid ivoich ivoin krobStruktura obdobn amylopektinu

CelulosaStrukturn polysacharid rostlinBavlna, len, paprA 10 000 glukosovch jednotekNa rozdl od krobu a glykogenu zde b-glykosidick vazba! organismy ji neum tpit (vjimka pevkavci symbiosa s mikroorganismy)VlkninaVroba nitrocelulosy a acettovho hedvb

InulinReservn polysacharid nkterch rostlinSloen z fruktosovch jednotekSnze stravitelnVhodn pro diabetiky

ChitinStrukturn polysacharid hmyzuSloen z N-acetylglukosaminu

vod do metabolismu

MetabolismusMetabolismus = soubor vech chemickch dj v organismuAnabolismus = vstavbov st metabolismu z jednoduchch vchozch ltek se vystavuj sloit strukturySpotebovv energiiFotosynthesaGlukoneogeneseReplikace, transkripce, translaceKatabolismus = odbourvac st metabolismu ze sloitch struktur se stvaj jednoduch, kter jsou nsledn rozloenyPoskytuje energiiGlykolysa b-oxidaceKrebsv cyklusDchac etzec

AdenosinfosftyHlavn energetick platidlo organismuAMPADPATP

NAD+

Oxidan-redukn inidlo v ivch organismechRozpustn

FAD

Oxidan-redukn inidlo v ivch organismechObvykle vzan na enzym

Glykolysa

Co to je?Zpsob, jak postupn odbourat glukosu za zisku energieDv sti:PpravnZiskovKonenm produktem je pyruvtProbh v cytosolu bunk

Co je na tom zajmav?Vstupujc glukosa je fosforylovna:- Fosft funguje jako kotva- Brn niku glukosy z bukyGlukosa je pemnna na fruktosu:Pemna zaruuje vznik dvou C3-fragmentZjednoduuje to zpracovn glukosyVznikajc C3-fragmenty mezi sebou mohou pechzetPpravn fze buku stoj 2 molekuly ATP

Co je na tom zajmav?Pro dal prbh je teba NAD+:Pokud by v buce doly zsoby NAD+, zastavil by se metabolismus glukosyNAD+ je tedy nutn po glykolyse regenerovatPi glykolyse vznik ATP:Kad C3-fragment vede ke vzniku 2 molekul ATPCel proces tak dv vzniknout 2 molekul ATP (po odeten ppravn fze)

K emu je to dobr?Glykolysou zskvaj energii anaerobn organismy, zaten svaly a erven krvinkyJe to universln cesta odbourvn cukr vechny cukry jsou pevedeny na glukosu a nsledn odbourny za zisku energiePrakticky cel proces me bet obma smry, pokud je tedy nadbytek energie, je mon glykolysu obrtit a pout ji pro synthesu glukosy (proces se pot nazv glukoneogenese).

Jak to vyjdit lidsky?Glykolysa je proces, kdy organismus trv glukosu a zskv tm energii

D se vcelku vyjdit jako:

Glukosa + 2 NAD+ + 2ADP + 2 Pi 2 pyruvt + 2 NADH/H+ + 2 ATP

Problm Jak regenerovat NAD+?Dchac etzec

Mln kvaen

Alkoholov kvaen

Problm Co s pyruvtem?

Fotosynthesa

Co to je?Proces, pi kterm je v rostlinch a nkterch mikroorganismech vyuvna energie slunenho zen pro tvorbu cukrV rostlinch probh ve specialisovanch organelch bunk zelench st chloroplastechProbh ve dvou fzch:Svteln: energie svtla je vyuita pro tvorbu ATP, NADPH a rozklad vody (konservovn energie)Temnotn: zskan ATP a NADPH jsou vyuity pro tvorbu glukosy z oxidu uhliitho

Svteln fzeSvteln fze slou k pemn svteln energie na energii chemickou (ATP, NADPH)Takto pipraven energie je pozdji vyuita pro synthesu glukosySoust svteln fze je i rozklad vody (Hillova reakce), kdy dochz k uvolnn kyslku

Jak se chyt svtlo?V chloroplastech jsou barviva, kter um chytit svtlo (absorbuj ve viditeln oblasti)Hlavn podl tvo chlorofylyVe je ve spojen s proteiny uspodno do lapacch komplex antn, kter funguj jako past na svtloPast funguje na principu energetickho vybuzen elektronu a postupnm pedvn vzniklho vzruchu mezi antnami

Jak se chyt svtlo?Energie je pomoc elektron pedvna a do stedu pasti, kde je umstnno reakn centrumReakn centrum je molekula fotosystmuPo doputovn vzruchu do reaknho centra je proces fotosynthesy zahjen

Jak se ze svtla zskv energie?Pi aktivaci fotosystm dojde k uvolnn elektronElektron z fotosystmu I me bt pouit pro pohon protonov pumpy, nebo na synthesu NADPHElektron z fotosystmu II je pouit pro pohon protonov pumpy a souasn dopluje elektron fotosystmu IExistuj dva fotosystmyFotosystm II dopluje svj elektron rozkladem vodyVznikl protonov nerovnovha (gradient) je pouita pro synthesu ATP stejn jako v dchacm etzci

Jak se ze svtla zsk energie?

Jak se rozkld voda?Voda je rozkldna pomoc sloitho komplexu v blzkosti fotosystmu IIOdpadnm produktem rozkladu vody je kyslkProces se nazv Hillova reakce

Temnotn fzeSlou k synthese glukosyJako vchoz materil slou ATP a NADPH ze svteln fze a oxid uhliit z atmosfryProces se nazv Calvinv cyklus

Calvinv cyklusAsimilan fze:Ve se CO2 z ovzduJe teba 3 molekuly CO2 pro synthesu glyceraldehydu-3-fosftuTen je poslze pedn do glukoneogenese k synthese glukosySpoteba ATP a NADPH ze svteln fzeRegeneran fze:Vchoz ribosa mus bt postupn regenerovnaSpoteba ATP ze svteln fze

Recyklace ribosyChemicky komplexn djClem je z glyceraldehydu-3-fosftu postupnm spojovnm a rozpojovnm vazeb zskat zpt molekulu ribosyPro funkci je poteba ATP ze svteln fze

C4-rostliny, aneb jak na to jdou kaktusy a kukuiceV teplch krajch by rostliny ztrcely pi fotosynthese mnoho vody dky prm, ktermi je vymovn kyslk a oxid uhliitAby se minimalisovaly ztrty, rostliny maj jinou anatomii list a fotosynthesa je rozdlena jak asov, tak prostorovV noci, kdy je okoln vzduch vlhk a studen, jsou pry oteven a pijmaj CO2, kter je ukldn v hloubi listuVe dne probh svteln fze, CO2 je uvolnn a fixovn do glukosy

Jak to vyjdit lidsky?Fotosynthesa je proces, kterm rostliny vyrb za pomoci Slunce cukr a kyslk

Celkov rovnice procesu:

6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

******************************************************