METABOLIZEMVsota vseh kemijskih reakcij v organizmu, njihova koordinacija, regulacija in energetske potrebe.

Veina organizmov uporablja enake splone mehanizme za izraboenergije. Razlike nastopijo na nivoju regulacije, encimov in mehanizmov kemijskih reakcij.

Substrati se pretvarjajo v produkte preko mnogih specifinihintermediatov

Razlini procesi potekajo v razlinih kompartmentih!

Vsi organizmi potrebujejo vnos energije za potek metabolnihreakcij:-ivali in ostali nefotosintetski organizmi: organske snovi-rastline: svetloba

METABOLNI TIPI ORGANIZMOV (I)

AVTOTROFI HETEROTROFI

1. Fotolitotrofi2. Kemolitotrofi

1. Fotoorganotrofi2. Kemoorganotrofi-aerobi-anaerobi

Tip Vir E Vir C Donor e-

Fotolitotrofi h. CO2 anorg.snovi (H20, H2S, S) Fotoorganotrofi h. org.sn. org.snovi (purpur. bakt.) Kemolitotrofi Redoks-r. CO2 anorg.sovi (H2, S, H2S, Fe2+, NH3) Kemoorganotrofi Redoks-r. org.sn. org.snovi (Aerobi, anaerobi) (Glc,)

METABOLNI TIPI ORGANIZMOV (II)

Biopolimeri

Gradbene enote

Celino delo

Sonna E(fotosintetski organizmi) Hrana

HETEROTROFIAVTOTROFI

Energija

OdpadkiCO2

SIN

TE

ZA(A

NA

BO

LIZE

M)

RA

ZGR

AD

NJA

(KA

TAB

OLI

ZEM

)

SINTROFIJA

O2O2

CO2

Metabolna pot zaporedje reakcij, ki ima specifino vlogoKatalizirane z encimi.Tipi metabolnih poti:1. KATABOLIZEM- razgradnja reduciranih, kompleksnih, energetsko bogatih

organskih molekul na bolj enostavne- prevladuje oksidacija, eksergone reakcije- sproanje proste energije (npr. v obliki ATP)2. ANABOLIZEM- biosinteza kompleksnih molekul iz enostavnih, energetsko

revnih prekurzorjev- vglavnem reakcije redukcije, endergone (NADPH + H+ zagotavlja

reduktivno mo- poraba energije (ATP)

METABOLNE POTI

SubstratSubstrat

Produkt

Produkt

Multiencimskikompleks

OR

GA

NIZ

AC

IJA

EN

CIM

OV

METABOLNE POTI - PREGLED

OBLIKE METABOLNIH POTI

SPIRALNE

LINEARNE

CIKLINE

POVEZAVA METABOLNIH POTICIKLUS ATP

ATP je univerzalni posrednik energije Fototrofi: energija za sintezo ATP : svetloba (E=h.)

Heterotrofi: energija za sintezo ATP : redoks-reakcije v katabolizmu

ATP-ciklus: povezava fotosinteze in katabolizma s procesi, ki porabljajo kemijsko vezano energijo ATP

ATP-ciklus je osrednji ciklus metabolizma!

CIKLUS ATP(anaerobni organizmi)

Sinteza (anabolizem)

Transport

Elektrino delo

Mehansko delo

Substrat(oksidacija)

Laktat

Etanol+ CO2

ali

ATP

ADP + Pi

CIKLUS ATP(aerobni organizmi)

Sinteza (anabolizem)

Transport

Elektrino delo

Mehansko delo

Substrat(oksidacija)

H2O + CO2

ATP

ADP + Pi

O2

KA

TA

BO

LIZ

EM

-FA

ZE

Faza 1:Razgradnja makromolekulna enostavne podenote(hidroliza)

Faza 2:Razgradnja enostavnih podenot do acetil CoA, obiztoasni produkciji ATPin NADH

Faza 3:Popolna oksidacija Ac-CoA do H2O in CO2, tvorba NADH in ATP (elektronski transport)

ANABOLIZEM - FAZE

Tudi 3 faze, vendar potekajo neodvisno (ni konvergiranja!)

Katabolne in anabolne poti so torej podobne, vendar ne identine(obratne reakcije, vendar vedno nekaj razlik)!

Regulacija katabolnih in anabolnih poti ponavadi nastopi prireakcijah, ki so termodinamsko ireverzibilne.

Anabolne in katabolne poti so prostorsko loene.

Poti, skupne tako katabolizmu kot anabolizmu AMFIBOLNE POTI

REGULACIJA KATABOLNIH IN ANABOLNIH POTI

Metabolna kontrola (hormoni) Koncentracija E: (transkripcija, razgradnja E) Kinetina kontrola (S, I, A, pH, regulatorni encimi,

alosterija) Kemijske modifikacije encimov (napr. fosforilacija,

omejena proteoliza, itd.) Energijski naboj celice (EN): 0

KEMIJA METABOLIZMA

6 osnovnih tipov reakcij v celici:

Reakcija: Encimi: Opis reakcije:

1. Oksidacija-redukcija Oksidoreduktaze Prenos elektronov2. Prenos skupin Transferaze Prenos funkcionalnih skupin

z ene molekule/atoma na drugo3. Hidroliza Hidrolaze Cepitev vezi z vodo (prenos

funkcionalnih skupin vode)4. Nehidrolitina Liaze Cepitev vezi z nehidrolitinimi

cepitev procesi5. Izomerizacija Izomeraze Premestitev funkcionalnih

skupin znotraj molekule6. Tvorba vezi z Ligaze Tvorba C-C in ostalih vezi

uporabo energije ATP