Prezentacja programu PowerPoint .2019-02-21 · 3.Stan redoks nukleotydów NAD+/NADH i FAD/FADH 2

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Prezentacja programu PowerPoint .2019-02-21 · 3.Stan redoks nukleotydów NAD+/NADH i FAD/FADH 2

1

Bioenergetyka

2

Bioenergetyka badania przemian energii zachodzcych w ywych organizmach.ywy organizm - otwarty ukad termodynamiczny,- moe wymienia z otoczeniem materi i energi.

Energia swobodna reakcji

Zmiana energii swobodnej (G) w reakcji decyduje o jej spontanicznoci.

reakcja samorzutna - G0

3

Dwa gwne pytania w biochemii to:1.W jaki sposb komrki uzyskuj energi z otoczenia?

2.Jak komrki syntetyzuj cegieki potrzebne do budowy makroczsteczek, z ktrych skada si nasz organizm?

4

Ze wzgledu na sposb odywiania organizmy monapodzieli na: autotrofy (samoywne) pobieraja ze srodowiska zwizki nieorganiczne (H2O, CO2, sole mineralne) przeksztalcej je w wysokoenergetyczne zwizki organiczne heterotrofy (cudzoywne) pobieraja ze rodowiska bogate w energie zwizki organiczne przetwarzaj je na wasne zwizki organiczne

Organizmy auto- i heterotroficzne

5

Heterotrofom potrzebny jest pokarm, ktry suy: 1.jako paliwo, aby podtrzymywa procesy metaboliczne

2.jako rdo surowcw do budowy wasnych zwizkw a take do wzrostu i rozmnaania si.

6

Szlaki metaboliczne w komrkach

1. Kataboliczne dostarczajce energii (przeksztacanie zwizkw zoonych na prostsze)2. Anaboliczne wymagajce energii (prowadzce do wytworzenia bardziej zoonych zwizkw)

7

Katabolizm i anabolizm u ludzi

8

METABOLIZM

ANABOLIZM KATABOLIZM

Reakcja Reakcja syntezyA + B = C

Reakcja rozpaduC = A + B

Energia Pobieranie energii Uwalnianie energiiPoziom

energetyczny komrki

Podwyszenie Obnienie

Funkcja Powstawanie zwizkw budulcowych, energetycznych i zapasowych

Powstawanie energii do syntez zw. chemicznych oraz energii umoliwiajcej prac

Porwnanie katabolizmu i anabolizmu

9

Zwizki organiczne w pokarmach s utleniane zgodniez rwnaniem sumarycznym:

subst. pokarmowe + O2 H2O + CO2 + energia

Mechanizm utleniania odrywanie atomw H od substratu i przenoszenie ich na O2.

Wodr - gwny materia palny organizmu.Im wiecej wodoru w czsteczce tym wiksza jej kaloryczno.

10

Nagromadzenie si atomw H w substancjach pokarmowych odbywa si w procesie fotosyntezy.

Energia soneczna sia napdowa wszystkichprocesw yciowych.

11

Schemat przemian energetycznych w organizmie

wydaliny

Procesy anaboliczne

12

Zwizki wysokoenergetyczne

Zwizki wysokoenergetyczne - w komrkach su jako przenoniki energii chemicznej. Zawieraj atwo ulegajce rozerwaniu wizanie.W wyniku jego rozerwania wydziela si duo energii (-G).

Wizania wysokoenergetyczne: bezwodnikowe (ATP) tioestrowe (acetylo-CoA) estrowe (fosfoenolopirogronian)

13

Najwaniejszym zwizkiem dostarczajcym energii wwyniku hydrolizy jest ATP.Inne noniki zawierajce wizania wysokoenergetyczne to np: - Fosfokreatyna - Acetylo-CoA - Fosfoenolopirogronian (PEP) -1,3-bifosfoglicerynian

14

Najwaniejszym zwizkiem wysokoenergetycznym jestATP.

ATP - adenozynotrifosforan

adenina

rybozatrifosforan

15

N

NN

N

NH2

O

OHOH

HH

H

CH2

H

OPO

OH

O

P

OH

O

OP

O

OH

HO

ATP

~~

A-P~P~P A-P~P + Pi + E

wizania bezwodnikowe

16

Fosfokreatyna

Odnawianie zapasuenergii w miniach.

kreatyna

P~kreatyna

Fosfokreatyna

Kreatyna

~

17

Acetylo-CoA (wizanie tioestrowe)

acetyl

merkaptoetyloamina

kwaspantotenowy

~

18

Fosfoenolopirogronian (PEP)

enolopirogronian pirogronian

wizanie estrowe~

19

1,3-bisfosfoglicerynian

wizanie bezwodnikowe

~

20

wizanie estrowe

glukozo-6-fosforan 3-fosfoglicerynian

G hydrolizy

21

ATPFosfokreatynaFosfoenolopirogronianAcetylo-CoA

dua warto -Greakcji hydrolizyzw. wysokoenergetycze

Glukozo-6-fosforan3-fosfoglicerynian

maa warto -Greakcji hydrolizy

22

ATP odgrywa szczegln role w magazynowaniuenergii i przenoszeniu grup fosforanowych.G hydrolizy grupy fosforanowej z ATP ma warto poredni.

Ukad ATP/ADP moe wic by donorem i akceptorem grupy fosforanowej.

zwizek G hydrolizy fosforanu

kJ/molfosfoenolopirogronian -61,9

fosfokreatyna -43,1ATP -30,5

glukozo-6-fosforan -13,83-fosfoglicerynian -9,2

donor

akceptor

23

Rola wiza wysokoenergetycznych:

magazynowanie energii: np. ATP, fosfokreatyna przenoszenie grup: np. ATP, acetylo-CoA

24

Najwaniejszym dla ludzkiego organizmu rdem ATP jest oddychanie komrkowe.

Skd si bierze ATP?

25

Fosforylacja oksydacyjna i substratowa

Dwa sposoby syntezy ATP:Fosforylacja substratowa przeniesienie resztyfosforanowej ze zwizku ufosforylowanego substratu bezporednio na ADP przez kinazy. Bez udziau tlenu (np. w glikolizie i cyklu Krebsa). Fosforylacja ta pozwala, np. miniom szkieletowym funkcjonowa sprawnie podczas duego wysiku fizycznego przy niedostatecznym dopywie tlenu. np. GTP + ADP GDP + ATP G-P~P~P + A-P~P G-P~P + A-P~P~P

26

Fosforylacja oksydacyjna wytwarzanie ATP przyuyciu energii uwalnianej podczas utleniania zredukowanych nukleotydw (NADH+H+ i FADH2)w acuchu oddechowym.

ADP + Pi ATP syntaza ATP

27

Energia zamknita w ATP uywana jest do:1.Skurczu i ruchu mini2.Aktywnego transportu czsteczek i jonw3.Syntezy biologicznie wanych zwizkw

28

energia ze soca lub z pokarmu

energia dostpna dla komrek i do syntezy zwizkw

wizania bezwodnikowe

fosforannieorganiczny

Jak odtwarza si ATP?

29

Mitochondria - "siownie" komrki bdce gwnym miejscem produkcji energii w formie ATP.

Gdzie odtwarza si ATP?

gadka,atwo przepuszczalna

trudno przepuszczalna,tworzy do wnetrza grzebienie

30

Mitochondria s organellami pautonomicznymi: zawieraj wasny, mitochondrialny DNA w formie podwjnej helisy nie zwizanej z biakami rybosomy enzymy syntezy DNA, RNA i biaka

Macierz mitochondrialna: enzymy cyklu Krebsa.Wewntrzna bona mitochondrialna: enzymy acucha oddechowego

31

Hans Krebs opisa 3 etapy produkcji energii przezutlenianie poywienia:1.Rozbicie duych zwizkw na podstawowe skadniki2.Przeksztacenie ich w acetylo-CoA3.Kocowe utlenianie - cykl Krebsa i fosforylacja oksydacyjna wsplne dla przemian biaek, cukrw i tuszczw.

Trzy etapy utleniania poywienia

32 cyklKrebsa

fosforylacjaoksydacyjna

Trzy etapy przemian biaek, cukrw i tuszczw

I etap

II etap

III etap

+glicerol

33

Acetylo-CoA

biakaaminokwasy

cukrypirogronian beta-oksydacja

kw. tuszczowych

synteza kw. tuszczowych aceton cholesterol

sterydy

cykl Krebsakatabolizmanabolizm

34

Cykl Krebsa

35

Lokalizacja cyklu Krebsa

W macierzymitochondrium

36

Funkcje cyklu Krebsa

37

zwizek 4-wglowy + 2-wglowy szczawiooctan acetylo-CoA

zwizek 6-wglowy cytrynian

szczawiooctan + 2CO2

wmitochondriach

Cykl Krebsa

Szczawiooctan odbudowuje si w kadym cyklu.

38

39

Reakcje cyklu Krebsa1. Kondensacja szczawiooctanu z acetylo-CoA

szczawiooctan + acetylo~CoA + H2O cytrynian + HS-CoA

syntaza cytrynianowa

2. Izomeryzacja cytrynianu do izocytrynianu

cytrynian izocytrynianakonitaza

3. Utlenienie i dekarboksylacja izocytrynianu

izocytrynian + NAD+ -ketoglutaran + CO2 + NADH+H+

dehydrogenaza izocytrynianowa

Szybko tej reakcji warunkuje szybko dziaania cyklu Krebsa.

40

4. Oksydacyjna dekarboksylacja -ketoglutaranu

-ketoglutaran + CoA + NAD+ bursztynylo~CoA + CO2 + NADH+H+

dehydrogenaza -ketoglutaranu

5. Fosforylacja substratowa

bursztynylo~CoA + GDP + Pi bursztynian + GTP + HS-CoA

GTP + ADP GDP + ATP

tiokinaza bursztynianowa

Dehydrogenaza -ketoglutaranu kompleks 3 enzymw i 5 koenzymw.

kinaza difosfonukleozydowa

41

6. Regeneracja szczawiooctanu (3 etapy)

bursztynian + FAD fumaran + FADH2

fumaran + H2O jabczan

jabczan + NAD+ szczawiooctan + NADH+H+

dehydrogenaza bursztynianowadehydrogenaza bursztynianowa

hydrataza fumaranowa

dehydrogenaza jabczanowa

42

Sumaryczny zapis cyklu Krebsa to:

acetylo-CoA + GDP + Pi + 3NAD+ + FAD + 2H20 CoA + GTP + 3NADH+3H+ + FADH2 + 2CO2

43

Cykl Krebsa i zapotrzebowanie na tlenTlen jest porednio potrzebny do cyklu kwasu cytrynowego w takim stopniu, jakim jest akceptorem elektronw na kocu acucha oddechowego, niezbdny do regeneracji NAD + i FAD.

Sam cykl kwasu cytrynowego nie gene

Recommended

View more >