METABOLIZM, Prezentacje z Biologia

Pobierz METABOLIZM i więcej Prezentacje w PDF z Biologia tylko na Docsity! METABOLIZM dr hab. Joanna Moraczewska, prof. UKW Instytut Biologii Eksperymetalnej, Zakład Biochemii i Biologii Komórki Bliskie spotkania z biologią Metabolizm całokształt przemian biochemicznych i towarzyszących im przemian energii, zachodzących w komórkach żywych organizmów struktura: http//pl.wikipedia.org/ - często to białka złożone z części białkowej i kofaktora (koenzym, grupa prostetyczna, jon metalu) reduktaza cytochromu b5 (apoenzym) NADH (koenzym) HOLOENZYM Enzym białkowy Białko proste Białko złożone (holoenzym) apoenzym + kofaktor koenzym grupa prostetyczna oddysocjowuje po grupa na stałe zakończonej reakcji związana z enzymem źródło: Berg, Tymoczko, Stryer „Biochemia” PWN, 2010 Enzym Substrat Kompleks ES - wiążą substrat w miejscu aktywnym poprzez wzajemne dopasowanie białka i cząsteczki substratu (model indukowanego dopasowania) Wszystkie enzymy Kofaktorami OKSYREDUKTAZ są: Kofaktorami TRANSFERAZ są: nukleotydy nikotynamidowe ( NAD, NADP ) H+, el- nukleotydy flawinowe ( FMN, FAD ) H+, el- kwas liponowy H+, el-, acyle koenzym Q H+, el- cytochromy ( b, c, c1, a, a3 ) H+, el- koenzym A grupy acylowe pirofosforan tiaminy, grupy aldehydowe, ketonowe biotyna COO- (CO2) fosforan pirydoksalu grupy aminowe adenozynotrójfosforan ( ATP ) grupy fosforanowe adenozynometionina grupy metylowe kwas tetrahydrofoliowy grupy jednowęglowe LIAZY, IZOMERAZY I LIGAZY współpracują z nielicznymi kofaktorami. Najważniejszymi są: - pirofosforan tiaminy, - fosforan pirydoksalu, - koenzym A. HYDROLAZY nie wymagają koenzymów do swego działania Podczas przemian metabolicznych w komórkach ważną rolę odgrywają związki chemiczne pełniące funkcję przenośników. Każdej z wymienionych reakcji (A–C) przyporządkuj właściwy związek chemiczny (1–4), który w niej uczestniczy. Reakcje chemiczne Związki chemiczne A. Redukcja 1. ATP B. Fosforylacja 2. ADP C. Dehydrogenacja 3. NAD 4. NADH A. ................ B. ................. C. ................ Matura 2013, poziom rozszerzony 4 1 3 Km jest to stężenie substratu przy którym enzym osiąga połowę szybkości maksymalnej i zależy od właściwości substratu i enzymu Km określa powinowactwo substratu do enzymu w danych warunkach reakcji i nazywane jest stałą Michaelisa-Menten S z y b k o ś ć r e a k c ji [v ] Stężenie substratu [S] i [S’] Substrat (S’) o niskim powinowactwie Substrat (S) o wysokim powinowactwie Stała Michaelisa (Km) jest miarą powinowactwa enzymu do substratu – im większe powinowactwo wykazuje enzym, tym mniejsze jest stężenie substratu, przy którym szybkość reakcji jest równa połowie szybkości maksymalnej. W tabeli przedstawiono wartości stałej Michaelisa dla czterech różnych substratów reakcji katalizowanych przez określony enzym. Uszereguj substraty według wzrastającego powinowactwa enzymu do tych substratów, wpisując w tabelę numery 1–4. Na podstawie: J. Witwicki, W. Ardelt, Elementy enzymologii, Warszawa 1989. Substrat Wartość Km(mol/l) Numer A 6,5 x 10-5 B 7,1 x 10-5 C 1,2 x 10-5 D 4,7 x 10-5 2 1 4 3 Matura 2013, poziom rozszerzony - podlega ścisłej regulacji, dzięki której katalizowana reakcja zachodzi z większą lub mniejszą prędkością, a to umożliwia regulację całego szlaku metabolicznego źródło: Berg, Tymoczko, Stryer „Biochemia” PWN, 2010 Inhibitor kompetycyjny Substrat Inhibitor niekompetycyjny Inhibitor akompetycyjny Wiele enzymów Oceń prawdziwość stwierdzeń dotyczących metabolizmu. Wpisz w odpowiednie miejsca tabeli literę P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli stwierdzenie jest fałszywe. P/F 1. W procesach anabolicznych produkty reakcji są związkami bardziej złożonymi niż substraty. 2. Energia uwalniana w procesach anabolicznych jest wykorzystywana do syntezy związków budulcowych. 3. Katabolizm to reakcje syntezy związków złożonych z substancji prostych, wymagające dostarczenia energii. P F F Głównym, bezpośrednim donorem energii swobodnej (Go’)w układach biologicznych ( a nie formą długotrwałego jej magazynowania) jest ATP (adenozynotrifosforan) Głównym zadaniem przemian katabolicznych jest wytwarzanie energii metabolicznej. W ATP energia jest przechowywana w dwóch wysokoenergetycznych wiązaniach fosforanowych Etapy wewnątrzkomórkowego utleniania glukozy Źródło: Biologia. Podręcznik. Tom 3. PWN 2004 Fosforylacja oksydacyjna Metabolizm beztlenowy Glikoliza – pierwszy etap utleniania glukozy C-6 C-6-P C-1,6-PP 2 C-3-P 2 C-3 Fosforylacja substratowa Losy pirogronianu Oddychanie beztlenowe Oddychanie tlenowe Fermentacja alkoholowa Fermentacja mlekowa Metabolizm beztlenowy źródło: Berg, Tymoczko, Stryer „Biochemia” PWN, 2010 Niektóre bakterie i grzyby uzyskują energię w procesie fermentacji mleczanowej (mlekowej). Pierwszym etapem fermentacji jest glikoliza, w czasie której glukoza jest przekształcana do pirogronianu i zostaje uwolniona energia. W następnym etapie pirogronian jest przekształcany w mleczan. Mleczan jest związkiem szkodliwym dla komórki, natomiast pirogronian to związek kluczowy w przemianach metabolicznych. Na schemacie przedstawiono przebieg fermentacji mleczanowej. Na podstawie: E. Solomon, L. Berg, D. Martin, C. Villee, Biologia, Warszawa 1996. Wyjaśnij, jakie znaczenie dla przebiegu fermentacji mleczanowej ma przekształcanie pirogronianu w mleczan podczas tego procesu. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Matura 2013, poziom rozszerzony Przeanalizuj schemat i wskaż, które związki należy wpisać w miejsce liter X, Y, Z: glukoza | kwas pirogronow Co, pirogronowy redukcja tlenianie redukcja A. kwas mlekowy woda alkohol etylowy alkohol etylowy kwas mlekowy woda alkohol etylowy woda kwas mlekowy . woda alkohol etylowy kwas mlekowy Metabolizm tlenowy Oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu- drugi etap Cykl Krebsa (cykl kwasu cytrynowego) - trzeci etap Krysty Przestrzeń międzybłonowa Macierz Błona zewnętrzna Błona wewnętrzna źródło: Berg, Tymoczko, Stryer „Biochemia” PWN, 2010 Rysunek przedstawia uproszczony schemat przebiegu cyklu Krebsa, jednego z etapów oddychania tlenowego. Acetylo-CoA 'OA szczawiooctan cytrynian 2 CO: ADP + P; ATP FADH; FAD 3 NAD 3 NADH + H* Podaj nazwy (pełne lub skrócone) związków, które powinny być wpisane w miejsce liter X i Y. Łańcuch oddechowy i fosforylacja oksydacyjna - czwarty etap zachodzący na wewnętrznej błonie mitochondrialnej Krysty Przestrzeń międzybłonowa Macierz Błona zewnętrzna Błona wewnętrzna przestrzeń międzybłonowa wewnętrzna błona mitochondrialna UW (I [If ([[1/ Źródło: Biologia. Podręcznik. Tom 3. PWN, 2004