LEBONTÁSI FOLYAMATOK

LEBONTÁSI FOLYAMATOK

KATABOLIKUS REAKCIÓK FELADATA:

sejtek számára megfelelő energiatermelés.

végtermék alapján

légzés (respiráció) erjedés (fermentáció)

Az energiafelhasználás leghatásosabb útja a légzés, mely aerob folyamat

A fermentáció nem igényel oxigént, anaerob folyamat. Mikroorganizmusok anyagcseréjében van szerepe

FEHÉRJÉK POLISZACHARIDOK LIPIDEK

AMINOSAVAK GLÜKÓZ GLICERIN

+ ZSÍRSAVAKPIROSZŐLŐSAV

CO2

ACETIL-CoA

Citromsav

Izo-Citromsav

-keto-GlutársavCO2

CO2Szukcinil-CoA

Borostyánkősav

Oxálecetsav

Almasav

Fumársav

Flavinenzimek

Coenzim-Q

NAD+ NADH + H+

ADP + Pi ATP

„A”

„B”

„C”

„D”

Coenzim-Q

Citokrom-b

ADP + Pi ATP

Citokrom-c

Citokrom- (a + a3)

ADP + Pi ATP

2 H+ + O2- H2O

„D”

Ter

min

ális

oxi

dác

ió

„A” tápcsatornában történik; a polimer

molekulák monomerekké, illetve

egyszerűbb komponensekké való hidrolizálása

„B” monomerek, építőelemek C2-es

fragmensekké való degradálódása

„C” acetil-CoA citrátkörbe kerülése; C atomok CO2-

dá oxidálódása; H2 hidrogénszállító koenzimre

kerülése

„D” terminális oxidáció: elektronok szállítása,

oxidion (O2-) keletkezése; víz létrejötte

SZÉNHIDRÁTOK LEBONTÁSA

Magasabb rendűek a poliszacharidok, egyszerű cukrok kis részét tudják felhasználni

Cellulóz és a heteroatomot tartalmazó szénhidrátok bontásához nincs enzimkészlete a szervezetnek

1. Emésztés A nyál -amiláz tartalma

poliszacharid-láncok (1-4)- kötéseinek hidrolízisét 6-8

monomerből álló oligoszacharidokká Gyomor savas pH-ján nem működik Vékonybél semleges pH-ján a pankreász-amiláz

fragmensek maltózegységekké

való hasítása (1-6)-kötéseket (1-6)-glükozidáz hasítja

Maltáz

- maltóz molekulákat hasít glükóz-

egységekre (bélhámsejtek szegélyén)

- egyéb diszacharidokat hidrolizál

A sejtekbe jutott glükóz a citoplazmában a glikolízisben alakul át köztitermékké

2. A glikogén lebontása

foszforiláz (1-4)kötések hidrolízise;

glükóz-1-foszfát egységek keletkezése oligo (1-4)-glükán-transzferáz lehasítja a 3 utolsó

glükózt és szabad láncvégre helyezi (1-6)-kötéseket (1-6) -glikozidáz hidrolizálja

A glikogénlebontás szabályozása

ADRENALIN

inaktív adenilát-cikláz

aktív adenilát-cikláz

ATP

cAMP

inaktív protein-kináz

aktív protein-kináz

inaktív foszforiláz-kináz

aktív foszforiláz-kináz-P

foszforiláz-b

foszforiláz-a-P

Ca++, ATP

SZINTETÁZ-I

SZINTETÁZ-D-P

Glukóz-6-P

GLIKOLÍZIS

A tápanyagok lebontása során, ill. a glikogén hidrolízisekor keletkezett glükóz a GLIKOLÍZISben alakul tovább

1 molekula glükóz 2 molekula piroszőlősav Izommunka során

piroszőlősav tejsav

ANAEROB GLIKOLÍZIS

ERJEDÉS v. FERMENTÁCIÓ Oxigén jelenlétében a termékek CITRÁTKÖR

TERMINÁLIS OXIDÁCIÓ

GLIKOLÍZIS AEROB befejezése

Két szakasz:

I. 2 ATP felhasználás; C6

glükóz 2 trióz-foszfát

II. trióz piroszőlősav

ATP képződik

C3

C3

A glikolízist lezáró folyamatok: Alkoholos erjedés:

Tejsavas erjedés:

tejsav

piroszőlősav

GLIKOLÍZIS SZABÁLYOZÁSA

ÉS ENERGIAMÉRLEGE

Glikolízis szabályozásaglukóz

glukóz-6-P

fruktóz-6-P

fruktóz-1,6-diP

(2) foszfoenolpiruvát

(2) piruvát

(2) laktát

ATP

ADPHEXOKINÁZ

ATP

ADP

ATP

ADP(2)

(2)

FOSZFOFRUKTOKINÁZ I.

PIRUVÁT KINÁZ

---+

-

+--

ATP

citrát

AMP, ADP

Hosszúláncú zsírsavak

ATP

Acetil-CoA, citromsav, zsírsavak

-

Glikolízis energiamérlege

1. lépés -1 ATP

3. lépés -1 ATP

5. lépés +2 (NADH+H+)

6. lépés +2 ATP

9. lépés +2 ATP

11.v.12. lépés -2(NADH+H+)

összesen: +2 ATP

Bruttó reakcióegyenlet:glükóz + 2 ATP + 2 Pi tejsav + 2 ATP

ΔG°’ = - 217 kJ

Összehasonlítva a glükóz égésével:

C6H12O6 + O2 6 CO2 + 6 H2O ΔG°’ = - 2850 kJ

a glükóz energiatartalmának Ξ 7,6 %-a szabadul fel a tejsavas erjedés során

217

2850

PIROSZŐLŐSAV OXIDATÍV DEKARBOXILEZÉSE

Oxigén jelenlétében nem fermentáció zajlik A piroszőlősav oxidációs folyamatban reagál piruvát acetil-CoA Oxidáló ágens a NAD+

Piruvát + NAD+ + H-CoA acetil-CoA + NADH + H+ +CO2

Ez a reakció kapcsolja össze a glikolízist és a citrátkört

Multienzim - komplex szükséges:3 enzim

piruvát-dehidrogenáz,

dihidrolipoil-transzacetiláz,

dihidrolipoil-dehidrogenáz

5 koenzim

TPP, liponsav, FAD, NAD+, CoA

1. A piruvát-dehidrogenáz tiamin-pirofoszfát koenzimje reagál a piroszőlősavval, majd a komplexből lehasad a szén-dioxid és hidroxi-etil csoport alakul ki.

2. A TPP-hez kapcsolódó hidroxi-etil rész a dihidrolipoil-transz-acetiláz liponsav koenzimjének diszulfid hídjához kapcsolódik acetilcsoport formájában. A diszulfid híd egyik tagja SH-csoporttá redukálódik.

3. Az acetilcsoportot a koenzim-A veszi át, és acetil-CoA képződik, ami belép a citrátkörbe.

4. A redukált liponsavat a dihidrolipoil-dehidrogenáz a FAD koenzim segítségével visszaoxidálja, és ismét kialakul a diszulfid-híd.

5. A redukált FADH2-t a NAD+ oxidálja, a hidrogének NADH formában szállítódnak tovább.

Acetil-CoA nagy koncentrációja gátolja a dihidrolipoil – transzacetilázt

A NADH a dihidrolipoil- dehidrogenázt gátolja ATP nagy koncentrációja a piruvát-

dehidrogenázt inaktiválja, az ADP serkent.

PIRUVÁT-DEHIDROGENÁZ

DIHIDROLIPOIL-TRANSZACETILÁZ

DIHIDROLIPOIL-TRANSZACETILÁZ

DIHIDROLIPOIL-TRANSZACETILÁZ

FADFADH2

NAD+

NADH + H+