23
ןןןןן ןןןןן1 1 . G-1P G-6P 5.4% 94.6% ייייי ייייΔG' = 0 0 = ΔG'° + RTln(Keq) Keq = 94.6/5.4= 17.5 יייי יייייי:0 = ΔG'° + RTln(17.5) ΔG'° = -1.98*10 -3 *310*ln(17.5) ΔG'° = -1.76 Kcal/mole 2 . F-6P G-6P 0.1 - X-Y X Keq = 2 = X/(0.1-X-Y) = Z/X G-6P G-1P Keq = 0.0526 X Y X = 0.064 M [G-6P] Y= 3.38*10-3 M [G-1P] 0.1-X-Y = 0.032 M [F-6P] 4 . Glucokinase Vmax = 1.5mole/min/gr Km = 10M Hexokinase Vmax = 0.1 mole/min\gr Km = 0.1M V = Vmax[S] / (Km + [S]) a. Vo Glucokinase = 1.5*0.1 \ (10+0.1) = 0.015 mole/min\gr Vo Hexokinase = 0.1*0.1 \ (0.1+0.1) = 0.05 mole/min\gr 0.015/0.05 = 0.3 b. Vo Glucokinase = 1.5*1 \ (10+1) = 0.13 mole/min\gr Vo Hexokinase = 0.1*1 \ (0.1+1) = 0.09 mole/min\gr 0.015/0.05 = 1.5 c. Vo Glucokinase = 1.5*5 \ (10+5) = 0.5 mole/min\gr Vo Hexokinase = 0.1*5 \ (0.1+5) = 0.095 mole/min\gr 0.015/0.05 = 5.1 d. Vo Glucokinase = 1.5*30 \ (10+30) = 1.125 mole/min\gr Vo Hexokinase = 0.1*30 \ (0.1+30) = 0.099 mole/min\gr 0.015/0.05 = 11.3

פתרון תרגילים מטבוליזם

Embed Size (px)

DESCRIPTION

פתרונות לחוברת התרגילים במטבוליזם משנים קודמות

Citation preview

Page 1: פתרון תרגילים מטבוליזם

1 תרגיל פתרון

1 .G-1P G-6P 5.4% 94.6%

ΔG' = 0 משקל בשווי

0 = ΔG'° + RTln(Keq)

Keq = 94.6/5.4= 17.5

ΔG'° + RTln(17.5) = 0נציב בנוסחה:

ΔG'° = -1.98*10-3*310*ln(17.5) ΔG'° = -1.76 Kcal/mole

2 .F-6P G-6P 0.1-X-Y X Keq = 2 = X/(0.1-X-Y)

=Z/X G-6P G-1P Keq = 0.0526

X Y

X = 0.064 M [G-6P] Y= 3.38*10-3 M [G-1P] 0.1-X-Y = 0.032 M [F-6P]

4 .Glucokinase Vmax = 1.5mole/min/gr Km = 10M Hexokinase Vmax = 0.1 mole/min\gr Km = 0.1M

V = Vmax[S] / (Km + [S])

a. Vo Glucokinase = 1.5*0.1 \ (10+0.1) = 0.015 mole/min\gr Vo Hexokinase = 0.1*0.1 \ (0.1+0.1) = 0.05 mole/min\gr

0.015/0.05 = 0.3 b. Vo Glucokinase = 1.5*1 \ (10+1) = 0.13 mole/min\gr

Vo Hexokinase = 0.1*1 \ (0.1+1) = 0.09 mole/min\gr 0.015/0.05 = 1.5

c. Vo Glucokinase = 1.5*5 \ (10+5) = 0.5 mole/min\gr Vo Hexokinase = 0.1*5 \ (0.1+5) = 0.095 mole/min\gr

0.015/0.05 = 5.1 d. Vo Glucokinase = 1.5*30 \ (10+30) = 1.125 mole/min\gr

Vo Hexokinase = 0.1*30 \ (0.1+30) = 0.099 mole/min\gr 0.015/0.05 = 11.3

האנזים של תחרותי מעכב אתנול, שהוא לתת היא אחת מוצעת דרך. 6 יהיה שמתקבל יונקים. התוצר בכבד דהידרוגנאז, שמצוי אלכוהול

מפורמאלדהיד. פחות רעיל אצטאלדהיד, שהינו

מצגת . ראה7מצגת . ראה8מצגת . ראה9

מצגת . ראה11

Page 2: פתרון תרגילים מטבוליזם
Page 3: פתרון תרגילים מטבוליזם

2 תרגיל פתרון

5 שאלה

Glucose Glucose-6-P Fructose-6-P

Aldolase

Fructose-1,6-Bisphosphate Dihydroxyacetone-P

mutase

Glyceraldehyde-3-P Glyceraldehyde-2-P Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase

1,3-Bisphosphoglycerate 1,2-Bisphosphoglycerate

3-Phosphoglycerate

2-Phosphoglycerate Enolase

Phosphoenolpyruvate

Pyruvate

יודואצטט ע"י העיכוב. 2 3 ולכן החידקים בשני זהים וארסנט פלואוריד, האנזימים במעגלים זהים ידם על המעוכבים האנזימים כלומר, השונים.

פלואוריד( זהים. לגבי ע"י )שמעוכב יודואצטט(, ואנולז ע"י )שמעוכב אלדולזלא דומה אנזים שקיים ברור אנזים, אבל אותו קיים אם ברור ארסנט,

עתיר קשר ליצור בפוספט שמשתמש דהידרוגנאז פוספט3 לגליצראלדהיד.ATP יתן עוקב אנרגיה, שבשלב

והרבה3PGA מעט יש אם כי להסיק ניתן. 3 1,2 חדש תוצר Bisphosphogycerateאז פוספט3 מגליצראלדהיד מעבר יש כנראה

מדוע להסביר קל נוצר. אז לא פוספוגליצרט3 פוספט, ו- 2 לגליצראלדהיד.Bisphosphogycerate 1,3 ולאBisphosphogycerate 1,2 מתקבל

החדש, יתכן מהחידק לאנזים סובסטרט אינו פוספט3 גליצראלדהיד אם. 4 1,2 קבלת נסביר שוב הסובסטרט, וכך הוא פוספט2 שגליצראלדהיד מאד

Bisphosphogycerate.

Page 4: פתרון תרגילים מטבוליזם

14 שאלה

גלוקוז הוא גלקטוז חסר המזון כאשר בתאים הגלקטוז מקור

UDP-glucose ע"י המקוטלזת בריאקציה 4-epimerase עמוד( 29

בחוברת(.

UDP-glucose 4-epimerase

NAD+ + UDP-Galactose NADH + H + 4-Keto intermediate NAD+ + UDP-Glucose

UDP-Galactose 4-epimerase

15 שאלה

AMP -וADPפועלים ומבטליםPFK לאיקטוב דומה: גורמים באופן

.ATP של מעכב אפקט ATPמעכב ואתPFK את אלוסטרית פירובט

ו- לאתנול גלוקוז היפוך בקצב לעליה יגרמוADP ו- AMP קינאז, לכן

ATPלירידה. יגרום

Piמגביר זהו ההיפוך קצב את התהליך של סובסטרט לאתנול,

ל- NADH של יותר גבוה למיחזור תגרום וצריכתו NAD+שגם הוא

דהידרוגנאז(. פוספט3 ראקציה. )גליצראלדהיד באותה סובסטרט

לכןPFK את אלוסטרית קרבס, מעכב במעגל ביניים , תוצרציטרט

מעכב בהיפוך ירידה נראה פלאוריד, אנולז האנזים את לאתנול.

פוספט2 גליצרט שהופך לכן - ירידה נקבל לפוספואנולפירובט,

לאתנול. פירובט בהיפוך

שיעור לכן מעגל בכלATP פחות נוצר כי לאתנול היפוך , יגבירארסנט

יעלה.+NAD , למחזר הגליקוליזה

מצגת . ראה16

Page 5: פתרון תרגילים מטבוליזם

3 תרגיל פתרון

18 שאלה בציטרט, בחומצה2 מספר פחמן הוא בפירובט המסומן מתילי . פחמןב

בסוקצינטα ובחומצה איזוציטרית קטוגלוטרט. או2 פחמן יהיו3

תלוי הומוגנית, )האוכלוסיה הפחמנים של הספירה בכיוון מסומנים,

זהה(. כלומר

מתפרק זה פרוקטו-קינאז. סוכר ע"י1 מספר בפחמן מזורחן . פרוקטוזג

(.GA) ( ולגליצראלדהידDHAP) פוספט לדהידרוקסיאצטון אלדולז ע"י

יתן5 בפחמן מסומן שהיה . פרוקטוזGA3P ל- GA את מזרחן קינאז טריוז

אצטיל2 בפחמן המסומן פירובט לכן, . CoA (AcoA)מסומן בפחמן

, תלוי4 או1 מספר בפחמן מסומנים יהיו ואיזוציטרט קרבונילי. ציטרט

הספירה. בכיוון

19 שאלה ע"י אחת, שמתקבלתNADH מולקולת נותן פירובט של מלא . חימצוןב

מולקולות3 מתקבלות דהידרוגנאז, בנוסף פירובט קומפלקס NADH,

.ATP מולקולות15 מתקבלות . סה"כFADH2 ומולקולתGTP מולקולת

3 ע"י מתקבל ציטרט של מלא חימצון ע"י מקסימלי אנרגיה . ניצולג

מולקות12 נותן מעגל קרבס. כל במעגל סיבובים ATPבסה"כ , ולכן

.ATP מולקולות36 יתקבלו

.NADH קרבס, נותן ( במעגלOAA) לאוקסלואצטט המתחמצן . פומרטד

נדרשים סיבובים2 בנוסף, 4) תום עד לחמצנו כדי במעגל מלאים

.ATP מולקולות27 דקרבוקסילציות(. סה"כ, יתקבלו

Page 6: פתרון תרגילים מטבוליזם

20 שאלה המטבולי חמצן. ההיגיון בנוכחות הגליקוליזה עיכוב הינו פסטר אפקט

מחימצון מאשר גלוקוז של מלא מחימצון מתקבלת אנרגיה הינו: יותר פעיל קרבס חמצן, מעגל בלבד. בנוכחות בגליקוליזה גלוקוז של חלקי

.PFK את אלוסטרית וציטרט, שמעכביםATP השאר, הם ותוצריו, בין 21 שאלה

בגלוקוז1 מספר פחמן סימון בפירובט. פחמן3 מספר בפחמן ימצא

ה- שבירת אחרי6 מספר פחמן של מראה תמונת הינו בגלוקוז1 מספר

F1,6BP לדיהידרוקסיאצטון ע"י3 ולגלצראלדהיד פוספט פוספט,

כיוון נמצא בפירובט המיתלי שהפחמן אלדולז. הסימון את מסומן,

בציטרט2 בפחמן לפומרט. עד במעגל התרכובות ובכל קרבס במעגל

אסימטרית )פומרט( למולקולה סימטרית ממולקולה עוברים שאנו בגלל

יש עמדות2 )מלט( יכולה פומרז של האנזימטית הריאקציה בהן

לכן ממולקולות50% להתרחש. ו- 2 בפחמן מסומנות המלט 50%

אוקסלואצטט. לגבי . כנ"ל3 בפחמן מסומנות

22 שאלה הפירובט לקומפלקס מקישורו נובעת ארסניט לגז הגבוהה הרגישות

ארסניט כקו-פקטור ליפואית, המשמשת לחומצה נקשר דהידרוגנאז.

בקומפלקס. כשארסניטE2 לאנזים סגורה, טבעת לאנזים, נצר קשור

האנטידוט את מאבד והאנזים לחומצה הדומה נגזרת הינו פעילותו.

למעכב. להיקשר יכול הליפואית, ולכן

+R-As=O ארסניקלים משפחת

אנזים

פעיל

R

E2

SHSH

E2

S S

AS

Page 7: פתרון תרגילים מטבוליזם

פעיל לא אנזים

23 שאלה

קטוגלוטרט.αו- דהידרוגנאז פירובט בקומפלקסים קופקטור הינוTPPא.

יש את מקסימלי באופן לנצל מנת על במעגל לפרקן הפחמימות,

פעילות מחייבת התקינה זה, ופעילותו למעגל סוכרים קרבס. כניסת

הנ"ל. הקומפלקסים שני של תקינה

)סוכרים( פירובט אנזימטיות. כניסת ריאקציות בשתי היאTPP חשיבותב.

קטוגלוטרטα קרבס, והפיכת למעגל במעגל. לאורCoA לסוקסיניל

בטבלה: מופיעות שהן התוצאות, כפי את נסביר זאת

הפירובט, כיוון בריכוזי ובריאים חולים בין משמעותי הבדל בצום, אין.1

יותר3 פי גלוקוז, יש קבלת סוכרים. אחרי צריכת אין המקרים שבשני

זה ביחס החולים אצל פירובט של תפקוד מחוסר נובע לבריאים.

החולים. אצל דהידרוגנאז פירובט הקומפלקס

צום בבריאים, במצב מאשר2 פי גבוה קטוגלוטרטαה- בחולים, ריכוז.2

ניתן מתן לאחר וגם תפקוד חוסר ע"י זו תופעה להסביר גלוקוז.

החולים. אצל דהידרוגנאז קטוגלוטרטα הקומפלקס

קטוגלוטרטα ריכוז של ובבריאים, היחס בחולים.3 גלוקוז קבלת אחרי

בניגוד נותר צום לאחר לריכוזו בהשוואה שמקורו קבוע. לפירובט,

אמינו. חומצות מפירוק גם להתקבל יכול קטוגלוטרטαבלבד, בסוכרים

הנ"ל. ביחס הבדל לכן, אין

4 תרגיל פתרון

24 שאלה

עוברים: אלקטרונים זוג כאשרΔG חישוב

+NADל- מאיזוציטרט א.

Isocitrate α ketoglutarae + 2e- + 2H+ E°' = 0.38V

Page 8: פתרון תרגילים מטבוליזם

NAD+ + 2e- + 2H+ NADH + H+ E°' = - 0.32V

ΔE°' = 0.06V ΔG°' = -nF ΔE°' = -2*23.06*0.06 = -2.7 Kcal/mol

Cyt bל- מסוקצינט .ב

Succinate fumarate + 2e- + 2H+ E°' = - 0.03V

2 Cyt b (+3) + 2e- + 2H+ 2 Cyt b (+2) E°' = 0.07V

ΔE°' = 0.04V ΔG°' = -nF ΔE°' = -2*23.06*0.04 = -1.84 Kcal/mol

בתנאים )אנחנו בריכוזים תלוי אינו זה שפוטנציאל כיוון°'E את כופלים * לא

זהה. ותוצרים מגיבים ריכוז כלומר סטנדרטים

Cyt c ל- NADHמ- ג.

NADH + H+ NAD+ + 2e- + 2H+ E°' = 0.32V

2 Cyt c (+3) + 2e- + 2H+ 2 Cyt b (+2) E°' = 0.22V

ΔE°' = 0.54V ΔG°' = -nF ΔE°' = -2*23.06*0.54 = -24.9 Kcal/mol

25 שאלה

מצגת ראה 26 שאלה

Malate + NAD+ Oxaloacetate + NADH + H+

Malate Oxaloacetate E°' = 0.175V

NAD+ NADH E°' = -0.32V

ΔE°' = -0.145V

משקל. שווי עד הפוך תלך הריאקציה לכן שלילי°'ΔEה-

Oxaloacetate + NADH + H+ Malate + NAD+

(0.02-X( )0.02-X( )0.02+X( )0.02+X)

ΔG°' = -nF ΔE°' = -2*23.06*0.145 = -6.687 Kcal/mol

-6.687 = ΔG°' = -RT ln(Keq) = -1.98*10-3*298* ln(Keq)

Keq= 8.35*104 = (0.02 + X)2 X = 19.2 mM = 0.0192 M

היפוך

Page 9: פתרון תרגילים מטבוליזם

)0.02 - X(2

הסופיים: התרכובות ריכוזי

NADH = Oxaloacetate = 0.8 mM NAD+ = Malate = 39.2 mM

27 שאלה

מצגת ראה 28 שאלה

א. -0.8- 0.5 0.1 0.6 1.2

Volt

Y O A V I

-0.32- 0.18

NADH FADH2

יותר. גבוה חיזור פוטנציאל בעל מחומר יהיה-e של ספונטני מעבר

ב. ΔE°' = 1.2 - (-0.8) = 2 Volt

ΔG°' = -nF ΔE°' = -2*23.06*2= -92.24 Kcal/mol

סופי-e מקבל להיות יכול אינו החמצןג. כיוון זו בשרשרת

)I של מזה נמוך שלו שהפוטנציאל 0.8Vלעומת 1.2V,תאורטית .)

שהפרש כיוון לכ"א זו שרשרת להעביר כדאי אנרגטית מבחינה

(I) האחרון לציטוכרוםe- (NADH, FADH2)ה- נשאי בין הפוטנציאלים

להשתמש מעשית ניתן לא החמצן, אבל לבין בינם מאשר יותר גדול

או לחמצן בהשוואה מוגבלת שכמותו כיוון סופי-e כמקבל בציטוכרום

SO4 )למשל בחידקים אחרים-e מקבלי-2.)

Page 10: פתרון תרגילים מטבוליזם

30 שאלה

ע"י מסוים גל באורך אור בליעת על הסתכל קיילין החוקר

למצב בהתאם משתנה הציטוכרומים ע"י האור ציטוכרומים. בליעת

ע"י רק נבלע קיילין, האור השתמש שבו הגל חמצונם/ חיזורם. באורך

את מסרו לא שעדיין ציטוכרומים מחוזר, כלומר במצב ציטוכרומים

הסופי. לכן, האלקטרונים מקבל לחמצן, שהינו שעליהם האלקטרונים

בתמיסה, נמוך היה החמצן ריכוז כאשר רק הופיעו הבליעה פסי

בעת היו והציטוכרומים הוכנס טילטול מחוזרים. חמצן התרחיף,

החמצן ע"י הציטוכרומים לציטוכרומים. חמצון נגיש והפך לתמיסה

ישן, במכשיר השתמש שקיילין הבליעה. מכיוון פסי להיעלמות הוביל

בליעה, המאופיין של מצבים: מצב בשני רק להבחין מסוגל היה הוא

של חסרונם ע"י בליעה, המאופיין חוסר של פסים, ומצב הופעת ע"י

הבליעה כמות אחר לעקוב ניתן מודרנים הבליעה. במכשירים פסי

רציף. באופן

31 שאלהמצגת ראה

32 שאלה

ZH2 Cyt3 Cyt4 Cyt5 Cyt2 O2

NADH Cyt1B

DA

Page 11: פתרון תרגילים מטבוליזם

ומעגל , גלוקונאוגנזה β -Oxidation : 5 תרגיל פתרון

האוראה

1 שאלה פירוט )ראה המיטוכונדריה למטריקס השומן חומצת כניסת לאחר

מורכב זה בחימצון שלב . כלβ-Oxidationה- תהליך ( מתחיל5 בתשובה

ואצילCoA ואצטיל מקבלים שלב ובכל מעגלי ריאקציות. התהליך4מ-

CoAפחמנים. בשני קצר

: הריאקציות

1 .Fatty acyl-CoA dehydrogenaseהכנסת = קבלת תוך כפול קשר

FADH2.

2 .Enoyl-CoA hydrataseמים. מולקולת = הכנסת

3 .3-hydroxyacyl CoA dehydrogenaseיצירת = קבלת תוך קטו קבוצת

NADH

4 .Thiolaseע"י תיולי = ביקוע CoA.

.CoA אצטיל של יחידות9 פחמנים( נקבל18) סטירית חומצה בחימצון

9 Acetyl CoA * 12 ATP = 108 ATP

8 FADH2 * 2 ATP = 16 ATP

8 NADH * 3 ATP = 24 ATP

(.ATP AMP) אנרגיה עתירי קשרים2 להחסיר ישATP 148 סה"כ

ATP 146 מתקבל

Page 12: פתרון תרגילים מטבוליזם

4 שאלה )β-Oxidation לאחר יתןNonanoic acidב- רדיואקטיבית המסומן6 פחמן

אצטיל3 מחזורים( CoAהמסומן לכן בפחמן הסימון את מתילי.

.2 בפחמן נמצא קטוגלוטרטαוב- בסוקצינט

5 שאלה מהדם, עוברת פאסיבית דיפוזיה ע"י לציטוזול נכנסת אשר השומן חומצת

Fatty acyl CoA synthetases ע"י אקטיבציה

R-COO- + ATP +CoA R-CO-S-CoA + AMP +PPi

בממברנה ומצויים ארוכות שומן לחומצות ספציפים אלה אנזימים

לאחר של החיצונית לרווח CoA אציל מעבר המיטוכונדריה. הבין

.Fatty acyl-carnitine ומשתחררים קרניטין עם שיחלוף מתבצע ממברנלי

Fatty של מעבר . לאחר1 טרנספרז אציל קרניטין ע"י מתבצע השחלוף

acyl-carnitineלמטריקס השיחלוף מתבצע הפנימית בממברנה נשא ע"י

β שמתחילFatty acyl CoAו- חופשי קרניטין ומתקבליםCoA ההופכי, עם

-Oxidation2 טרנספרז אציל ע"י מתבצע השני . השחלוף.

6 שאלה CoA לאצטיל חימצון עוברות פחמנים של זוגי מספר בעלות שומניות חומצות

זוגי אי פחמנים מספר בעלות שומניות לגלוקוז.חומצות להפוך יכולות אינן ולכן

לסיבוב זוגי. הסובסטרט מספר בעלות שומן חומצות של דרך באותה מחומצנות

פחמנים.5 בעלת שרשרת יש שבוFatty acyl CoA הואβ חימצון של האחרון

ו- CoA אצטיל הם התוצרים ונחתך מחומצן הוא כאשר Propionyl - CoA.

Propionyl - CoAעובר שלD סטרואיזומר של ליצירה קרבוקסילציה

Methylmalonyl– CoAע"י Propionyl - CoA carboxylaseביוטין. קופקטור שמכיל

לסוקציניל הופך האחרון . וזהL לאיזומרD איזומר הופך אפימרז הבא בשלב

CoAע"י לקרבס להיכנס שיכול( Methylmalonyl - CoA mutaseקואנזים שדורש

B12סוקציניל .) CoAמלט גבוהים ולמלט. בריכוזים לסוקצינט, לפומרט הופך

הציטוזולי. דהידרוגנז מלט ע"י לאוקסלואצטט הופך לציטוזול טרנספורט עובר

ע"יPEP) לפוספואנולפירובט הופך אוקסלואצטט ) PEPקרבוקסיקינאז

לגלוקוז. בסוף הופך הגלוקונאוגנזה שבתהליך

Page 13: פתרון תרגילים מטבוליזם

9 שאלה יצטבר בשריר האמוניה עודף באיטיות פועל בכבד האוראה שמעגל במצב

שיוכלו עד בדם יעלה וגלוטמין אלנין לדם. ריכוז שיופרשו ובגלוטמין באלנין

קיצוניים, אמוניה שוב. במקרים יפעל האוראה מעגל כאשר לכבד להיכנס

הרעלה. ותהיה לדם תשתחרר

שומן חומצות גליקוגן,סינתזת ופירוק : סינתזה 6 תרגיל פתרון ליפידים וסינתזת

13 שאלהביספוספט1,6 בפרוקטוז ב: מחסור1 השלמת יאפשר לא

גליקוגן. או גלוקוז יווצרו לא ולכן הגלוקונאוגנזהפוספט1 גלוקוז מקטלז א: פוספוגלוקומוטאז2

פוספט(1 )גלוקוז הגליקוגן פירוק תוצר יוכל לא פוספט. בהיעדרו גלוקוז קרבס. ולמעל לגיליקוליזה להכנס

Page 14: פתרון תרגילים מטבוליזם

את שמקצץDebrunching אנזים הינו גלוקוזידאז1,6 ה: עמילו3בהעדרו ההסתעפויות הם שיתפרקו בגליקוגן היחידים החלקים בגליקוגן.

גליקוגן. עודף יהיה ולכן ההסתעפויות קצוות לגלוקוז. גלוקוז פוספט6 גלוקוז הופך פוספטאז6 ג: גלוקוז4פוספט6 פוספט( או1 גלוקוז )דרך גליקוגן מפירוק להתקבל יכול מאלנין

ל- NH3 מסירת )ע"י לפירובט במיטוכונדריה שהופך αקטוגלוטרט( שהופך יהפכו לא אלו גלוקוז מקורות שני הפוספטאז בהעדר פוספט. לכן6 לגלוקוז

לגלוקוז. גלוקוזUDPל- גלקטוזUDP הופך אפימראז גלוקוזUDP ד: 5

מחוסר הגליקוליזה(. לכן )דרך אנרגיה כמקור גלקטוז של ניצול מאפשר וכך לא הגליקוגן ניצול אנרגיה, אך כמקור בגלקטוז שימוש יאפשר לא זה באנזים

יפגע. 14 שאלה

פוספט פירידוקסל

* פירובט2 גליקוליזה פוספט6 גלוקוז פוספוגלוקומוטאז פוספט1 גלוקוז פוספורילאז בשריר גליקוגן

2ATP+

דהידרוגנז לקטט בכבד * לקטט2 לדם מועבר * לקטט2

דהידרוגנז לקטט * פירובט2

גלוקונאוגנזה

בכבד

-6ATP -2NADH

פוספט6 גלוקוז פוספטאז6 גלוקוז

בשריר גליקוגן בשריר גלוקוז לדם מועבר גלוקוז

ATP -UTP- בכבד

בכבד גליקוגן פוספט1 גלוקוז -UTP

הנ"ל. התהליכים את שעוברת אחת גלוקוז מולקולת עבור חושב האנרגטי * המחירבגלוקונאוגנזה. קרבקסילז פירובט בריאקצית כקופקטור משתתפת ביוטין *קבוצת

16 שאלהבגליקוליזהATP יצור ע"י מסופקת בשריר אנרגיה רב במאמץ שהשריר ככל

שונה, מטרתו תפקיד . לכבדATP ליצר מנת על עולה הגליקוליזה יותר, שיעור כאשר לדם ושליחתו גלוקוז יצור ע"י וזה בדם סוכר של קבועה רמה על לשמור

גליקוגן זקוקות הרקמות 1 לגלוקוז גליקוגן מפרק פוספורילז לגלוקוז. לגליקוגן גליקוגן קוולנטית ובקרה אלוסטרית בקרה פוספורילז פוספט. .

מזורחן, הצורה וכלאa - פוספורילז הפעילה כמזורחן, הצורה קיים פוספורילזהוא b פוספורילז. b פוספורילז – פעילה הלא בשרירים הדומיננטית הצורה משתחרר השרירים פעילות בעת אבל, נחים שגורם אפינפרין הורמון ,

שגורם הפעילa לפוספורילז אותו והופךb בפוספורילזser של לפוספורילציה

Page 15: פתרון תרגילים מטבוליזם

פוספט. 1 לגלוקוז גליקוגן לפירוק Phosphorylase kinase bמאוקטב ע"י נקשר : אפינפריןb פוספורילז גליקוגן לזרחון ואחראי שלבים במספר אפינפרין

ל-ATP שהופךadenylyl cyclase ומאקטב התא פני עלβ-adrenergic receptorל- cAMP. cAMPמאקטב PKA (protein kinase A). PKAמאקטב Phosphorylase

kinaseפוספורילז גליקוגן שמזרחן bגם מאוקטב בזמן )בו לפעיל אותו והופך protein kinaseסינתז גליקוגן שמזרחן aפעיל(. ללא אותו והופך

מסירphosphorylase a phosphataseנוסף: , אנזים למנוחה חוזר השריר כאשרואזa פוספורילז מגליקוגן הפוספוריל קבוצת את b פוספורילז גליקוגן נוצר

פעיל. שאינו כיווץ בעת שנוצר + Ca 2פוספורילז: גליקוגן על אלוסטרית בקרה ישנה בנוסף

וכךPhosphorylase kinase b ומאקטב שרירים, נקשר גליקוגן הפיכת מאפשר הפעיל.a פוספורילז לגליקוגןb פוספורילז

AMPשמצטבר פוספורילז. גליקוגן ומאקטב נקשר כן גם פעילים בשרירים AMP נקשר שאליו האלוסטרי האתר את חוסםATP עולה, ATP ריכוז כאשרפוספורילז. גליקוגן של לאינאקטיבציה וגורם אלוסטרית. בקרה וע"י גלוקגון ההורמון ע"י מבוקר פוספורילז גליקוגן בכבדbמאקטב גלוקגון יורד בדם גלוקוז ריכוז כאשר Phosphorylase kinaseשהופך

מאפשר הפעיל, וכךa פוספורילז לגליקוגן פעיל שאינוb פוספורילז גליקוגןכאשר גלוקוז ושחרור גליקוגן פירוק למצב חוזר בדם גלוקוז ריכוז לדם.

על אלוסטרי לאתר הכבד( ונקשר )תאי להפטוציטים נכנס הנורמלי, גלוקוז ser אזורי את שחושף קונפורמציה לשינוי גורם . הקישורa פוספורילז גליקוגן

aל- המזורחנים phosphorylase phosphataseשמסיר הפוספוריל קבוצות את פוספורילז. גליקוגן של לאינאקטיבציה וגורם

17 שאלה דפוספורילציה הוא הגלוקונאוגנזה בתהליך גלוקוז ביצור השלישי השלב א. פוספט6 גלוקוז ע"י מקוטלזת זו גלוקוז. ריאקציה ליצור פוספט6 גלוקוז של

מתרחשת אינה גלוקונאוגנזה ולכן במח או בשריר מצוי אינו זה פוספטז. אנזים מועבר ואז בכליות או בכבד בגלוקונאוגנזה נוצר לכן אלה. גלוקוז ברקמות

Von הדם. במחלת מחזור דרך ולשרירים למח G ierke 6 גלוקוז באנזים חוסר פוספט6 גלוקוז ריכוז לעלית גורם פוספטז פוספט להצטברות ולכן בתא פוספט6 )גלוקוז ובכליות בכבד תקין מבנה בעל גליקוגן גליקוגן מעכב

את לעלות היכולת להעדר גורם סינתז(, לפיכך גליקוגן ומאקטב פוספורילזסימפטומים לגליקוגן בתגובה בדם הגלוקוז ריכוז של ביוכימיים ואפינפרין.

כבד היפוגליצמיה המחלה: שעות בדם( לאחר נמוך )סוכר חריפה מוגדל, שובע. תחושת צום, העדר של בודדות

גליקוגן. לאגירת הקשורות ביותר הקשות המחלות אחת Andersen מחלת ב. בשל4 גיל עד שורדים רחוקות לעיתים במחלה חולים כבד. ריכוז תפקוד אי

Glycogen האנזים שבחוסר נורמלי, בכך לא מבנהו אך גדל אינו בכבד הגליקוגןbranching enzymeשיוצר מתקבל בשרשרת הסתעפות נקודות הגליקוגן,

מפחית הסיעוף קישרי מסועפות. העדר שאינן ארוכות שרשרות בעל גליקוגןהגליקוגן. מסיסות את משמעותי באופן

Page 16: פתרון תרגילים מטבוליזם

21 שאלהקייםא. כתוצאה של ביוסינתזה לבין הגליקוליזה בין קשר טריגליצרידים.

3 לגליצרול שהופך פוספט דהידרוקסיאצטון נוצר לא בגליקוליזה מעיכובע"יNADHב- שימוש תוך פוספט פוספט3 גלצרול 3 דהידרוגנז. גליצרול לטריגליצרידים: סובסטרטים הינם שומן וחומצות פוספט

phosphatidic acid ע"יphosphatidate. Phosphatidateל- הופך פוספט3 גליצרולphosphataseע"י לטריגליצריד הופך האחרון דיאצילגלצרול. זה1,2ל- הופך

. acyl transferase ע"י המקוטלזת נוספת, ריאקציה שומן חומצת הוספת להפוך יכול לא ביספוספט1,6 פרוקטוז ולכן מעוכב אלדולז אנזים כנראהב.

פוספט.3 + גלצראלדהיד פוספט לדיהידרוקסיאצטוןיצטבר. ביספוספט1,6 פרוקטוז העיכוב עקבג.

7 תרגיל פתרון

25 שאלהבתהליכיCTP של התפקיד את לאקטב הוא פוספוליפידים של הביוסינתזה

שמושכת אנרגיה משחררת הפירופוספט של שהידרוליזה מאחר הסובסטרטיםקדימה. הריאקציה את

דיאצילגליצרול.CDPל- פוספוטידאט דוגמא: הפיכת

27 שאלהאשרHMG-CoA reductase הוא הכולסטרול סינתזת קצב את הקובע האנזים כולסטרול. לסינתזת הייחודית הראשונה הפיכה הבלתי הריאקציה את מקטלז

עוברHMG-CoA זו בריאקציה לקבלתNADPH ע"י חיזור המולקולה Mevalonate.

2Pi

Page 17: פתרון תרגילים מטבוליזם

:HMG-CoA reductase האנזים פעילות רמת על הבקרהואינסולין: גלוקגון הורמונים ע"י הורמונלית בקרה. 1

)= עיכוב( פעילה לא צורה – האנזים של לפוספורילציה גורם גלוקגון)= איקטוב( פעילה צורה – האנזים של לדה-פוספורילציה גורם אינסולין

האנזים. את מעכבת התא התוך כולסטרול של גבוה : רמה אלוסטרית בקרה. 2 28 שאלה

( לפיכך4.4mM~) קבועה תישאר בדם הגלוקוז רמת כי דורש תקין מוח תפקודבגוף מטבוליים שינויים עובר הגוף בצורת אנרגיה מאגרי קיימים בהתאם.

וכגליקוגן בשריר בעיקר מוביליים השומן, כחלבונים ברקמת ( בעיקרTG) טריגליצרידים אינסולין הפרשת להאטת גורמת הארוחות בין בדם הגלוקוז ברמת בכבד. ירידה בעיקר

בכבד גליקוגן פירוק ראשית משפעלת זו הורמונלית גלוקגון. תגובה הפרשת והגברת - שעות4כ )בתוך גלוקונאוגנזה (, ואח"כ-cAMPב התלויה אירועים שרשרת )באמצעות

ברקמתTG פירוק משפעלת ההורמונלית התגובה הארוחה(. כמו-כן לאחר השומן ובשריר בכבד לאנרגיה ( וגליצרול, שישמשוFA) שומן חומצות ליפאז( לקבלת )שיפעול

ה-ß-oxidationה תהליך באמצעות .ATP-וה NADH-הנוצרים מעודדים זה בתהליך לתהליך פחמן מקור ומהווה השומן מרקמת הגליצרול מגיע גם לשם בכבד גלוקונאוגנזה

המוח. ע"י לשימוש וזמין לדם מיוצא בכבד הנוצר הגלוקוז כל זה. כמעטשעות8-12 למשך אנרגיה מספק גליקוגן גלוקונאוגנזה לאחר הארוחה.

לאספקת תרומתה גדלה הזמן שעובר הארוחה, וככל לאחר - שעות4כ בתוך מאוקטבת והגלוקונאוגנזה הגליקוגן פירוק תרומת הארוחה לאחר - שעות16לדם. כ הגלוקוז

מהווה והגלוקונאוגנזה נגמר הגליקוגן מאגר צום של - שעות 30 כ לאחרמשתוות. מספיק איננו השומנים מפירוק הנוצר הגליצרול זה לגלוקוז. במצב עיקרי מקור

וטרנסאמינציה. חלבונים פירוק מתחיל לגלוקונאוגנזה, ולפיכך המוצא חומרי לאספקת מסת בזבוז של רצוי בלתי אפקט לו יש וכן אנרגטית בזבזני הינו הפרוטאוליזה תהליך של הראשונים הימים במהלך מואצת זאת, הפרוטאוליזה הגוף. עם והחלשת השריר

HMG-CoA reductase

Page 18: פתרון תרגילים מטבוליזם

לגוף. הדרושים חלבונים של לביוסינטזה הדרושות חומצות-אמינו לספק על-מנת הצום זו תקופה ובמהלך לגלוקונאוגנזה הוא המשתחררות חומצות-האמינו של העיקרי היעוד לשימושם. לאנרגיה עיקרי כמקור-FAב לשימוש נוספות התאמות עוברים והשריר הכבד

בכבדAcetyl-CoA מצטבר זה בתהליך קרבס במעגל להתחמצן להמשיך יכול שאיננו גופי להצטבר מתחילים לגלוקונאוגנזה( ולפיכך משמשים שלו מהמטבוליטים חלק )שכן

אנרגיה כמקור בגלוקוז השימוש להפחתת התאמה עובר לכך, המוח קטו. בהמשך - מצרכיו1/3כ מנצל המוח לצום השלישי קטו. ביום בגופי השימוש הגברת ע"י עיקרי

את מפחיתה זו -. התאמה2/3לכ עולה זו - צריכה40ה קטו, וביום מגופי האנרגטיים התפתחות במהלך4 פי יורד החלבונים בשריר. למעשה, פירוק חלבון בפירוק הצורך

או קיצוני קור כגון נוספות עקות עם להתמודד לגוף מאפשרים אלו הצום. שינוייםזיהומים.

31 שאלה שונות: מטבוליות לצורות להפוך יכולות כבד לתאי שנכנסות שומן חומצות

(. וטריגליצרידים פוספוליפידים) בכבד לליפידים להפוך יכולות שומן חומצות . 1 .FADH2 ו- CoA, NADH אצטיל למתן β חימצון לעבור יכולות חופשיות שומן חומצות . 2

ימשיךCoA אצטיל בפוספורילציהATP להפיק כדי קרבס במעגל מחומצן להיות אוקסידטיבית.

ל- הופך הכבד ע"י דרוש שאינו שומן חומצות בחימצון שנוצרCoA אצטיל של עודף . 3ketone bodies: β -hydroxybutyrate -ו acetoacetate שיוצאים הדם מחזור דרך מהכבד

למעשה הםKetone bodiesקרבס. במעגל דלק כמולקולות ינוצלו בהן אחרות לרקמותמהאנרגיה1/3 מספקים והם אצטיל קבוצות להעברת דרך -60%וכ- ללב הדרושה

רעב. בזמן למח הדרושה מהאנרגיה70%חלק . 4 שנוצרCoA מהאצטיל משמש שומן חומצות מחימצון )ומגליקוליזה(

סטרואידים הורמונים של הממברנות, סינתזה למבנה שדרוש כולסטרול של לביוסינתזהשומנים. לעיכול שחשובים מרה מלחי של וסינתזה

חומצות . 5 ליפופרוטאינים של וטריגליצרידים לפוספוליפידים הופכות בכבד שומן כולסטרול גם נושאים (. ליפופרוטאיניםVLDL) למאגר שומן לרקמות ליפידים שנושאים

אפיתל בתאיERב- מסונתזיםChylomicrons(. VLDL, HDL, LDL) אסטר וכולסטרול הדם ומחזור הלימפה דרך במעי המעוכל מהמזון טריגליצרידים הדק, נושאים המעי של

אחרות. לרקמותונישאותSerum albumin ל- נקשרות החופשיות השומן מחומצות חלק . 6 ללב בדם

Serumדלק. כמולקולות ומשמשות מחומצנות השומן חומצות סקלטון. שם ושריריalbuminשל אחת ביותר. מולקולה הנפוץ הפלסמה חלבון הוא Serum albuminנושאת

חופשיות. שומן חומצות של מולקולות10