Upload
panos-chrisanthakopoulos
View
9
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Παρουσίαση αρχών μεταβολισμούΒασίλης Μούγιος
Citation preview
ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ
Το σύνολο των χημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν στους ζωντανούς οργανισμούς
ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ
Xαρακτηρίζεται από πολυπλοκότητα κι ευελιξία.
Η πορεία των μεταβολικών αντιδράσεων καθορίζεται από μεταβολές ενέργειας.
A B Γ Δ … Ω
Μεταβολικό μονοπάτι
Η διαφορά της ελεύθερης ενέργειας των προϊόντων από την ελεύθερη ενέργεια των
αντιδρώντων
Μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας (ΔG) μιας αντίδρασης
ΔG = GΒ – GΑ
A B
ΔG < 0 GΒ < GΑ
Εξώθερμη ή εργογόνος αντίδραση: ευνοούμενη
ΔG > 0 GΒ > GΑ
Ενδόθερμη ή εργοβόρος αντίδραση: μη ευνοούμενη
ΔG = 0 GΒ = GΑ
Χημική ισορροπία
Η μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας (ΔG) εξαρτάται από τη φύση και τη συγκέντρωση αντιδρώντων και προϊόντων.
Η τυπική μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας (ΔG°) εξαρτάται μόνο από τη φύση των αντιδρώντων, γιατί θεωρεί όλες τις συγκεντρώσεις ίσες με 1 mol/L.
ΔG°΄: Η τυπική μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας σε pH 7.
Moνάδα ενέργειας
Χιλιοθερμίδα (kcal)H ενέργεια που θερμαίνει 1 kg νερού κατά 1 °C
(14,5 15,5 °C)
1 kcal = 4184 Joule
Το ενεργειακό νόμισμα των κυττάρωνΤριφωσφορική αδενοσίνη
(Adenosine triphosphate, ΑΤΡ)
ATP
P P ΑδενοσίνηP
P
ATP + H2O
ΔG°΄ = –7,3 kcal/mol
P P Αδενοσίνη
ADP + Pi + H+
Διφωσφορική αδενοσίνη (Ανόργανο) φωσφορικό οξύ
ATP: Ένωση με υψηλό δυναμικό μεταφοράς της φωσφορικής ομάδας
P ΑδενοσίνηP P
ATP + H2O AMP + PPi + H+
Moνοφωσφορική αδενοσίνη (Ανόργανο) πυροφωσφορικό οξύ
ΔG°΄ = –10,9 kcal/mol
ΦΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΥ
Καταβολισμός Αναβολισμός
Βιοσυνθετικές διεργασίες
Μεγάλα μόρια
Μικρά μόρια
Αποικοδομητικές διεργασίες
Μεγάλα μόρια
Μικρά μόρια
Οι διασπαστικές αντιδράσεις είναι εργογόνοι
M ν μ ΔG°΄ = –10 kcal
ADP + Pi ATP + H2O ΔG°΄ = 7,3 kcal
…και μπορούν να τροφοδοτήσουν τη σύνθεση ΑΤΡ.
Μ + ADP + Pi ν μ + ATP + H2O ΔG°΄ = –2,7 kcal
Οι συνθετικές αντιδράσεις είναι εργοβόροι
ν μ Μ ΔG ° ΄ = 10 kcal
ATP + H2O ADP + Pi ΔG°΄ = –7,3 kcal
ν μ + ATP + H2O Μ + ADP + Pi ΔG°΄ = +2,7 kcal
Οι συνθετικές αντιδράσεις είναι εργοβόροι
2 ATP + 2 H2O 2 ADP + 2 Pi ΔG°΄ = –14,6 kcal
ν μ + 2 ATP + 2 H2O Μ + 2 ADP + 2 Pi
ΔG°΄ = –4,6 kcal
…αλλά μπορούν να προχωρήσουν, αν συζευχθούν με τη διάσπαση ΑΤΡ.
ν μ Μ ΔG°΄ = 10 kcal
Ο αναβολισμός εξαρτάται από τον καταβολισμό τόσο από άποψη πρώτων υλών (μεταβολίτες),
όσο και από άποψη ενέργειας
Καταβολικές διεργασίες
Οξιδώσεις μεταβολιτών
Αναβολικές διεργασίες
Αναγωγές μεταβολιτών
Όταν μια ένωση χάνει υδρογόνο, οξιδώνεται.
Όταν μια ένωση παίρνει υδρογόνο, ανάγεται.
Το αντίθετο συμβαίνει με το οξυγόνο.
Οξιδοαναγωγικές αντιδράσεις
Όταν μια ουσία οξιδώνεται, κάποια άλλη υποχρεωτικά ανάγεται (αρχή διατήρησης της μάζας).
Νικοτιναμιδο-αδενινο-δινουκλεοτίδιο (ΝΑD)
Πού πηγαίνουν τα Η που αφαιρούνται κι από πού προέρχονται τα Η που προστίθενται;
Στις βιολογικές οξιδοαναγωγές συμμετέχουν ενώσεις εξειδικευμένες στις δοσοληψίες Η.
NAD+ + Η_
Οξιδωμένη μορφή Ανηγμένη μορφή
Φλαβινο-αδενινο-δινουκλεοτίδιο (FΑD)
NADΗ
FAD + 2 ΗΟξιδωμένη μορφή Ανηγμένη μορφή
FADΗ2
Υδρίδιο
NAD+ + Η_ NADΗ
Οξιδωμένες μορφές
Oξιδώνουν
Οξιδωτικά μέσα
Ανηγμένες μορφές
Ανάγουν
Αναγωγικά μέσα
FAD + 2 Η FADΗ2
Οξιδοαναγωγικές αντιδράσεις
Τα NAD+ και FAD είναι ενδιάμεσα οξιδωτικά του μεταβολισμού.
Τελικό οξιδωτικό είναι το Ο2.
Οξιδοαναγωγική σκυταλοδρομία
NADH ή FADH2
ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ TOY KATABOΛΙΣΜΟΥ
Υδατάνθρακες Λιπίδια Πρωτεΐνες
Γλυκόζη κ.ά. Λιπαρά οξέα& γλυκερόλη
Αμινοξέα
Ακετυλοσυνένζυμο Α
Αναπνευστικήαλυσίδα
Οξιδωτική φωσφορυλίωση
Η2Ο
ΑΤP ΑDP
CΟ2
Συνένζυμο Α
1ο στάδιο
2ο στάδιο
3ο στάδιο
Ο2
e-
Κύκλος κιτρικού
οξέος
1ο ΚΟΥΙΖ
Την επόμενη εβδομάδα