Metabolism Glucidic

  • View
    486

  • Download
    3

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Cursuri Biochimie AN 2 MG (prof. dr. Maria Dronca)

Transcript

Scopul principal al biochimieiDe a determina modul cum interacioneaz variatele molecule din organismele vii pentru a constitui, menine, perpetua viaa

Ce mncam?PROTEINENesarul zilnic = 0,8-1 g / kilogram corp Proteine animaleCarne, peste, oua, produse lactate

Proteine vegetaleSoia Ciuperci Mazare Fasole Alune, nuci, migdale

Soia = aliment complet, conine 40% proteine (carnea 15-20%), 12-55 lipide (carnea 2-4%), glucide i sruri minerale Ciupercile sunt considerate un hibrid ntre proteina vegetal i cea animal deoarece se apropie ca structur de carne datori t coninutului de glicogen (zahrul de rezerv specific crnii).

1

Ce mncam?GLUCIDE (Carbohidrati)Dieta unui adult normal (70 Kg) trebuie sa contina cuprinde 400g de glucide digerabile din care 60% amidon, 30% zaharoza si 10% lactozaMai sunt necesari si hidrati de carbon nedigerabili (fibre alimentare) care provin din legume, fructe, tarte cu rol foarte important n formarea bolului fecal normal si asigurarea unui tranzit intestinal normal. GLUCIDE animale

GLUCIDE vegetale

Ce mncam?LIPIDE (Grasimi)Ofera de 2 ori mai multe calorii decat glucidele si proteinele! LIPIDE animale

LIPIDE vegetale

Nuci, avocado, ulei de masline, rapita, porumb, soia

2

De ce mncam?Pentru a produce energie !Necesarul energetic / zi = 2500 kcal

Prin metabolizarea unui gram de: glucoza => 3.81 kcal palmitat (C16) => 9.30 kcal alcool etilic (1.4 ml) => 7 kcal proteina ( 350Aa) => 4 kcal (net) (depinde de nr.compozitia in aminoacizi; rinichiul consuma o cantitate mare de energie pentru eliminarea ureei)

Nu mncam tot timpul!Trebuie sa depozitam energie !

Formele de depozitare a energieiAsigur energia necesar pentru: esut / Forma de depozitare esut adipos / Trigliceride Muchi /Glicogen Ficat / Glicogen Muchi / Proteine Rezerva (g) 9000-15000 350 80 6000 Post 34 zile 14 ore 3.5 ore 15 zile Plimbare 11 zile 5 ore 70 min. 5 zile Maraton 3 zile 70 min. 18 min. 4 min. 1.3 zile

Snge / Glucoza extracelular 20

40 min. 15 min.

3

Domeniile principale ale biochimieiStructura i funcia biologic a compuilor chimici ce alctuiesc organismele vii. Relaia structur-funcie. Totalitatea transformrilor chimice din organismele vii (metabolism) Mecanismul stocrii i transmiterii informaiei genetice

Biochimie MetabolicPROGRAMA ANALITIC

Introducere in metabolism. Sinteza ATP Metabolism glucidic Metabolism lipidic Metabolism aminoacizi & proteine Metabolism nucleotide & acizi nucleici Metabolism integrat

4

METABOLISM Definiie Ci metabolice Ci anabolice & catabolice Comparaie anabolism catabolism Caracteristicile catabolismului Localizarea intracelular a cilor metabolice Echivaleni reductori & Compui macroergici Sinteza ATP Lanul transportor de electroni & Fosforilarea oxidativ Transportul NADH citoplasmatic n mitocondrie Homeostazia metabolic Metabolismul glucidic prezentare schematic

Metabolism - DefiniieMetabolism = totalitatea transformrilor chimice & energetice

5

Arderile din celule se efectueaz astfel nct s fie posibil nmagazinarea energiei rezultate sub forma de ATP Prin arderea unui mol de glucoza (180g) conform reactiei:C6H12O6 + 6O2 --> 6CO2 + 6H2O => 686 kcal/mol, eliberat sub form de caldur! In celula arderea glucozei este cuplat cu sinteza ATP, conform reaciei generale: C6H12O6 + 6O2 + 36H3PO4 + 36ADP --> 6CO2 + 6H2O + 36ATP Numai 38% din energia eliberat va fi nmagazinat sub forma legturilor macroergice din ATP, restul energiei se elibereaz sub form de cldur!

Cale metabolic - DefiniieCale metabolic = succesiune liniar, ramificat sau ciclic de reacii chimiceGlicoliza

Sinteza nucleotidelor

6

Ci catabolice & anaboliceCile catabolice = procese oxidative, de degradare prin care din moleculele mari, complexe => compui simpli (CO2, H2O,NH3) energie (ATP, NADPH).

Cile anabolice = procese reductive, de biosintez prin care din compui simpli + compui cu structur complex => (cu grad nalt de organizare). energie (ATP, NADPH)

Catabolismul si Anabolismul sunt interdependenteCompui organici bogai n energie -Glucide -Lipide -Proteine Macromolecule intracelulare-Proteine -Polizaharide -Lipide -Acizi nucleici

Catabolism

Energie chimic ATP, NADPH

Anabolism

Produi finali sraci n energie -CO2 -H2O -NH3

Molecule precursor -Aminoacizi -Monozaharide -Acizi grai -Baze azotate

7

Produi redui

ANABOLISM

Precursori oxidai

NADP+

ATP

NADPH

Compui reduibogai n energie

CATABOLISM

Produi oxidaisraci n energie

NAD+

ADP + Pi

NADH

H2O

Lan respirator cuplat cu Fosforforilarea oxidativ

O2

ATP

ADP + Pi

CATABOLISM - CaracteristiciMacromolecule (molecule complexe) Unitati structurale de baza

Stadiul I

Stadiul II

Produs unic de degradare

Stadiul III

8

Compartimentalizarea intracelular a cilor metaboliceCitosolGlicoliza Calea pentozo-fosfat Sinteza acizilor grai Sinteza & catabolismul glicogenului

MitocondrieCiclul Krebs Fosforilarea oxidativ -Oxidarea acizilor grai Sinteza & catabolismul corpilor cetonici

Citosol & mitocondrieGluconeogeneza Ciclului ureogenetic

Compui macroergici & Echivaleni reductoriProcese endergonice Sinteze chimice Contracie muscular Excitaie nervoas Transport activ

Reacii exergonice

Compui macroergici Echivaleni reductori

Compui macroergici = compui care conn legturi macroergice (prin hidroliza crora rezult 7,3kcal/mol, pentru exemple vezi tabelul urmtor)

Echivaleni reductori = compui rezultai prin dehidrogenarea intermediarilor metabolici NADH, FADH2 (surs de H i electroni n lanul respirator), NADPH (sursa de H n cile de sintez)

9

Compui macroergici - DefiniieDenumirea compuilorFosfoenolpiruvat (PEP) Carbamoilfosfat 1,3-Difosfoglicerat (1,3DPG) Creatinfosfat AcilCoA (SuccinilCoA) ATPADP + Pi Glucozo-1-fosfat Fructozo-6-fosfat Glucozo-6-fosfat Glicerol-3-fosfatG0st (kcal/mol)

14,8 12,3 11,8 10,3 7,5 (8)

Compui macroergici, care prin hidroliza pot furniza energia (i fosfatul) necesar sintezei ATP

G0st > 7,3kcal/mol

7,35,0 3,8 3,3 2,2

Moneda de schimb G0st < 7,3kcal/mol

Compui care se pot obine utiliznd ATP ca surs de energie i fosfat

Compui macroergici- Structuri Anhidride fosforice:ADP, ATP alte nucleotide di- i trifosforilate

A

O

-

O

-

O

-

O O P O O OH OH

P O O

P O O

Anhidride carboxifosforice:Carbamoilfosfat 1,3bisfosfoglicerat O O-

C O

P O-

O H2N C O

O

P O O-

O CH OH

O

-

CH2 O P O O-

10

Compui macroergici - Structuri Esteri enolici ai acidului fosforic: fosfoenolpiruvat (PEP)CH2 C O COOH O-

P O O-

Tioesteri carboxilici: acetilCoA Fosfoamide: creatinfosfat

O CH3 C

CoAO-

HN C

NH

P O

O N CH 3 CH 2 COOH

Ciclul ATP-ADP

11

Sinteza ATP Reacia catalizat de adenilat kinaz (AK): 2ADP ATP + AMP Reacia catalizat de creatin fosfokinaz (CPK): Fosfocreatina + ADP Creatina + ATP Fosforilarea oxidativ la nivel de substrat: 1,3-Difosfoglicerat + ADP Fosfoenolpiruvat + ADP Succinil-CoA + GDP 3-Fosfoglicerat + ATP Piruvat + ATP Succinat + GTP

Fosforilarea oxidativ cuplat cu lanul respirator

Lanul transportor de electroni DefiniieLanul respirator reprezint, pentru celulele aerobe, calea final, comun, prin care electronii provenii din diferite substrate sunt transferai oxigenului. Este format dintr-o serie de componente localizate n membrana intern mitocondrial (n ordinea cresctoare a potenialului lor redox), majoritatea grupate sub form de complexe, care catalizeaz reacii de tipul: Aredus + Boxidat Aoxidat + Bredus Sisteme redox NAD+/NADH FP/FPH2 CoQ/QoQH2 Citb Fe3+/Citb Fe2+ Potenial standard -0,32 V -0,10 V -0,09 V +0,04 V +0,22 V +0,26 V3)

CitC1 Fe3+/CitC1 Fe2+ CitC Fe3+/CitC Fe2+ Cit(a+a3) O2 /O2Fe3+/Cit(a+a Fe2+

+0,29 V +0,82 V

12

Sursele de electroni (i protoni) NADH provenit din NAD+ asociat dehidrogenazelor: Izocitrat, -cetoglutarat, i malat dehidrogenaza din ciclul Krebs Piruvat dehidrogenaza L-3-Hidroxiacil CoA dehidrogenaza (din -oxidarea acizilor grai) Diverse alte dehidrogenaze NAD+ dependente Succinat dehidrogenaza din ciclul Krebs Dehidrogenaza din untul -glicerol fosfat AcilCoA dehidrogenaza din -oxidarea acizilor grai Diverse alte dehidrogenaze FAD dependente

FADH2 derivat din FAD asociat dehidrogenazelor:

Transportul NADH din citosol n mitocondrie Suveica glicerol 3-fosfat-GlicerolfosfatDH cit. NAD+ dependent -GlicerolfosfatDH mit. FAD dependent

NADHcitosolic

FADH2mitocondrial

13

Transportul NADH din citosol n mitocondrie Suveica malat - aspartatNADHcitosolic NADHmitocondrial

NADH citosolic NADH mitocondrial

Lanul respiratorComponentele complexelor & Reaciile catalizateComplexul I = NADH-CoQ reductaza = Flavoproteina FMN dependenta + proteine cu centrii Fe - SNADH + CoQox NAD+ + CoQred ; Go= -69,5 Kcal/mol sinteza 1 ATP

Complexul II = Succinat CoQ reductaza= Flavoproteina FAD dependenta + proteine cu centrii Fe S + Citb560 FADH2 + CoQox FAD + CoQred ; Go= -2,9 Kcal/mol

Complexul III = CoQ-CitC reductaza= Citb + Citc1 + proteina cu centrii Fe-S CoQred + CitCox CoQox + CitCred ; Go= -37,7Kcal/mol sinteza 1 ATP

Complexul IV = CitC oxidaza = Cit(a + a3) + CuCitCred + 1/2O2 CitCox + O2-; Go= -112 Kcal/mol s