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+