360 likes | 760 Vues
Metabolismus sacharidů. Metabolismus sacharidů. důležitou roli hraje GLUKÓZA anabolismus: fotosyntéza glukoneogeneze katabolismus: buněčné dýchání fermentace. FOTOSYNTÉZA. Anabolismus sacharidů. Základní informace. přeměna světelné E na chemickou hlavní producent O 2
E N D
Metabolismus sacharidů • důležitou roli hraje GLUKÓZA • anabolismus: • fotosyntéza • glukoneogeneze • katabolismus: • buněčné dýchání • fermentace
FOTOSYNTÉZA Anabolismus sacharidů
Základní informace • přeměna světelné E na chemickou • hlavní producent O2 • v chloroplastech • základní podmínka života na Zemi • 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 • katalyzátor: chlorofyl a • světlo • 2 fáze: světelná + temnostní
SVĚTELNÁ FÁZE • thylakoidy– past na fotony • karotenoidy, xantofyly, chlorofyl d, c, b, a • chlorofyl a – PS I = P700 PS II = P680
SVĚTELNÁ FÁZE • Hillova REAKCE – uvolnění 2e- • na PS II dopadne foton → excitace chlorofylu a • e- jsou přenášeny z PS II do PS I (doplňují deficit e- na PS I), při tom e- ztrácejí E → fixace do ATP (ADP + P → ATP) … necyklická fosforylace • na PS I dopadne foton → excitace chlorofylu a • odštěpení 2H (= 2H+ + 2e-), přenos e- a uložení do NADPH (NADP+ + 2H+ → NADPH + H+) nebo cyklická fosforylace a tvorba ATP • NADPH je využit v temnostní fázi fotosyntézy jako redukční činidlo
2 fotony 2 fotony H2O ½O2 2 e- FS II 2 e- ADP+P 2 NADP++ 2H+ 2 NADPH+H+ ATP ADP+P FS I 2 e- ADP+P ATP 2 e- ATP
CALVINŮV CYKLUS • CO2 se váže na ribulóza-1,5-bisfosfát→ C6 • rozpad C6na 2 C3→ C3 rostliny • dalšími reakcemi vzniká C6 cukr • část regeneruje zpět na ribulóza-1,5-bisfosfát
HATCH – SLACKŮV CYKLUS CO2 se navazuje v mezofylu na fosfoenolpyruvát a vzniká oxalacetát (C4) → C4 rostliny náročné na teplo → pouze u teplomilných rostlin (kukuřice, bambus, proso, třtina)
GLUKONEOGENEZE ANABOLISMUS SACHARIDŮ Já také občas potřebuji vytvořit cukr!
GLUKONEOGENEZE • syntéza glukózy z laktátu / AMK a glycerol • při vyčerpání zásob glukózy • dlouhodobá svalová činnost • hladovění (již po 1 dnu hladovění) • diabetes • není opakem glykolýzy! • místo:
GLUKONEOGENEZE • tvořící se pyruvát se nestačí odbourat aerobně → laktát • transport laktátu do jater • možné průběhy: • laktát → glukóza → svaly (E) → glykolýza → laktát … • alanin v játrech deaminace → pyruvát + urea
KATABOLISMUS SACHARIDŮ Kterak z cukrů vykřesat ATP
KATABOLISMUS SACHARIDŮ • ŽIVOT JE PRÁCE! • buňka - růst, dělení, homeostáza, funkčnost ... → příjem E • sluneční záření • z potravy • štěpení sacharidů → glukóza • oxidací glukózy se uvolňuje E • buněčné dýchání • C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O • fermentace (= kvašení)
Jak ze substrátu získat E • klíčem jsou redoxní reakce • přesun e- z atomů s nízkou el.neg. na atomy s vysokou el.neg. • ztráta potenciální E → fixace do ATP
BUNĚČNÉ DÝCHÁNÍ (=RESPIRACE) • glykolýza • Krebsův cyklus • dýchací řetězec
1) GLYKOLÝZA • glykos + lysis • C6 (glukóza) rozklad na 2C3 (pyruvát) • 10 reakcí • výsledek: 2 molekuly pyruvátua E v ATP a NADH • e- v NADH → dýchací řetězec → přenašeče → O2 • 2H+ + ½ O2 + 2 e- → H2O • aerobní i anaerobní proces • energetická bilance: • spotřeba: 2 molekuly ATP (krok 1 a 3) • vznik: 4 molekuly ATP (krok 7 a 10) a 2 molekuly NADH (krok 6) • celkem vzniknou 2 molekuly ATP a 2 molekuly NADH z 1 molekuly glukózy
DALŠÍ ZPRACOVÁNÍ PYRUVÁTU • transport pyruvátu do mitochondrie spotřeba 2 ATP • pyruvát vstupuje do matrix mitochondrie • přeměna na acetylCoA vstup do Krebsova cyklu
2) KEBSŮV CYKLUS • Hans Krebs 1953 Nobelova cena • kys. citronová 1. produkt • v matrix mitochondrií • sled 8 reakcí – odbourání acetyl-CoA na CO2 a H • e- přeneseny na nosiče NAD+ a FAD→ redukce na NADH a FADH2 → e- do dýchacího řetězce • 2x dekarboxylace • energetická bilance: z 1 molekuly pyruvátu • vznik: 1 molekuly ATP, 3 NADH a 1 FADH2
3) DÝCHACÍ ŘETĚZEC • ve vnitřní membráně mitochondrií vnořeny enzymy – přenašeče e- • molekuly NADH a FADH2 přinášejí do dýchacího řetězce e- s vysokým obsahem E • přesun e- mezi enzymy - uvolňování E • uvolněná E použita k přenosu H+ z matrix do mezimembránového prostoru • na konci řetězce jsou e- předány kyslíku → redukce za vzniku vody ½ O2 + 2 H+ + 2e- → H2O • tvorba ATP
energetická bilance ATP glykolýza: 2 ATP přesun do mitochondrie: - 2 ATP Krebsův cyklus: 2 ATP dýchací řetězec: 34 ATP celkem 36 molekul ATP z 1 molekuly glukózy
FERMENTACE • za ANAEROBNÍCH PODMÍNEK • ATP vzniká pouze během glykolýzy → cílem je neustále opakovat glykolýzu • glykolýza + obnova NAD+ přenesením e- z NADH • NAD+ umožňuje další glykolýzu
alkoholové kvašení pyruvát → dekarboxylace → acetaldehyd → redukce pomocí NADH → ethanol u hub kvasinek a některých bakterií – výroba alkoholu
mléčné kvašení pyruvát je redukován NADH za vzniku laktátu bez uvolnění CO2 u některých hub a bakterií – výroba sýrů, jogurtů (Lactobacillusbulgaricus) u lidských svalových buněk při fyzické námaze vzniká kys. mléčná