Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Citrátový cyklus a Dýchací řetězec Milada Roštejnská Helena Klímová.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Citrátový cyklus a Dýchací řetězec Milada Roštejnská Helena Klímová."— Transkript prezentace:

1 1 Citrátový cyklus a Dýchací řetězec Milada Roštejnská Helena Klímová

2 Obsah 1 Schéma energetického metabolismu v mitochondriích Enzymové komplexy Respirace (dýchání) Vnější a vnitřní respirace Použitá literatura Dýchací řetězec Mitochondrie Citrátový cyklus (reakce) Citrátový cyklus (schéma) Citrátový cyklus

3 Citrátový cyklus neboli cyklus kyseliny citronové je označení pro sled reakcí, při nichž se acetylkoenzym A mění na oxid uhličitý za současného uvolnění energie. Cyklus zahajuje oxalacetát, který se v posledním stupni regeneruje. Citrátový cyklus je spřažen s dýchacím řetězcem a probíhá pouze ve spojení s tímto řetězcem. Obsah OxalacetátAcetylkoenzym A

4 Obsah

5 Oxalacetát Citrát S-CoA Acetylkoenzym A Isocitrát 2-oxoglutarát Sukcinylkoenzym A Sukcinát Fumarát Malát H S-CoA H GTP H Dýchací řetězec Citrátový cyklus – spustit animaci Obsah

6 Při dýchání dochází k absorpci kyslíku z atmosférického vzduchu a naopak k výdeji oxidu uhličitého. Během dýchání dochází k oxidaci živin, a tím vzniká energie potřebná pro pohon řady biochemických procesů. Obr. 1. Vnější respirace Respirace (dýchání) O2O2 CO 2 Kyslík je přenášen oběhovým systémem ke každé buňce organismu. Obsah

7 Dýchání (respiraci) můžeme rozdělit na dvě rozdílné části jednoho procesu: Vnitřní respiraceVnější respirace Dodává kyslík buňkám, a tím umožňuje vnitřní respiraci. Probíhá v buňkách. Složky potravy jsou odbourávány řadou chemických reakcí, z nichž většina potřebuje kyslík. Tyto reakce uvolňují energii. Vnější a vnitřní respirace Obsah

8 Obr. 2. Mitochondrie Dýchací řetězec je lokalizován ve vnitřní mitochondriální membráně. Citrátový cyklus probíhá v matrix mitochondrie. Vnější membrána Vnitřní membrána Matrix Mezimembránový prostor Mitochondrie Obsah

9 Dýchací řetězec Dýchací řetězec je souborem reakcí, které ukončují energetické odbourávání monosacharidů, mastných kyselin, glycerolu a aminokyselin. V dýchacím řetězci probíhá oxidace redukovaných koenzymů: NADH + H + → NAD + + 2H + + 2e - FADH 2 → FAD + 2H + + 2e - Obsah Protony z redukovaných koenzymů jsou přenášeny do mezimembránového prostoru. Elektrony z redukovaných koenzymů jsou přenášeny po sérii akceptorů uspořádaných v dýchacím řetězci na elementární kyslík za vzniku vody. 4H + (z matrix) + 4e - + O 2 → 2H 2 O + energie

10 Dýchací řetězec Dýchací řetězec se skládá ze 4 enzymových komplexů a z enzymu ATP-synthasy. Během přenosu elektronů vzniká energie, kterou využívá každý enzymový komplex k čerpání protonů z matrix do mezimembránového prostoru Při přechodu protonů zpět do matrix vzniká energie, která pohání syntézu ATP z ADP a anorganického fosfátu. Protony roztáčí stopku hlavy ATP-synthasy, a tím dochází k syntéze ATP. Obsah

11 Vnější mitochondriální membrána Vnitřní mitochondriální membrána PyruvátMastné kyseliny Cytosol PyruvátMastné kyseliny Citrátový cyklus Acetyl-CoA 3NADH; FADH 2 2CO 2 O2O2 O2O2 3NAD +, FAD 2H 2 O ATP - synthasa H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ ADP + P H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ e-e- Dýchací řetězec Obr. 3. Schéma energetického metabolismu v mitochondriích Matrix ATP H+H+ (Pomocí přenašeče) Obsah

12 Enzymové komplexy (zjednodušené schema) I NADH-CoQ oxidoreduktasa II Sukcinát-CoQ oxidoreduktasa III CoQH 2 – cytochrom c oxidoreduktasa IV Cytochrom c oxidasa V ATP-synthasa Matrix IIIIV H 2 O 4H + 4e - 4H + 2e - V H + ADP + P ATP H+H+ 2e - II 2e - FADH 2 FAD 2H + Koenzym Q I NADH + H + NAD + 2e - 2H + Cyt c O2+O2+ 4H + 2H + 4H + Obsah

13 Dýchací řetězec* (pro učitele) Enzymový komplex I Koenzymy NADH, FADH 2 Koenzym Q, Koenzym QH 2 Reakce enzymových komplexů Použitá literatura Obsah: Enzymový komplex II Enzymový komplex III Enzymové komplexy Enzymový komplex IV

14 Enzymové komplexy: Komplex I Komplex I: NADH-CoQ-oxidoreduktasa NADH + H + + CoQ → NAD + + CoQH 2 I NADH + H + NAD H + 2Fe 2+ 2Fe 3+ FMN FMNH 2 (2H +,2e - ) 2Fe 3+ 2Fe 2+ 2H+2H+ 2CoQH. (1e -,1H + ) 2CoQH 2 (2e -,2H + ) 4H + 2e - Matrix 2e - 2H + Obsah

15 Enzymové komplexy: Komplex II II Sukcinát - OOC-CH 2 -CH 2 -COO - Fumarát - OOC-CH=CH-COO Matrix 2e - FAD FADH 2 (2H +,2e - ) 2CoQH. (1e -,1H + ) 2CoQH 2 (2e -,2H + ) Komplex II: Sukcinát-CoQ-oxidoreduktasa FADH 2 + CoQ → FAD + CoQH 2 4H + 2H + Obsah

16 Elektron z komplexu I nebo II IV Komplex III: CoQH 2 –cytochrom-c-oxidoreduktasa CoQH 2 + cyt c (Fe 3+ ) → CoQ + cyt c (Fe 2+ ) + 2H + Enzymové komplexy: Komplex III III Cyt c H+H+ e-e- e-e- CoQH 2 (2e -,2H + ) e-e- CoQH. (1e -,1H + ) 2H + e-e- Cyt b Koenzym Q Matrix H+H+ Obsah

17 Elektron z komplexu I nebo II Komplex III: CoQH 2 –cytochrom-c-oxidoreduktasa CoQH 2 + cyt c (Fe 3+ ) → CoQ + cyt c (Fe 2+ ) + 2H + Enzymové komplexy: Komplex III Koenzym Q Matrix CoQH. (1e -,1H + ) e-e- H+H+ CoQH 2 (2e -,2H + ) CoQH. (1e -,1H + ) Cyt c e-e- H+H+ H+H+ Cyt b e-e- CoQH. (1e -,1H + ) H+H+ e-e- CoQ H+H+ e-e- H+H+ e-e- H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ e-e- H+H+ CoQH. (1e -,1H + ) e-e- H+H+ Spustit animaci Obsah

18 Elektron z komplexu I nebo II Komplex III: CoQH 2 –cytochrom-c-oxidoreduktasa CoQH 2 + cyt c (Fe 3+ ) → CoQ + cyt c (Fe 2+ ) + 2H + Enzymové komplexy: Komplex III Cyt b Koenzym Q Matrix CoQH. (1e -,1H + ) CoQH 2 (2e -,2H + ) e-e- H+H+ CoQH. (1e -,1H + ) H+H+ H+H+ Cyt c CoQ e-e- e-e- e-e- e-e- H+H+ H+H+ e-e- H+H+ H+H+ H+H+ e-e- Obsah

19 Enzymové komplexy: Komplex IV IIIIV Cyt c 2 H 2 O 4H + 4e-4e- e-e- e-e- O2+O2+ Komplex IV: Cytochrom-c-oxidasa 4cyt c (Fe 2+ ) H + → 4cyt c (Fe 3+ ) + 2H 2 O Cyt a Cyt a 3 Cyt c Matrix e-e- e-e- Obsah

20 Enzymové komplexy I NADH-CoQ oxidoreduktasa II Sukcinát-CoQ oxidoreduktasa III CoQH 2 – cytochrom c oxidoreduktasa IV Cytochrom c oxidasa V ATP-synthasa Matrix IIIIV H 2 O 4H + 4e - 4H + 2e - V H+H+ ADP + P ATP H+H+ 2e - II e-e- FADH 2 FAD e-e- 2H + CoQH 2 CoQH. I NADH + H + NAD + e-e- 2H + CoQH. Cyt c CoQH 2 e-e- O2+O2+ e-e- 4H + 2H + e-e- Sukcinát - OOC-CH 2 -CH 2 -COO - Fumarát - OOC-CH=CH-COO - Obsah

21 Reakce enzymových komplexů Komplex I: NADH-CoQ-oxidoreduktasa Komplex II: Sukcinát-CoQ-oxidoreduktasa Komplex III: CoQH 2 –cytochrom-c-oxidoreduktasa Komplex IV: Cytochrom-c-oxidasa NADH + H + + CoQ → NAD + + CoQH 2 FADH 2 + CoQ → FAD + CoQH 2 CoQH 2 + cyt c (Fe 3+ ) → CoQ + cyt c (Fe 2+ ) + 2H + 4cyt c (Fe 2+ ) H + → 4cyt c (Fe 3+ ) + 2H 2 O Kyslík udržuje komplex cytochromů v oxidovaném stavu (Fe 2+ zoxiduje zpátky na Fe 3+ ). Obsah

22 nikotinamidadenindinukleotid flavinadenindinukleotid V dýchacím řetězci probíhá oxidace redukovaných koenzymů. Koenzymy NADH, FADH 2 NADH + H + → NAD + + 2H + + 2e - FADH 2 → FAD + 2H + + 2e - Obsah

23 Koenzym Q, Koenzym QH 2 NADH + H + + CoQ → NAD + + CoQH 2 FADH 2 + CoQ → FAD + CoQH 2 Obsah

24 [1] ALBERTS, B. a kol. Základy buněčné biologie. Ústí nad Labem: Espero Publishing, [2] SOFROVÁ, D. – TICHÁ, M. a kol. Biochemie – základní kurz. Praha: skripta UK, [3] KARLSON, P. Základy biochemie. Praha: Academia, [4] BLOOMFIELD, M., M. Chemistry and the Living Organism. Canada: John Wiley & Sons, Inc., [5] KLOUDA, P. Základy biochemie. Ostrava: nakladatelství Pavel Klouda, [6] VODRÁŽKA, Z. Biochemie. Praha: Scientia, [7] McKEE, T. – McKEE, J. Biochemistry: an introduction. United States of America: McGraw-Hill Companies, Použitá literatura Obsah Ilustrace Markéta Roštejnská: obr. 1


Stáhnout ppt "1 Citrátový cyklus a Dýchací řetězec Milada Roštejnská Helena Klímová."

Podobné prezentace


Reklamy Google