Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

D-1. D-2 1.Schéma metabolismu 2.Propojení metabolismu živin 3.Buněčné dýchání a. Krebsův cyklus b. Dýchací řetězec c. Oxidativní fosforylace D-3.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "D-1. D-2 1.Schéma metabolismu 2.Propojení metabolismu živin 3.Buněčné dýchání a. Krebsův cyklus b. Dýchací řetězec c. Oxidativní fosforylace D-3."— Transkript prezentace:

1 D-1

2 D-2

3 1.Schéma metabolismu 2.Propojení metabolismu živin 3.Buněčné dýchání a. Krebsův cyklus b. Dýchací řetězec c. Oxidativní fosforylace D-3

4 INTRACELULÁRNÍ ČÁST EXTRACELULÁRNÍ ČÁST Tlusté střevoŘitní otvor Stolice cévy Odstranění z těla:  Močové ústrojí  Dýchací soustava SCHÉMA METABOLISMU Metabolity Využití - BUŇKY TKÁNÍ: svalové tukové ostatní žluč Pankreatická šťáva Štěpení potravy Využitelné části potravy Nestravitelné zbytky D-4

5 Biochemické dráhy společné všem molekulám živin (sacharidy, proteiny, lipidy) D-5

6 PROPOJENÍ METABOLISMU CO 2 + H 2 O ATP D-6

7 proteinysacharidytuky aminokyselinymonosacharidyglycerolmastné kyseliny glukóza Glyceraldehyd-3-P pyruvát AcetylCoA Dýchací řetězec a oxidativní fosforylace Krebsův cyklus NH 3 cytosol mitochondrie D-7

8  kvašení (fermentace)  kvašení (fermentace) – částečný rozklad organických látek bez přístupu kyslíku (anaerobně)  buněčné dýchání  buněčné dýchání – rozklad organických látek za účasti kyslíku (aerobně), u eukaryotických buněk probíhá ve specializovaných organelách mitochondriích Bez O 2 S O 2 cytosol glukóza pyruvát laktát acetylCoA mitochondrie GLYKOLÝZA D-8

9 cytosol mitochondrie GLYKOLÝZA Glukóza Pyruvát Krebsův cyklus Dýchací řetězec a oxidativní fosforylace Elektrony přenášené NADH a FADH 2 Elektrony přenášené NADH ATP Fosforylace na substrátové úrovni Oxidativní fosforylace BUNĚČNÉ DÝCHÁNÍ (SCHÉMA) 2 x ATP 34 x ATP ATP ATP ATP D-9

10  je biochemický proces, při kterém se uvolňuje chemická energie vazeb organických sloučenin (typicky sacharidů) za vzniku pohotového energetického zdroje pro buňku (ATP) CO 2 a H 2 O  jako odpadní produkty štěpení vzniká CO 2 a H 2 O   je opačným procesem fotosyntézy autotrofních organismů  energie slunečního záření → během fotosyntézy uskladňována do vazeb organických látek → je při jejich štěpení během dýchání uvolňována a spotřebovávána k dalším chemickým reakcím důležitým pro život.  Účinnost respirace je 68%, zbytek se uvolní jako teplo. D-10

11 MITOCHONDRIE Lokalizace: MITOCHONDRIE  Krebsův cyklus o PYRUVÁT → přenesen do mitochondrie → oxidace na acetyl-CoA → ten vstupuje do Krebsova cyklu o redukce koenzymů, které přenášejí H + a elektrony na vnitřní membránu mitochondrií  Dýchací řetězec o Vodíkové atomy, které přinesly redukované koenzymy z Krebsova cyklu → enzymy dýchacího řetězce si předávají elektrony a energii  Oxidativní fosforylace o Energie uvolněná v každém z kroků dýchacího řetězce je uchovávána v podobě, kterou je mitochondrie schopná využít k vytváření ATP. D-11

12 = Citrátový cyklus, cyklus kyseliny citronové, cyklus trikarboxylových kyselin Objev Hans Adolf KREBS V roce 1953 byl oceněn Nobelovou cenou za fyziologii a medicínu za „Objevení citrátového cyklu“. D-12

13  je řada reakcí, které tvoří společnou metabolickou dráhu při aerobní oxidaci sacharidů, lipidů a proteinů acetyl-CoA (  Produktem katabolismu živin je acetyl-CoA (acetylový zbytek navázaný na koenzym A) Propojení metabolismu sacharidy glykolýzabeta-oxidacedeaminace Acetylkoenzym A lipidyproteiny glukóza mastné kyseliny amino- kyseliny D-13

14  postupnou dekarboxylací a oxidací šestiuhlíkaté kyseliny citrónové se uvolňují redukční ekvivalenty, které jsou použity při oxidativní fosforylaci k syntéze ATP Redukované koenzymy D-14

15 1. Acetyl-CoA vstupuje do cyklu a kondenzuje s oxalacetátem (4 uhlíky) na citrát - kyselinu citrónovou (6 uhlíků). D-15

16 2. Postupné dekarboxylace a oxidace uvolňují oxid uhličitý jako odpadní produkt, hlavně ale dochází k redukci koenzymů. Konečným produktem je opět oxalacetát. D-15

17 3. Oxalacetát kondenzuje s dalším acetyl-CoA a cyklus se opakuje D-15

18 Protony nesené redukovanými koenzymy jsou použity v dýchacím řetězci, kdy oxidativní fosforylací dochází k syntéze ATP. D-15

19 Výtěžek Krebsova cyklu na 1 molekulu glukózy: Glukóza → 2x Pyruvát → 2x Acetyl-CoA 6 NADH+H FADH ATPP D-15

20 cca 10% buněčné ATP je vytvářeno v několika reakcích glykolýzy a Krebsova cyklu → FOSFORYLACE NA SUBSTRÁTOVÉ ÚROVNI  ATP je vytvářena přímým enzymatickým přenosem fosfátové skupiny ze substrátu na ADP O - │ C=O │ C─O ║ CH 2 O - │ C=O │ C=O │ CH 3 PadenosinPP enzym substrát (fosfoenolpyruvát) ADP produkt (pyruvát) ATP adenosinPPP D-16

21 1) Koenzym NAD + (nikotinamid-adenin-dinukleotid) = oxidační činidlo  BUNĚČNÉ DÝCHÁNÍ – postupná oxidace molekul živin → klíčový krok dehydrogenace např. glukózy (odštěpení H 2 ) Enzym dehydrogenáza odštěpí H 2 z glukózy (H 2 = 2 e p + (2 H + )) │ H-C-OH + NAD + → C=O + NADH + H + │ │  Enzym předá 2 e p + (H + ) koenzymu NAD + → vzniká redukovaná forma koenzymu NADH  1 p + (H + ) je uvolněn do okolního roztoku  přenesené e - ztrácejí velmi málo ze své potencionální E  Molekula NADH představuje uloženou energii → lze ji využít k tvorbě ATP  Přenos e - z NADH na O 2 = DÝCHACÍ ŘETĚZEC D-17

22 2 e p + (H + ) z molekuly živiny 1 e p + z molekuly živiny 1 e - z molekuly živiny Oxidovaná forma koenzymu Redukovaná forma koenzymu D-18

23 2) Koenzym FAD (flavin-adenin-dinukleotid) = oxidační činidlo  Přenašeč iontů vodíku a vysokoenergetických elektronů, podobně jako NADH  Přijímá z molekuly živiny H 2 = 2 e p + (2 H + ) FADFADH 2 Oxidovaná forma koenzymu Redukovaná forma koenzymu 2 e H + z molekuly živiny 1 e p + z molekuly živiny 1 e p + z molekuly živiny FAD + 2 e H + FADH 2 D-19

24 = elektronový transportní řetězec  soubor multiproteinových komplexů zabudovaných do vnitřní mitochondriální membrány  elektrony odebrané během glykolýzy a Krebsova cyklu živinám jsou:  NADH předány první molekule dýchacího řetězce  FADH 2 odevzdává elektrony do dýchacího řetězce na nižší E hladině než NADH  poslední člen dýchacího řetězce předává elektrony na kyslík + H + z okolní matrix → vzniká molekula vody: 4 H e - + O 2 → 2 H 2 O Lokalizace DÝCHACÍHO ŘETĚZCE D-20

25 Lokalizace DÝCHACÍHO ŘETĚZCE  pohyb elektronů v dýchacím řetězci → díky rozdílným hodnotám ELEKTRONEGATIVITY jednotlivých členů dýchacího řetězce  Elektronegativita = schopnost přitahovat elektrony  Každý z přenašečů přitahuje elektrony o trochu více, než jeho nejbližší „soused shora“  O 2 na konci řetězce má nejvyšší elektronegativitu → O 2 nutí elektrony „sjet“ po dýchacím řetězci D-20

26 Intermembránový prostor Matrix Vnitřní mitochondriální membrána 2 NAD + FAD O2O2 2 H 2 O 4 2 NADH FADH 2 H+H+ + e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ D-21

27  vnitřní mitochondriální membrána obsahuje proteinový komplex → ATP-syntázu ATP-syntázu → enzym, který z ADP a anorganického fosfátu P i vytváří ATP  ATP-syntáza využívá energii existujícího iontového gradientu k pohonu tvorby ATP  Iontovým gradientem, který pohání oxidativní fosforylaci je gradient protonů (vodíkových kationtů H + ) tzn. že hnací silou ATP-syntázy je rozdíl koncentrací H + mezi oběma stranami vnitřní mitochondriální membrány D-22

28 Jakým způsobem mitochondriální membrána vytváří a udržuje protonový gradient?  zabezpečuje to dýchací řetězec → využívá energii exergonického přenosu elektronů k pumpování protonů H + přes vnitřní mitochondriální membránu → z matrix do intermembránového prostoru → vzniklý gradient žene protony přes membránu zpět do matrix → přes ATP-syntázy  Výsledný protonový gradient = proton-motivní síla → schopnost gradientu konat práci pod vlivem protonového gradientu protony prochází ATP-syntázou po směru koncentračního spádu D-23

29 INTERMEMBRÁNOVÝ PROSTOR VNITŘNÍ MITOCHONDRIÁLNÍ MEMBRÁNA MITOCHONDRIÁLNÍ MATRIX H+H+ H+H+ H+H+ ADP+PiPi ATP ATP - SYNTÁZA ROTOR STOPKA KNOFLÍK OXIDATIVNÍ FOSFORYLACE H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ D-24

30 Intermembránový prostor Matrix Vnitřní mitochondriální membrána 2 NAD + FAD O2O2 2 H 2 O 4 2 NADH FADH 2 H+H+ + e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ ADP ATP ATP-syntáza D-25

31 Intermembránový prostor Matrix Vnitřní mitochondriální membrána e-e- e-e- e-e- e-e- H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ ATP-syntáza Přenos elektronů a pumpování protonů (H + ) → vytváří protonový gradient napříč membránou Tvorba ATP poháněná zpětným průchodem protonů přes membránu = CHEMIOSMÓZA D-26

32 D-27


Stáhnout ppt "D-1. D-2 1.Schéma metabolismu 2.Propojení metabolismu živin 3.Buněčné dýchání a. Krebsův cyklus b. Dýchací řetězec c. Oxidativní fosforylace D-3."

Podobné prezentace


Reklamy Google