Název školy:Gymnázium, Chomutov, Mostecká 3000, příspěvková organizace Autor: Datum tvorby: Mgr. Daniela Čapounová Název:VY_32_INOVACE_06C_14_Regulace metabolismu sacharidů Téma:BIOCHEMIE Číslo projektu:CZ.1.07/1.5.00/

ANOTACE Materiál obsahuje výkladovou prezentaci pro 4. ročník čtyřletého gymnázia (nebo odpovídající ročníky víceletých gymnázií) k tématu „Regulace metabolismu sacharidů“. Vhodné je i zařazení do biochemického semináře vzhledem k vyššímu obsahu rozšiřujícího učiva. Do výkladu jsou vloženy kontrolní otázky pro zpětnou vazbu učitele. V uzavřených položkách žáci zaškrtávají v nabídce odpovědí interaktivním perem, na otevřené položky odpovídají ústně. Na správné odpovědi se v prezentaci posuneme tlačítkem akcí. Součástí DUM je pracovní list / test, který lze využít k domácí přípravě, samostatné práci nebo k ověřování znalostí žáků. Je přiloženo autorské řešení. Jsou zde realizovány mezipředmětové vztahy s biologií. Materiál je určen k interaktivní výuce. Tento materiál navazuje na výkladové prezentace (+ test) VY_32_INOVACE_06C_11_Metabolismus sacharidů, glykolýza VY_32_INOVACE_06C_12_Kvašení. VY_32_INOVACE_06C_13_Citrátový cyklus Použité zdroje jsou uvedeny v seznamu citací na konci prezentace.

REGULACE METABOLISMU SACHARIDŮ

1)GLYKOLÝZA: a)systém HEXOKINÁZA / GLUKOKINÁZA -hexokináza: -ve všech tkáních -rychle se doplňuje -uplatňuje se při nižších konc. Glc -(inhibuje ji Glc-6-P) -glukokináza: -jen v játrech -při vyšších konc. Glc (po jídle → sníží glykémii) -(inhibuje ji Fru-6-P, nereaguje na Glc-6-P) Katalyzuje 1. krok glykolýzy = fosforylaci glukózy

b) 6-FOSFOFRUKTOKINÁZA = hlavní regulační enzym glykolýzy c) PYRUVÁTKINÁZA - reguluje rychlost vzniku pyruvátu (katalyzuje 3. (z 10) dílčích kroků glykolýzy – fosforylaci fruktózy vzniklé v kroku 2) Poslední (10) krok glykolýzy Pozn.: všech 10 kroků glykolýzy enzymaticky katalyzováno, uvedeny pouze nejvýznamnější regulační mechanismy

VLIV HORMONŮ NA GLYKOLÝZU - INZULIN: -stimulace tvorby glykogenu z Glc (stimuluje hexokinázu, glukokinázu), inhibice rozkladu glykogenu -snižuje hladinu Glc -GLUKAGON: -působí opačně – inhibuje syntézu + aktivuje rozklad glykogenu -zvyšuje hladinu Glc -podobně působí ADRENALIN -hladinu Glc ovlivňuje i KORTISOL

METABOLISMUS GLYKOGENU: -degradace: -glykogenfosforyláza -syntéza: -glykogensyntáza -hormony: -inzulin (↑ glykogen), glukagon, adrenalin (↓ glykogen) -nutnost Ca 2+

GLUKONEOGENEZE = syntéza Glc -jen v játrech (více) a ledvinách (méně) -formálně – opak glykolýzy, ale jiné mechanismy (opaku glykolýzy brání TD bariéry) -regulační enzymy: -pyruvátkarboxyláza -fosfoenolpyruvátkarboxykináza -fruktóza-1,6-bisfosfatáza -glukóza-6-fosfatáza -hormony: glukagon, kortizol (oba stimulace) ↑ při dlouhodobém hladovění

PENTÓZOVÝ CYKLUS -katabolická dráha Glc -cílem není zisk ATP, ale syntéza pentóz = ribóza-5-P pro tvorbu nukleotidů a NK -v cytoplazmě buněk – játra, kůra nadledvin, vaječníky, varlata, mléčná žláza, erytrocyty -regulace: glukóza-6-fosfátdehydrogenáza Hlavně v tkáních tvořících mastné kyseliny

OTÁZKY 1) Jednoduše popište antagonistický vliv glukagonu a inzulinu na metabolismus sacharidů. SPRÁVNÉ ODPOVĚDI:

OTÁZKY 2) Hlavní regulační enzym glykolýzy je: a) pyruvátdekarboxyláza b) 6-fosfofruktokináza c) hexokináza d) pyruvátkináza SPRÁVNÉ ODPOVĚDI:

OTÁZKY 3) Pentózový cyklus slouží k: a) syntéze ATP b) syntéze nukleových kyselin c) syntéze ribóza-5-P d) syntéze fruktózy SPRÁVNÉ ODPOVĚDI:

OTÁZKY 4) Interaktivním perem spojte metabolický děj s enzymem, který jej reguluje: -GLUKOKINÁZA -GLUKÓZA-6- FOSFÁTDEHYDROGENÁZA -GLYKOGENSYNTÁZA -PYRUVÁTKARBOXYLÁZA -PENTÓZOVÝ CYKLUS -GLYKOLÝZA -GLUKONEOGENEZE -TVORBA GLYKOGENU SPRÁVNÉ ODPOVĚDI:

OTÁZKY 5) Kde probíhá a k čemu slouží glukoneogeneze? Pro neprobíhá přesně opačným mechanismem než glykolýza, jejímž je formálním opakem? SPRÁVNÉ ODPOVĚDI:

SPRÁVNÉ ODPOVĚDI: 1)Inzulin stimuluje tvorbu glykogenu z Glc (snižuje hladinu Glc), inhibuje rozklad glykogenu (glykogenolýzu). Glukagon stimuluje glykogenolýzu (zvyšuje hladinu Glc), inhibuje tvorbu glykogenu. Též stimuluje tvorbu Glc glukoneogenezí v játrech. ZPĚT:

SPRÁVNÉ ODPOVĚDI: 2) Hlavní regulační enzym glykolýzy je: a) pyruvátdekarboxyláza b) 6-fosfofruktokináza c) hexokináza d) pyruvátkináza ZPĚT:

SPRÁVNÉ ODPOVĚDI: 3) Pentózový cyklus slouží k: a) syntéze ATP b) syntéze nukleových kyselin c) syntéze ribóza-5-P d) syntéze fruktózy ZPĚT:

SPRÁVNÉ ODPOVĚDI: 4) Interaktivním perem spojte metabolický děj s enzymem, který jej reguluje: -GLUKOKINÁZA -GLUKÓZA-6- FOSFÁTDEHYDROGENÁZA -GLYKOGENSYNTÁZA -PYRUVÁTKARBOXYLÁZA -PENTÓZOVÝ CYKLUS -GLYKOLÝZA -GLUKONEOGENEZE -TVORBA GLYKOGENU ZPĚT:

SPRÁVNÉ ODPOVĚDI: 5) Glukoenogeneze je syntéza Glc, probíhá přednostně v játrech, v menší míře v ledvinách, zejména při dlouhodobém hladovění organismu. Je formálním opakem glykolýzy, přesně opačným mechanismem nemůže probíhat kvůli termodynamickým bariérám (nepříznivé hodnoty ΔG). ZPĚT:

PRACOVNÍ LIST / TEST Téma: BIOCHEMIE – REGULACE METABOLISMU SACHARIDŮ 1)Vyberte správné tvrzení: a. Hexokináza se uplatňuje spíše při nižších koncentracích glukózy. b. Hexokináza je přítomna pouze v jaterní tkáni. c. Hexokináza je inhibována zvýšenou koncentrací glukóza-6-P. d. Hladina hexokinázy se doplňuje velmi pozvolna. 2) Pyruvátkináza se uplatňuje v procesu: a. glykolýzy b. oxidativní dekarboxylace pyruvátu c. v prvním kroku citrátového cyklu (syntéza citrátu) d. ani jedna z uvedených možností není správně 3) Inzulin: a. snižuje hladinu glukózy b. zvyšuje hladinu glukózy c. na hladinu glukózy nemá vliv d. je antagonistou glukagonu 4) Rozklad glykogenu na glukóza-1-P katalyzuje: a. glykogensyntáza b. glykogenfosforyláza c. glukóza-6-fosfatáza d. hexokináza

5) Pentózový cyklus: a. slouží primárně k syntéze ATP b. slouží k syntéze glykogenu c. slouží k tvorbě glukóza-1-P z glykogenu d. slouží k tvorbě ribóza-5-P 6) Glukoneogeneze: a. probíhá ve všech tkáních b. probíhá přednostně v játrech, méně v ledvinách c. probíhá přednostně v ledvinách, méně v játrech d. probíhá ve všech tkáních s výjimkou jaterní a ledvinové tkáně 7) Syntéza glykogenu je podporována: a. glukagonem b. inzulinem c. adrenalinem d. žádná z uvedených možností není správně 8) Hlavním regulačním enzymem glykolýzy je enzym katalyzující třetí krok v mechanismu glykolýzy. Jedná se o: a. pyruvátdekarboxylázu b. pyruvátkinázu c. 6-fosfofruktokinázu d. glykogensyntázu

PRACOVNÍ LIST / TEST ŘEŠENÍ 1)Vyberte správné tvrzení: a. Hexokináza se uplatňuje spíše při nižších koncentracích glukózy. b. Hexokináza je přítomna pouze v jaterní tkáni. c. Hexokináza je inhibována zvýšenou koncentrací glukóza-6-P. d. Hladina hexokinázy se doplňuje velmi pozvolna. 2) Pyruvátkináza se uplatňuje v procesu: a. glykolýzy b. oxidativní dekarboxylace pyruvátu c. v prvním kroku citrátového cyklu (syntéza citrátu) d. ani jedna z uvedených možností není správně 3) Inzulin: a. snižuje hladinu glukózy b. zvyšuje hladinu glukózy c. na hladinu glukózy nemá vliv d. je antagonistou glukagonu 4) Rozklad glykogenu na glukóza-1-P katalyzuje: a. glykogensyntáza b. glykogenfosforyláza c. glukóza-6-fosfatáza d. hexokináza

5) Pentózový cyklus: a. slouží primárně k syntéze ATP b. slouží k syntéze glykogenu c. slouží k tvorbě glukóza-1-P z glykogenu d. slouží k tvorbě ribóza-5-P 6) Glukoneogeneze: a. probíhá ve všech tkáních b. probíhá přednostně v játrech, méně v ledvinách c. probíhá přednostně v ledvinách, méně v játrech d. probíhá ve všech tkáních s výjimkou jaterní a ledvinové tkáně 7) Syntéza glykogenu je podporována: a. glukagonem b. inzulinem c. adrenalinem d. žádná z uvedených možností není správně 8) Hlavním regulačním enzymem glykolýzy je enzym katalyzující třetí krok v mechanismu glykolýzy. Jedná se o: a. pyruvátdekarboxylázu b. pyruvátkinázu c. 6-fosfofruktokinázu d. glykogensyntázu

Literatura: VODRÁŽKA, Zdeněk. Biochemie. 2. vydání.Praha: Academia, 1999, ISBN ABERTS, Bruce; BRAY, Dennis; JOHNSON, Alexander a kol. Základy buněčné biologie - úvod do molekulární biologie buňky. Ústí nad Labem: Espero Publishing, 1998, ISBN ČÁRSKY, Jozef; KOPŘIVA, Jaroslav a kol. Chemie pro 3. ročník gymnázií. Praha: SPN, 1986, ISBN LEDVINA, Miroslav a kol. Biochemie pro studující medicíny. I. díl. 2. vydání. Praha : Karolinum, 2009, ISBN