M ETABOLICKÉ PŘEMĚNY SACHARIDŮ – PENTÓZOVÝ CYKLUS, G LUKONEOGENEZE, C ORIHO CYKLUS Mgr. Jaroslav Najbert

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Název školy Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Adresa školy Sokolovská 1638 IČO Operační program Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost Registrační číslo CZ.1.07/1.1.28/ Označení vzdělávacího materiálu K_INOVACE_1.CH.40 Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Chemie Tematický okruh Přírodní látky Zhotoveno Ročník Vyšší stupeň osmiletého gymnázia a čtyřleté gymnázium (RVP – G) Anotace Materiál je určen jako studijní v předmětu biochemie, který integruje vzdělávací obory biologie a chemie. Je zaměřen na metabolické přeměny sacharidů. Předpokládá zvládnutí učiva reakčních mechanismů vzdělávacího oboru chemie.

Trávení sacharidů V potravě sacharidy přijímány ve formě monosacharidů, disacharidů (sacharóza) a polysacharidů (škrob). V ústech polysacharidy částečně hydrolyticky štěpeny  amylázou (ptyalin) na oligosacharidy, v malé míře na maltózu nebo isomaltózu. Kyselé prostředí žaludku inhibuje další štěpení. V tenkém střevě účinkem pankreatické  amylázy polysacharidy a oligosacharidy štěpeny na maltózu, následně vzniklé disacharidy (maltóza) nebo disacharidy z potravy (sacharóza, laktóza) štěpeny na monosacharidy  a β glukosidázami (na membránách enterocytů). Pentózy přechází do krve prostou difůzí, hexosy za pomoci membránových proteinů, glukóza symportem s Na +

Vzájemné přeměny monosacharidů Monosacharidy přijaté potravou vstupují do pentózového (pentózofosfátového) cyklu. Všechny monosacharidy mohou být substrátem, s výjimkou glukózy i produktem. Probíhá v cytoplasmě všech buněk, některé z reakcí jsou specifické pouze pro jaterní buňky (metabolismus fruktózy), přednostně využíván buňkami s vyšší syntézou mastných kyselin a steroidů (játra, pohlavní žlázy, tuková tkáň, kůra nadledvinek). Vzhledem k potravním zvyklostem má výsadní postavení glukóza – 30% játry metabolizované glukózy vstupuje do pentózového cyklu. Řada meziproduktů společná s glykolýzou – v případě nadbytku (příjem v potravě) jsou produkty pentózového cyklu převedeny do glykolytické dráhy. Zajištění NADPH pro reduktivní syntézy (lipidy) Syntéza ribosa-5-fosfátu pro syntézu RNA a DNA Metabolické odbourání monosacharidů

Glukóza Základní zdroj energie pro buňky – nezbytná pro erytrocyty a nervové buňky (až 150g). Nutné udržení stálé koncentrace v krvi – glykemie – kolísá podle příjmu potravy – pro medicínské účely měřena na lačno. hypoglykemie <3,3 ; 5,5 <hyperglykemie Při zvýšeném přísunu – uložena do zásob – jaterní a svalový glykogen (150 – 400g) Při nadměrném přísunu – v játrech a adipocytech využita pro tvorbu triacylglycerolů (glykemický index potravin). Při sníženém přísunu – glykogenolýzou odbourávána z glykogenu glykogen glukóza-1-fosfát glukóza-6.fosfát glykolýza pentózový cyklus H 3 PO 4 glykogenfosforyláza fosfoglukomutáza Při hladovění – vznik glukoneogenezí z glukogenních látek

Pentózový cyklus glukóza-6-P 6-fosfoglukono-δ-lakton6-fosfoglukonát 3-oxo-6-fosfoglukonát ribulóza-5-P ribóza-5-P xylulóza-5-P sedoheptulóza-7-P glyceraldehyd-3-P fruktóza-6-P erytróza-4-P NADP + NADPH+H + NADP + NADPH+H + CO 2 glyceraldehyd-3-P glykolaldehyd dyhydroxyacetonfruktóza-6-P

Propojení glykolýzy a pentózového cyklu glykolýzapentózový cyklus glukóza glukóza-6-P fruktóza-6-P fruktóza-1,6-bisP glyceraldehyd-3-P glyceron-1-P glukóza-6-P ribulóza-5-P ribóza-5-Pxylulóza-5-P glyceraldehyd-3-Pfruktóza-6-P + +

Glukoneogeneze Vznik nové glukózy – laktát, glycerol, glukogenní aminokyseliny, malát, oxalacetát – výchozí látka musí mít 3C, proto nelze přímo využít acetyl CoA (citrátový cyklus). Probíhá ve většině buněk do produktu glukóza-6-fosfát, pouze buňky jater a ledvin schopny defosforylace na glukózu > ovlivňují glykemii. Reakce probíhají v matrix mitochondrií – jsou využívány metabolické dráhy Krebsova cyklu – tvorba oxalacetátu s následnou přeměnou na malát. V cytoplasmě – využívány některé z reakcí glykolýzy Výchozí látkou obvykle pyruvát, který vzniká z laktátu, přeneseného z tkání po anaerobní glykolýze, nebo odbouráváním alaninu. Meziprodukty (oxalacetát, 2-oxoglutarát), vzniklé odbouráváním glukogenních Aminokyseliny, vstupují do reakcí Krebsova cyklu Glycerol, vzniklý kyselou hydrolýzou triacylglycerolů, vstupuje v reakcích obrácené glykolýzy

Glukoneogeneze cytoplasma matrix mitochondrie pyruvát laktát oxalacetát malát oxalacetát fosfoenolpyruvát 2-fosfoglycerát 3-fosfoglycerát 1,3-bisfosfoglycerát glyceraldehyd-3-fosfátglyceron-1-fosfát fruktóza 1,6-bisfosfát fruktóza-6-fosfát glukóza-6-fosfát glukóza 2pyruvát+4ATP+2GTP+2NADH+2H 2 Oglukóza+4ADP+2GDP+6P+2NAD + ∆G 0 ´=-37,6 Kj.mol -1

Coriho cyklus tkáně játra cévy glukoneogenezeglukóza pyruvátlaktát

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. Zdroje a použitá literatura 1. JAN MUSIL. Biochemie v obrazech a schématech. II., zcela přepracované vydání. Praha: Avicenum, Fotografie a vzorce z vlastní databáze autora. Vytvořeny programy ACD FREE 12, Snagit 3. MURRAY, Robert K. Harperova biochemie. 23. vyd. Jinočany: H H, 2002, ix, [3], 872 s. ISBN Glukoneogeneze. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: 5. Coriho cyklus. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z:

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. Zdroje a použitá literatura 6. Glukoneogeneze. In: WikiSkripta [online]. [cit ]. Dostupné z: