Metabolismus I. CH- 4 Chemické reakce a děje , DUM č. 10 Mgr. Radovan Sloup čtvrtý ročník čtyřletého studia Gymnázium Sušice Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Gymnázium Sušice – Brána vzdělávání II 2

Metabolismus I. Metabolismus zahrnuje všechny děje spojené s příjmem a zpracováním látek živým organismem. Skládá se z dějů: rozkladných – katabolických skladných - anabolických Metabolické reakce jsou složité, většinou vícestupňové a podmíněné přítomností enzymů – biokatalyzátorů. Řada z nich probíhá kontinuálně (v kruhu), produkty jedné reakce se stávají reaktanty reakce následné. Základními metabolickými dráhami jsou: Krebsův cyklus Glykolýsa β-oxidace proteosyntéza

Metabolismus I. Krebsův cyklus, Citrátový cyklus, Cyklus kyseliny citrónové, cyklus trikarboxylových kyselin, TCC … Řada reakcí, které tvoří společnou metabolickou dráhu při aerobní oxidaci sacharidů, lipidů a proteinů. Co znamená: trikarboxylová kyselina aerobní děj oxidace v organice (jak ji provedeme?) v molekule má tři COOH skupiny děj v přítomnosti kyslíku (vzduchu) zdůraznit UNIVERZÁLNOST 1. způsobu názvosloví dodáme do molekuly vodík, nebo odebereme kyslík

obr. 1 zdůraznit UNIVERZÁLNOST 1. způsobu názvosloví

Krebsův cyklus Acetylkoenzym A + oxalacetát acetyl-CoA + oxalacetát + H2O → citrát + HS-CoA katalyzuje regulační enzym citrátsynthasa zdůraznit UNIVERZÁLNOST 1. způsobu názvosloví obr. 2 zpět na cyklus

Krebsův cyklus 2. Citrát – isocitrát citrát → cis-akonitát + H2O → isocitrát katalyzuje akonitasa zdůraznit UNIVERZÁLNOST 1. způsobu názvosloví obr. 3 zpět na cyklus

Krebsův cyklus 3. Isocitrát – 2-oxoglutarát isocitrát + NAD+(NADP+) → 2-oxoglutarát + NADH+H+(NADPH+H+) + CO2 katalyzuje regulační isocitrátdehydrogenasa zdůraznit UNIVERZÁLNOST 1. způsobu názvosloví obr. 4 zpět na cyklus

Krebsův cyklus 4. 2-oxoglutarát – sukcinyl-CoA 2-oxoglutarát +NAD+ +HSCoA →sukcinylCoA+ NADH+H+ + CO2 katalyzuje regulační α-oxoglutarátdehydrogenása zdůraznit UNIVERZÁLNOST 1. způsobu názvosloví obr. 5 zpět na cyklus

Krebsův cyklus 5. Sukcinyl-CoA – sukcinát sukcinyl-CoA + GDP → sukcinát + GTP + CoA katalyzuje sukcinátthiokinasa zdůraznit UNIVERZÁLNOST 1. způsobu názvosloví obr. 6 zpět na cyklus

Krebsův cyklus 6. Sukcinát – fumarát sukcinát + FAD → fumarát + FADH2 katalyzuje sukcinátdehydrogenasa zdůraznit UNIVERZÁLNOST 1. způsobu názvosloví obr. 7 zpět na cyklus

Krebsův cyklus 7. Fumarát – L-malát fumarát + H2O ↔ L-malát katalyzuje fumará(thydrata)sa L-malát obr. 8 zpět na cyklus

Krebsův cyklus 8. L-malát – oxalacetát L-malát + NAD+ oxalacetát + NADH+H+ ↔ katalyzuje malátdehydrogenasa obr. 9 zpět na cyklus

výtěžek Krebsova cyklu: 2 molekuly CO2 1 molekula ATP Krebsův cyklus výtěžek Krebsova cyklu: 2 molekuly CO2 1 molekula ATP 3 molekuly NADH + H+ 1 molekula FADH2 zpět na cyklus

Krebsův cyklus Čím se liší citrát a isocitrát? Co znamená předpona iso? … Co umožňuje hydratáza a jakou reakci katalyzuje? Jaký je rozdíl mezi α-ketoglutarátem a 2-oxoglutarátem? Podtrhni redukovanou formu oxidoreduktáz: NAD+, NADP, FADH, NADH+… Na jakém principu vzniká a funguje sirný můstek? zpět na cyklus

Krebsův cyklus Čím se liší citrát a isocitrát? Co znamená předpona iso? hydroxyl na koncovém uhlíku hydroxyl na centrálním uhlíku citrát isocitrát iso = izomer, rozvětvení zpět na cyklus

Krebsův cyklus Co umožňuje hydratáza a jakou reakci katalyzuje? Enzym, který katalyzuje hydrataci = navázání vody. zpět na cyklus

Krebsův cyklus Jaký je rozdíl mezi α-ketoglutarátem a 2-oxoglutarátem? Žádný! Jsou to identické látky, jen je použito různé názvosloví. α 2 4 β 3 1 5 zpět na cyklus

Krebsův cyklus Podtrhni redukovanou formu oxidoreduktáz: NAD+, NADP, FADH, NADH+… Redukované formy těchto enzymů obsahují nejčastěji alespoň jeden vázaný vodík, nebo vodíkový kation. zpět na cyklus

METABOLISMUS I. Vytvořeno v rámci projektu Gymnázium Sušice - Brána vzdělávání II Autor: Mgr. Radovan Sloup, Gymnázium Sušice Předmět: Chemie (Chemické reakce a děje) Třída: čtvrtý ročník čtyřletého studia Označení: VY_32_INOVACE_Ch-4_10 Datum vytvoření: ČERVENEC 2013 Anotace a metodické poznámky Krebsův cyklus je jednou ze základních biochemických drah. Má celou řadu kroků, za základní může být považováno osm z nich. V jeho průběhu dochází k řadě rozmanitých reakcí, které jsou umožněny účinky specifických katalyzátorů – enzymů. Z toho důvodu je v úvodu celkové schéma Krebsova cyklu. Pokud najedete do oblasti šipky dílčí reakce, posunete se na konkrétní slide. Na něm je zmíněn její základní mechanismus a charakteristika včetně vzorců a modelů látek. Tato prezentace poskytuje přehled základních reakcí Krebsova cyklu. V závěru prezentace je jednoduché cvičení k orientaci v problematice metabolismu. Použité materiály: Honza, J.; Mareček, A.; Chemie pro čtyřletá gymnázia (3.díl). Olomouc: DaTaPrint, 2000;ISBN 80-7182-057-1 Čársky, J. a kol.; Chemie pro 3. ročník gymnázií. Praha: SPN, 1986 Obr.1-9: autor: Citric_acid_cycle_with_aconitate_2.svg: Narayanese, WikiUserPedia, YassineMrabet, TotoBaggins derivative work: Vojtech.dostal (talk), dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Citric_acid_cycle_with_aconitate_2_cs.svg 10.7.2013 Ostatní obrázky a schémata jsou dílem autora prezentace. Vše je vytvořeno pomocí nástrojů Power Point 2003, ChemSketch 11, Gimp 2, Malování Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu.