Energetický metabolismus

Prezentace na téma: "Energetický metabolismus"— Transkript prezentace:

1 Energetický metabolismus

2 Rychlost metabolismu protist
Měřeno spotřebou kyslíku Roste s velikostí buňky, ale ne přímo úměrně. Fenchel, Respiration in aquatic ecosystems 2005

3 Rychlost metabolismu protist
Velmi závisí na fyziologickém stavu buňky. Hladovějící buňky se zmenší a jejich metabolismus se výrazně zpomalí.

4 Glykolýza (EMP dráha) – oxymonády + Trimastix
pyrofosfát-fruktósa 6-fosfát fosfotransferáza PPi PPi pyruvát ortofosfát dikináza Liapounova a kol. 2006, Stechmann a kol. 2006

5 Glykolýza (EMP dráha) – rozsivky a oomycéty
Nakayama a kol. 2012

6 Glykolýza – mitochondriální lokalizace
Nakayama a kol. 2012

7 Glykolýza – mitochondriální lokalizace
Některé glykolytické enzymy byly nalezeny v proteomu mitochondriální frakce tetrahymeny Smith DGS a kol. 2007, J Mol Evol

8 Glykolýza – mitochondriální lokalizace
Kroth a kol. 2008 Glykolýza u Phaeodactylum tricornutum

9 Glykolýza (EMP dráha) – Kinetoplastida
GLYKOSOM

10 Glykosom Glykosom Proč kompartmentalizace glykolýzy?
Efektivnější průběh nebo lepší regulace Haanstra a kol. 2008, PNAS

11 Glykosom Biochemické procesy a proteinové složení glycosomu doznává určitých změn při transformaci trypanosomy brucei z krevního stadia na stadium v přenašeči. PEP se vrací do glycosomu Michels PAM 2006, BBA

12 Trypanosomy – autofágie glykosomů
Michels PAM 2006, BBA

13 Diplonema – glykosomy Glykolitický enzym aldolázu se podařilo lokalizovat do peroxizomu diplonemy papilatum. Lokalizace dalších enymů není známá. Makiuchi 2011, Protist

14 Glykolýza (EMP dráha) – Chlamydomonas
PLASTID Ve flagelárním proteomu našli také tyto enzymy Eukaryotic cilia and flagella are long, thin organelles, and diffusion from the cytoplasm may not be able to support the high ATP concentrations needed for dynein motor activity. We discovered enzyme activities in the Chlamydomonas reinhardtii flagellum that catalyze three steps of the lower half of glycolysis (phosphoglycerate mutase, enolase, and pyruvate kinase). These enzymes can generate one ATP molecule for every substrate molecule consumed. Flagellar fractionation shows that enolase is at least partially associated with the axoneme, whereas phosphoglycerate mutase and pyruvate kinase primarily reside in the detergent-soluble (membrane + matrix) compartments. We further show that axonemal enolase is a subunit of the CPC1 central pair complex and that reduced flagellar enolase levels in the cpc1 mutant correlate with the reduced flagellar ATP concentrations and reduced in vivo beat frequencies reported previously in the cpc1 strain. We conclude that in situ ATP synthesis throughout the flagellar compartment is essential for normal flagellar motility. Enoláza je strukturní součástí komplexu proteinů středového páru mikrotubulů Mitchell BF, 2005 Mol Biol Cell

15 Glykolýza (EMP dráha) - Toxoplasma
Glykolytické enzymy (HK, ALD, GAPDH, PK a LDH) extracelulární a pronikající Toxoplasmy jsou lokalizolvány u povrchu. U intracelulárního stádia se přesouvají dovnitř buňky. The subcellular location of the myc-tagged glucose transporter GT1 in intracellular and extracellular Toxoplasma tachyzoites was determined by immunofluorescence microscopy using antibodies to the myc-epitope (green) and to the membrane skeleton protein IMC1 (red). Overlays of DIC and DAPI fluorescence images are shown on the right. Bars = 2 µm. Přesun je regulován koncentrací K+ ve vnějším prostředí parazita (vyšší uvnitř hostitelské buňky). Pokles K+ vně vyvolá růst konc. Ca2+ v buňce toxoplasmy. Pomel 2008, PLoS ONE

16 Energetický metabolismus

17 Klasická mitochondrie

18 Ukradené plastidy jako zdroj kyslíku
Nálevník Histiobalantium natans Esteban a kol. 2009

19 Alternativní akceptory e- - NO3-
Kampl a kol. 2015

20 Alternativní akceptory e- - NO3-
Kampl a kol. 2015

21 Distribuce anaerobních derivátů mitochondrie

22 PNO

23 PNO

24 PNO Mi-ichi 2015, PNAS

25 Oxymonády – ztráta mitochondrie
Karnkowska a kol. unpublished

26 Trypanosomy – vektorová forma

27 Trypanosomy – krevní forma

28 Alveolata Nálevníci Obrněnky Výtrusovci Danne a kol. 2012

29 ATP syntáza

30 ATP syntáza u Tetrahymena thermophila
Nina a kol. PLoS Biology 2010

31 Téma eseje – Metabolická flexibilita zelených řas
Chlamydomonas Téma eseje – Metabolická flexibilita zelených řas

32 Téma eseje – Arginin dihydrolázová dráha anaerobních protist
Metamonády arginine deiminase (ADI) ornithine carbamyltransferase (OTC) carbamoyl kinase (CK) Téma eseje – Arginin dihydrolázová dráha anaerobních protist

33 KONEC