Metabolismus sacharidů

Prezentace na téma: "Metabolismus sacharidů"— Transkript prezentace:

1 Metabolismus sacharidů

2 Metabolismus sacharidů
důležitou roli hraje GLUKÓZA anabolismus: fotosyntéza glukoneogeneze katabolismus: buněčné dýchání fermentace

3 Anabolismus sacharidů
FOTOSYNTÉZA Anabolismus sacharidů

4 Základní informace přeměna světelné E na chemickou hlavní producent O2
v chloroplastech základní podmínka života na Zemi 6 CO H2O → C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 katalyzátor: chlorofyl a světlo 2 fáze: světelná + temnostní

5 SVĚTELNÁ FÁZE thylakoidy – past na fotony
karotenoidy, xantofyly, chlorofyl d, c, b, a chlorofyl a – PS I = P PS II = P680

6 SVĚTELNÁ FÁZE Hillova REAKCE – uvolnění 2e-
na PS II dopadne foton → excitace chlorofylu a e- jsou přenášeny z PS II do PS I (doplňují deficit e- na PS I), při tom e- ztrácejí E → fixace do ATP (ADP + P → ATP) … necyklická fosforylace na PS I dopadne foton → excitace chlorofylu a odštěpení 2H (= 2H+ + 2e-), přenos e- a uložení do NADPH (NADP H+ → NADPH + H+) nebo cyklická fosforylace a tvorba ATP NADPH je využit v temnostní fázi fotosyntézy jako redukční činidlo Hillova REAKCE – uvolnění 2e- na PS II dopadne foton → excitace chlorofylu a e- jsou přenášeny (plastochinon, cytochromy a plastocyanin) z PS II do PS I (doplňují e- deficit na PS I), při tom e- ztrácejí E → fixována při necyklické fosforylaci do ATP (ADP + P → ATP) na PS I dopadne foton → excitace chlorofylu a = vymrštění e- , přenos e- přes přenašeče (ferredoxin, NADP+ reduktáza) a uložení do molekuly NADPH (NADP H+ → NADPH + H+) nebo cyklická fosforylace a tvorba ATP NADPH je využit v temnostní fázi fotosyntézy jako redukční činidlo

7 UŽ TOMU ROZUMÍTE, BANDO?

8 H2O ½ O2 2 e- 2 fotony FS II 2 e- ADP+P 2 NADP++ 2H+ 2 NADPH+H+ ATP ADP+P 2 fotony FS I 2 e- ADP+P ATP 2 e- ATP

9 JĚŠTĚ JEDNOU …

10 A teď na to půjdeme lidsky…

11 rozpad C6 na 2 C3→ C3 rostliny dalšími reakcemi vzniká C6 cukr
CALVINŮV CYKLUS CO2 se váže na ribulóza-1,5-bisfosfát → C6 rozpad C6 na 2 C3→ C3 rostliny dalšími reakcemi vzniká C6 cukr část regeneruje zpět na ribulóza-1,5-bisfosfát

12

13 HATCH – SLACKŮV CYKLUS CO2 se navazuje v mezofylu na fosfoenolpyruvát a vzniká oxalacetát (C4) → C4 rostliny náročné na teplo → pouze u teplomilných rostlin (kukuřice, bambus, proso, třtina)

14 ANABOLISMUS SACHARIDŮ Já také občas potřebuji vytvořit cukr!
GLUKONEOGENEZE ANABOLISMUS SACHARIDŮ Já také občas potřebuji vytvořit cukr!

15 GLUKONEOGENEZE syntéza glukózy z laktátu / AMK a glycerol
při vyčerpání zásob glukózy dlouhodobá svalová činnost hladovění (již po 1 dnu hladovění) diabetes není opakem glykolýzy! místo:

16 GLUKONEOGENEZE tvořící se pyruvát se nestačí odbourat aerobně → laktát
transport laktátu do jater možné průběhy: laktát → glukóza → svaly (E) → glykolýza → laktát … alanin v játrech deaminace → pyruvát + urea

17 Konec anabolismu sacharidů na KG

18 KATABOLISMUS SACHARIDŮ
Kterak z cukrů vykřesat ATP

19 KATABOLISMUS SACHARIDŮ
ŽIVOT JE PRÁCE! buňka - růst, dělení, homeostáza, funkčnost ... → příjem E sluneční záření z potravy štěpení sacharidů → glukóza oxidací glukózy se uvolňuje E buněčné dýchání C6H12O O2 → 6 CO H2O fermentace (= kvašení)

20 Jak ze substrátu získat E
klíčem jsou redoxní reakce přesun e- z atomů s nízkou el.neg. na atomy s vysokou el.neg. ztráta potenciální E → fixace do ATP

21 BUNĚČNÉ DÝCHÁNÍ (=RESPIRACE)
glykolýza Krebsův cyklus dýchací řetězec

22 1) GLYKOLÝZA glykos + lysis C6 (glukóza) rozklad na 2C3 (pyruvát)
10 reakcí výsledek: 2 molekuly pyruvátu a E v ATP a NADH e- v NADH → dýchací řetězec → přenašeče → O2 2H ½ O e- → H2O aerobní i anaerobní proces energetická bilance: spotřeba: 2 molekuly ATP (krok 1 a 3) vznik: 4 molekuly ATP (krok 7 a 10) a 2 molekuly NADH (krok 6) celkem vzniknou 2 molekuly ATP a 2 molekuly NADH z 1 molekuly glukózy

23

24 DALŠÍ ZPRACOVÁNÍ PYRUVÁTU
transport pyruvátu do mitochondrie spotřeba 2 ATP pyruvát vstupuje do matrix mitochondrie přeměna na acetylCoA vstup do Krebsova cyklu

25 2) KEBSŮV CYKLUS Hans Krebs 1953 Nobelova cena
kys. citronová 1. produkt v matrix mitochondrií sled 8 reakcí – odbourání acetyl-CoA na CO2 a H e- přeneseny na nosiče NAD+ a FAD → redukce na NADH a FADH2 → e- do dýchacího řetězce 2x dekarboxylace energetická bilance: z 1 molekuly pyruvátu vznik: 1 molekuly ATP, 3 NADH a 1 FADH2

26 2) KEBSŮV CYKLUS

27 3) DÝCHACÍ ŘETĚZEC ve vnitřní membráně mitochondrií vnořeny enzymy – přenašeče e- molekuly NADH a FADH2 přinášejí do dýchacího řetězce e- s vysokým obsahem E přesun e- mezi enzymy - uvolňování E uvolněná E použita k přenosu H+ z matrix do mezimembránového prostoru na konci řetězce jsou e- předány kyslíku → redukce za vzniku vody ½ O H+ + 2e- → H2O tvorba ATP

28 energetická bilance ATP
glykolýza: 2 ATP přesun do mitochondrie: - 2 ATP Krebsův cyklus: 2 ATP dýchací řetězec: 34 ATP celkem 36 molekul ATP z 1 molekuly glukózy

29 FERMENTACE za ANAEROBNÍCH PODMÍNEK
ATP vzniká pouze během glykolýzy → cílem je neustále opakovat glykolýzu glykolýza + obnova NAD+ přenesením e- z NADH NAD+ umožňuje další glykolýzu

30 alkoholové kvašení pyruvát → dekarboxylace → acetaldehyd → redukce pomocí NADH → ethanol u hub kvasinek a některých bakterií – výroba alkoholu

31 mléčné kvašení pyruvát je redukován NADH za vzniku laktátu bez uvolnění CO2 u některých hub a bakterií – výroba sýrů, jogurtů (Lactobacillus bulgaricus) u lidských svalových buněk při fyzické námaze vzniká kys. mléčná

32 srovnání b. dýchání a fermentace

33