Biochemia kolos 2

Podaj typy wiązań oraz mery cukrów: maltozy, izomaltozę, laktozy,sacharozy, skobii i glikogenu

Podaj typy wiązań oraz mery cukrów: maltozy, izomaltozę, laktozy,sacharozy, skobii i glikogenu

Maltoza → 1,4-α- glikozydowe; 2 glukozy

Izomaltoza →1,6-α-glikozydowe; 2 glukozy

Laktoza → 1,4-β- glikozydowe; glukoza +galaktoza

Sacharoza → 1,2-α- glikozydowe; glukoza + fruktoza

Skrobia

Glikogen → rozgałęzienia 1,6-α-glikozydowe i liniowe - 1,4-α- glikozydowe

Jak wygląda schemat trawienia dwucukrów +podaj 2 przykłady

Dwucukier → mer + mer [ H2O + enzym ]

Maltoza → glukoza + glukoza [ H2O + maltaza ]

Laktoza → glukoza + galaktoza [ H2O + laktaza ]

Jak wygląda trawienie wielocukrów?

1. Trawienie w jamie ustnej [ amylaza ślinowa ], rozbijają wiązanie 1,4 i powstają dekstryny

2. Trawienie w dwunastnicy z sokiem trzustkowym [ amylaza trzustkowa ] i rozbicie na maltozy i izomaltozy

3. Rozłożenie do glukozy [ maltaza ].

   Wszystkie reakcje z wydzieleniem cząsteczek wody

W jaki sposób glukoza może być dostarczana do komórek

1. Sposób bierny → dzięki różnic stężeń; wątroba i komórki uk. nerwowego

   1. Sposób aktywny → dostarczana przez białka i translokazy; mięśnie i adipocyty [ tkanki insulinozależne]

Kiedy występuje hipoglikemia a kiedy hiperglikemia (badania)

Hipoglikemia → poniżej 2,5mM ( 45mg/dL)

Hiperglikemia → powyżej stanu normalnego ~ 6.0 mM -105 mg/dL

Opisz defekty hiperglikemii w nerwach

Neuropatia obowodowa → dotyka nerwów obwodowych, zaburzenia w uk. synaptycznych ( przewodzenie informacji )

Neuropatia czuciowa → dotyka nerwy czuciowe odpowiedzialna za odczuwanie dotyku, temperatury i bólu

Neuropatia autonomiczna → dotyka nerwy autonomiczne, kontrolujące funkcje niezalezne, takie jak rytm serca, trawienie, kontola temp ciała,

Opisz zaburzenia nefronó spowodowane efektami hiperglikemii

Nefropatia cukrzycowa → uszkodzenie naczyń krwionośnych w nerkach

Neforpatia toczeniowa → związana z toczneiem układowym, chorba autoimmunoloficzna

Opisz defekty naczyń krwionośnych

Retinopatia niproliferacyjna → organzim tworzy mikroaneuryzymy, obrzęki i krwotoki

Retinopatia proliferacyjna → organizm próbuje wytworzyć nowe naczynia krwionośne, któe są slabe i kruche

Scharakteryzuj proces glikogenezy

1. Syntaza glikogenowa

2. 1,4-1,6-amylotransglukozydaza

Czym jest UDPG

aktywna glukoza

Czym jest GLUT 1,2,3,4 i 5?

GLUT 1 → konstytutywny transporter glukozy

GLUT 2 → sensor glukozy

GLUT3 → konstytutywny transporter glukozy

GLUT4 [ permeaza ]→ regulowany przez insulinę, limituje szybkość poboru glukozy

GLUT5 → transporter glukozy i fruktozy

Przedstaw proces glikogenezy w mięśniach

2. heksokinaza

3. fosfoglukomutaza

4. pirofosforylaza UDP-G

5. syntaza glikogenu aktywna

Przedstaw proces syntezy glikogenu w wątrobie

1. glukokinaza

2. fosfoglukomutaza

3. pirofosforylaza UDPG

4. syntaza glikogenu

Przedstaw proces regulacji syntazy glikogenowej

1. Podczas hydrolizy odłączenie gr. fosforanowej i staje się aktywna

2. Przez fosforylacje substratową dołączenie gr. fosforanowej i syntaza na nowo staje się nieaktywna

   SGN -. syntaza glikogenowa NIEAKTYWNA

   SGA → syntaza glikogenowa AKTYWNA

Przedstaw proces glikolizy wątrobowej

1. Fosforylaza glikogenu

2. Fosfoglukomutaza

3. Fosfataza G-6P

Przedstaw proces regulacji Fosfosorylazy glikogenu

1. Staje się aktywna dzięki fosforylacji substratowej, 4 razy( 4 przyłączenia reszty fosforanowej)

2. Staje sie nieaktywna poprzez hydrolize (4 razy) i odłączenie grup fosforowych

Czym się różni glikogenoliza wątrobowa od tej w mięśniach

W mięśniach nie ma fosfatazy G-6P

Pzedstaw zależności między syntazą a fosforylacją glikogenu

Nie mogą zachoodzić w tym samym czasie!

Scharakteryzuj krótko glikolize

Zachodzi w dwóch fazach:

1. Przekształcenie glukozy w 2 cz. aldehydu 3- fosfoglicerynowego

2. Produkcja dwóch cz. pirogronianu.

W fazie pierwszej zużywane są 2 cz. ATP (r. katalizowana przez heksokinazę i fosfofruktokinazę), w fazie drugiej syntetyzowane są 4 cz. ATP (kinaza 3PG i kinaza PEP x 2), zysk netto wynosi więc 2 cz. ATP z jednej cz. Glukozy z krwi.

Produktami glikolizy są pirogronian, ATP i NADH. Pirogronian w warunkach tlenowych ulega utlenieniu do CO2, poprzez cykl kwasów trójkarboksylowych, w warunkach beztlenowych pirogronian ulega przekształceniu w mleczan (np. w mięśniach) lub w etanol (w drożdżach).

Przedstaw 1 reakcje glikolizy

• Reakcja endoergiczna, wymagająca dostarczenia energii z hydrolizy ATP

• Fosforylacja zatrzymuje cząsteczki glukozy wewnątrz komórki (glukoza może dyfundować przez błony komórkowe)

• Konwersja glukozy do glukozo-6-fosforanu (G-6P) utrzymuje niskie wewnątrzkomórkowe stężenie glukozy, zwiększając tym samym dyfuzję glukozy do komórki

• Heksokinaza jest jednym z trzech enzymów regulujących szybkość glikolizy, wymaga do aktywności jonów Mg2+ .

Scharakteryzuj Heksokinaze

• Heksokinaza jest mało specyficzna, może fosforylować cały szereg heksoz

• W wątrobie jest specyficzna wobec D-glukozy glukokinaza z Km = 10 mM, niepodlegajaca inhibicji przez produkt reakcji. Wysoka Km powoduje, że odgrywa ona rolę tylko wtedy, jeśli w wątrobie mocno wzrasta poziom glukozy. Powstający w wyniku działania tego enzymu glukozo-6-fosforan używany jest do syntezy glikogenu. Poziom glukokinazy jest indukowany i regulowany przez insulinę

• Glukozo-6-fosforan jest kluczowym metabolitem wielu przemian metabolicznych

Scharakteryzzuj 2 reakcje glikolizy

Izomeryzacja G-6P do fruktozo-6-fosforanu (F-6P) katalizowana jest przez izomerazę fosfoheksoz

Scharakteryzuj 3 reakcje glikolizy

• Fosfofruktokinaza (PFK) fosforyluje F-6P do fruktozo-1,6- bisfosforanu lub dwufosforanu (F1,6DP)

• Reakcja jest endoergiczna i wymaga sprzężenia z hydrolizą ATP

• Reakcja ta jest drugim, kluczowym etapem kontrolującym glikolizę

• ATP jest allosterycznym inhibitorem PFK, AMP odwraca inhibicję. Poziom ATP jest stosunkowo stały, np. przy intensywnym wysiłku poziom ATP w mięśniach spada o 10%. Zmiany w intensywności glikolizy są znacznie większe, czynnikiem powodującym te zmiany jest AMP

Scharakteryzuj fosfofruktokinaze

• Allosterycznym inhibitorem fosfofruktokinazy jest cytrynian – wiąże to glikolizę z cyklem kw. cytrynowego. Wysoki poziom cytrynianu zwalnia glikolizę

• Allosterycznym aktywatorem fosfofruktokinazy jest fruktozo-2,6-bisfosforan, zwiększa on powinowactwo enzymu do substratu i zmniejsza inhibitorowy efekt ATP

• Fruktozo-2,6-bisfosforan jest równocześnie inhibitorem fruktozo-1,6-bisfosfatazy katalizującej reakcję przejścia fruktozo-1,6-bisfosforanu do fruktozo-6-fosforanu w glukoneogenezie

Scharakteryzuj 4 reakcje glikolizy

Aldolaza katalizuje reakcję rozpadu F 1,6 DP do aldehydu 3-fosfoglicerynowego (ald.3PG) i fosfodihydroksyacetonu (PDHA)

Scharakteryzuj 5 reakcje glikolizy

• Konwersja fosfodihydroksyacetonu do aldehydu 3- fosfoglicerynowego przez izomerazę triozofosforanową

Opisz krótko 2 faze glukozy

• Z dwóch cząsteczek aldehydu 3- fosfoglicerynowego powstają 4 cząsteczki ATP, biorąc pod uwagę 2 cz. ATP zużyte w I fazie glikolizy, zysk netto wynosi 2 ATP

• Faza II rozpoczyna się od utlenienia ald. 3PG do wysokoenergetycznego 1,3- bisfosfoglicerynianu (1,3DPG)

• W następnej reakcji następuje fosforylacja ADP do ATP przez transfer reszty fosforanowej z 1,3 DPG.

• Powstający w powyższej reakcji 3- fosfoglicerynian (3PG) jest przekształcany w kilku krokach do fosfoenolopirogronianu (PEP), związku wysokoenergetycznego, który fosforylując ADP do ATP przekształca się w pirogronian.

Scharakteryzuj 6 reakcje glikolizy

Dehydrogenaza ald. 3PG katalizuje utlenianie ald. 3PG do 1,3 DPG.

Scharakteryzuj 7 reakcje glikolizy

Kinaza fosfoglicerynianowa (3PG) przenosi grupę fosforylową z 1,3-bisfosfoglicerynianu na ADP, tworząc ATP i 3-fosfoglicerynian

Scharakteryzuj 8 rekacje glikolizy

Katalizowana przez fosfogliceromutazę, która przesuwa resztę fosforanową w 3- fosfoglicerynianie z węgla C3 na węgiel C2, tworząc 2-fosfoglicerynian (2PG)

Scharateryzuj 9 reakcje glikolizy

Enolaza katalizuje tworzenie fosfoenolopirogronianu (PEP) z 2PG.

Scharakteryzuj 10 reakcje glikolizy

Przekształcanie PEP przez kinazę pirogronianowąw pirogronian (PYR) związane z syntezą ATP. Reakcja wymaga jonów Mg2+ i stymulowana jest przez jednowartościowe kationy

Opisz regulacje działania kinazy pirogronianowej

•Wysokie ujemne G powoduje, że kinaza pirogronianowa jest trzecim enzymem regulującym przebieg glikolizy. •Kinaza pirogronianowa jest allosterycznie aktywowana przez AMP i fruktozo-1,6-bisfosforan, a hamowana przez ATP, acetylo CoA i alaninę.

Jakie są ostateczne produkty glikolziy

• ATP, NADH, pirogronian

• NADH ulega recyklizacji do NAD, jeśli dostępny jest tlen to w szlaku transportu elektronów z syntezą ATP w fosforylacji oksydacyjnej.

• W warunkach beztlenowych NADH jest utleniany przez dehydrogenazę mleczanową (LDH) i wraca do glikolizy.

• Nagromadzony w mięśniach mleczan wędruje z krwią do wątroby, gdzie może być używany do resyntezy glukozy (proces glukoneogenezy).

• W warunkach beztlenowych u drożdży pirogronian redukowany jest w czasie fermentacji alkoholowej do etanolu przy równoczesnej reoksydacji NADH. Pierwszy etap tego szlaku polega na dekarboksylacji dekarboksylazą pirogronianową do aldehydu octowego (konieczny pirofosforan tiaminy). Drugi etap - redukcja aldehydu do etanolu katalizowany jest przez dehydrogenazę alkoholową.

Co to są czółęnka?

W komórkach eukariotycznych istnieją systemy tzw. czółenek umożliwiających przenoszenie przez błonę mitochondrialną elektronów z NADH.

Opisz czółenko jabłczanowo-asparaginowe

• W sercu, wątrobie i mięśniach szkieletowych szczególnie aktywne jest czółenko jabłczanowo-asparaginianowe (układ przenoszący).

• Szczawiooctan (OAA) redukowany jest w cytosolu do jabłczanu, pobierając 2 „wodory” z NADH2 . \

• Jabłczan transportowany jest przez wewnętrzną błonę mitochondrialną do macierzy, gdzie dehydrogenaza jabłczanowa przekształca go w szczawiooctan z redukcją NAD do NADH2 .

• Mitochondrialny NADH2 przekazuje 2 „wodory” na łańcuch elektronowy.

• Powstały szczawiooctan może przejść na zewnątrz błony tylko po przekształceniu go w asparaginian (działa AspaT mitochondrialny).

• W cytosolu następuje transaminacja i odtwarzany jest szczawiooctan (działa Aspat cytoplazmatyczny).

• Ponieważ NADH2 powstaje tu wewnątrz mitochondrium, wydajność syntezy ATP wynosi 3 cz. na 1 cz. NADH2