Exchange és a szénhidrátok funkció

Tárgy: „csere ÉS FUNKCIÓK szénhidrátok. Anaerob és aerob glükóz oxidációját "

1. Definíció és alapvető elveit besorolása szénhidrátok. A szerkezet a legfontosabb mono-, di- és poliszacharidok. Biológiai funkciója a szénhidrátok.

2. A glükóz-6-foszfát-- kulcsfontosságú metabolit a szénhidrát-anyagcsere. A fő módja a kialakulása és a glükóz-6-foszfát, és szerepük a szervezetben.

3. Glikolízis - a központi utat a glükóz lebontását. A biológiai szerepe lokalizáció a sejtben, reakciók sorozatával. Glikogenoiízis, kapcsolata a glikolízis.

4. Energia egyensúly (ATP egyensúly) glikolízis és glikogenolízis.

5. A szabályozó enzimek a glikolízis. A szerepe alloszterikus effektorok (aktivátor, inhibitor) anaerob szabályozását a rothadási sebességét glükóz szövetekben.

6. Mechanizmusok hidrogén transzfer NADH a citoplazmatikus mitokondriumokban (shuttle mechanizmusok).

7. Az aerob glükóz oxidációja dichotóm útvonal: a lépések sorrendje (rendszer), a dehidrogénezési reakció és szubsztrát foszforiláció. Energiamérleg (ATP hozam).

Osztályozása és funkciója a szénhidrátok.

15.1.1. Szénhidrátok - poligidroksikarbonilnye vegyületek és ezek származékai, azok jellemző funkció jelenléte egy aldehid (-CH = O) vagy ketont (> C = O) csoportot és legalább két hidroxilcsoportot (-OH) csoport.

15.1.2. Szerint a szerkezet van osztva szénhidrátok, monoszacharidok, oligoszacharidok és poliszacharidok.

Monoszacharidokat - a legtöbb egyszerű szénhidrátok nem hidrolizáljuk. Attól függően, hogy a jelenléte egy aldehid vagy keton-csoport megkülönböztetésére aldózok (például glükóz, galaktóz, ribóz, glicerinaldehid) és ketózok (például fruktóz, ribulóz, dihidroxi-aceton).

Az oligoszacharidok - szénhidrátok, 2-10 monoszacharid maradékok csatlakozott útján glikozidos kötések. Attól függően, hogy hány monoszacharid maradékok megkülönböztetni diszacharidok (2 tartalmazza a maradékot, mint például a laktóz, szacharóz, maltóz), triszacharidok (tartalmaznak 3 maradékok) stb

Poliszacharidok - szénhidrátok, amelyek több mint 10 monoszacharid maradékot csatlakozott útján glikozidos kötések. Ha a poliszacharid áll az azonos monoszacharid maradékok, ez gomopolisaharid (keményítő, glikogén, cellulóz). Ha a poliszacharid különböző monoszacharid egységek a heteropoliszacharid (hialuronsav, kondroitin-sav, heparin).

Formula nélkülözhetetlen szénhidrátok ábrán mutatjuk be 15.1.

15.1.3. A funkciók szénhidrátok. A szénhidrátok a szervezetben a következő feladatokat:

1. Energia. A szénhidrátok energiaforrásként. Lévén, hogy az oxidáció elégedett mintegy fele az ember energiaszükségletét. A oxidációja 1 g szénhidrát megjelent körülbelül 16,9 kJ.

2. Reserve. A keményítő és a glikogén egy raktározása tápanyagok, glükóz végző ideiglenes raktárba funkciót.

3. Szerkezet. Cellulóz és más növényi poliszacharidok alkotnak egy erős váz; egy komplex a fehérjék és lipidek, ezek egy részét a biológiai membránok az összes sejt.

4. Védő. A savas heteropoliszacharidok jár, mint a biológiai kenőanyag, megnyitva az ízületek dörzsölő felületének emésztőrendszer nyálkahártya, nazális, bronchiális, légcső, és mások.

5. Az antikoaguláns. A heparin fontos biológiai tulajdonságokkal rendelkezik, különösen megakadályozza, hogy a véralvadást.

6. A szénhidrátok szénforrás. amely szükséges a szintézis a fehérjék, nukleinsavak, lipidek és más vegyületek.

15.1.4. A forrás a szénhidrátok az élelmiszer-organizmus a szénhidrátok (keményítő, szacharóz, laktóz, glükóz). Glükóz lehet szintetizálni a szervezetet a aminosavak, glicerin, laktát és piruvát (glükoneogenezist).

Anaerob glükóz oxidációját.

15.2.1. Glikolízis - a bomlási enzimes glükóz aerob körülmények, hogy két molekula piroszőlősav (aerob glikolízis), és anaerob körülmények között -, hogy két molekula tejsav (anaerob glikolízis). Anaerob körülmények között glikolízis fordul elő a szövetekben nélkül oxigénfogyasztás, és az egyetlen folyamat ellátó ATP, mert az oxidatív foszforiláció nem működik ilyen körülmények között. Anaerob glikolízis előfordul minden szövetben, amely körülmények között működhet, a hipoxia, különösen a vázizomzatban. Glikolízis vörösvérsejtek, akár oxigén jelenlétében csúcspontja a kialakulását laktát, mivel ezek a sejtek nem mitokondriumok.

Glikolízis fordul elő a citoszolban test sejtjeinek. Ezt a folyamatot katalizálja tizenegy enzimek, amelyek meg vannak jelölve a rendkívül tiszta állapotú, és jól kutatott. Glikolízis lehet két részre oszlik.

15.2.2. Az első előkészítő szakaszban a glikolízis a glükóz, és a reakciót tartalmaz átalakító egy olyan molekula, két phosphotriose molekulában. Ezt a lépést kíséri a kiadásokat az ATP molekulákat.

Kezdeti reakciója az átalakítás a glükóz a sejt foszforilációs reagáltatva ATP (15.1 ábra, 1. reakció). A reakciókörülmények a sejtekben fordul elő csak az egyik irányban. A biológiai szerepe a glükóz foszforilezési reakciót, hogy a glükóz-6-foszfát, ellentétben a szabad glükóz, tudnak hatolni a plazma membránon vissza a véráramba, majd a „zárva” a sejtben. Így, glükóz-6-foszfát-kulcsfontosságú metabolit a szénhidrát-anyagcsere, amely végzik szintjén integrációjának különböző módon átalakítani a glükóz a sejtbe.

A legtöbb szövetben a glükóz foszforilezési reakciót az enzim által katalizált hexokináz. amelynek nagy affinitása van a glükóz, is képes foszforilálni fruktóz és a mannóz, és allosztérikusan gátolja feleslegben glükóz-6-foszfátot. A májsejtek, továbbá, az enzim glükokináz. amely kis affinitással glükózzá, nem gátolja a glükóz-6-foszfát, és nem vesz részt a foszforilációja más monoszacharidok. Giükokináz hatékonyan csak nagy koncentrációban a glükóz a vérben. Ez elősegíti a felszívódását a nagy mennyiségű szénhidrátot származó a bélből a májba az aktív fázisban az emésztés.

A következő reakcióban a glükóz-6-foszfát-izomerizáljuk fruktóz-6-foszfátot (15.1 ábra. Reakció 2).

A terméket vetjük alá izomerizációs reakció rovására újbóli foszforilációját ATP (15.1 ábra. 3. reakció). Ez a reakció -, hogy a reakció lassabban, és glikolízis, szerű foszforilezését glükóz visszafordíthatatlan. Enzim - foszfofruktokináz - egy alloszterikus aktivált ADP, AMP és a fruktóz-2,6-biszfoszfát és gátolja-citrát és a magas ATP-koncentráció.

A következő lépésben a fruktóz-1,6-biszfoszfát megy hasítási két phosphotriose (15.1 ábra. 4. reakció). Így egy kémiai vegyület, amely 6 szénatomot tartalmaz, kettő lesz, 3 szénatomos. Ezért, glikolízis nevezik dichotóm alakításával glükóz (a szó „kettősség” - két részre vágtuk).

További triózfoszfát-izomerizáció történik (15.1 ábra. 5. reakció). Ebben a reakció a dioksiatsetonfosfat gliceraldehid-3-foszfát-. Így, az első lépésben a glikolízis a glükóz molekula átalakítható két molekula gliceraldehid-3-foszfát. Ezért, a második szakaszban reakciót glükóz vesz részt két molekula minden egyes szubsztrátot, amelyeket meg kell figyelembe venni, amikor kiszámításakor az energiamérleg a metabolikus út.

15.1 ábra. Reakciók az első lépés a glikolízis.

15.2.3. A második szakaszban a glikolízis magában foglalja a konverziós reakcióban két molekula gliceraldehid-3-foszfát két molekula laktát. Ebben a szakaszban a glikolízis szintetizált ATP molekulák.

Gliceraldehid-3-foszfát-vetjük alá dehidrogénezzük bevonásával NAD-függő dehidrogenáz. Ebben a reakcióban, a fogyasztás a szervetlen foszfátot, amely szerepel a reakció terméket tartalmazó nagy energiájú foszfát kötés (15.2 ábra, a reakció 6), és a közbenső hidrogéndonor SH-csoport, az aktív centrumban az enzim, amelyet azután regeneráljuk.

1,3-difoszfoglicerát reagál első szubsztrátum foszforilációját, azaz nem konjugált az elektron transzport a légzési láncban. Ebben a reakcióban, az ATP szintézis molekula átvitelével egy foszfátcsoport energiával kötéssel molekulánként ADP (15.2 ábra, a reakció 7).

A következő reakció lép intramolekuláris átrendeződéssel egy foszfátcsoport a 3-foszfoglicerát 2. szénatom (15.2 ábra, a reakció 8). Megkönnyítve ezáltal követő eliminációját vízmolekulák, ami az energia-foszfát kötést a reakciótermékben (15.2 ábra, reakció 9).

A foszfoenol (PEP) reagál a második szubsztrát foszforiláció, amelyben az ATP molekula keletkezik. Eltérően az első szubsztrát foszforilezését, ez a reakció irreverzíbilis a sejtben feltételek (15.2 ábra, a reakció 10). Az enzim piruvát kináz izoenzim két formában létezik. Izozim májsejtek, allosztérikusan gátolja az ATP és aktiválja a fruktóz-1,6-biszfoszfát. Izoenzim jelen az agyban, izmokban és más szövetekben, nem alloszterikus, és nem vesz részt a rendelet glikolízis.

A végső reakcióelegyben a glikolízis történik használat képződött NADH során dehidrogénezési gliceraldehid-3-foszfát (lásd. A reakcióelegyet 6). Segítségével a NAD-függő laktát-dehidrogenáz piruvát tejsavvá helyreállt (15.2 ábra, a reakció 11). Az enzim létezik öt izoenzim formák, eltérő a szubsztrát affinitást és szöveti eloszlása.

Így, képződése során laktát glükózból nem halmozódik fel a sejt NADH. Ez azt jelenti, hogy a folyamat anaerob és ez történhet anélkül, oxigén (ami a végső elektron akceptor, továbbított a légzési lánc NADH). A szövetek, körülményei között működő hipoxia,

Kiszámításakor az energiamérleg glikolízis kell jegyezni, hogy az egyes reakciók a második lépés ezen út kétszer megismételjük. Így, az első lépésben azt kutatták 2 molekula ATP és a második lépésben a szubsztrát foszforiláció kialakított 2x2 = 4 molekula ATP; így az oxidációs egy molekula glükóz a sejtben akkumulálódik két molekula ATP.