ODDYCHANIE KOMÓRKOWE.doc

(101 KB) Pobierz

WYDAJNOŚĆ ENERGETYCZNA REAKCJI

 

* około 2% energii swobodnej wiązań glukozy można zgromadzić w ATP

- z 1 mola glukozy powstają netto 2 mole wiązań ATP (każdy mol ok. 30,5 kJ)

- całkowitemu spaleniu 1 mola towarzyszy wydzielenie 2868 kJ ciepła (2% - ok. 57 kJ)

* produktami glikolizy są 2 cząsteczki pirogronianu i 2 cząsteczki NADH

 

 

 

DALSZY ROZKŁAD PIROGRONIANU W WARUNKACH BEZTLENOWYCH

 

* w warunkach beztlenowych pirogronian nie może być dalej utleniany – glikoliza prowadziłaby do zwiększenie liczby zredukowanych cząsteczek NADH i zostałaby zablokowana przez brak NAD+

* w organizmie człowieka (w mięśniach) oraz u pewnych bakterii możliwe jest wówczas zredukowanie pirogronianu do mleczanu (wodorem z NADH)

* pozwala to bez straty dalej przeprowadzać glikolizę, ponieważ odtwarzany jest zapas niezredukowanego NAD+

 

                        

 

CH3 ---- C --- COO- ---à CH3 --- C --- COO-

 

                  Pirogronian                                      mleczan

 

 

 

 

 

 





FERMENTACJA MLECZANOWA

 

* fermentacja kwasu mlekowego

* zachodzi, gdy reakcje przekształcania cukru – glukozy – w kwas mlekowy zachodzą w komórkach bakterii mlekowych

 

                        

C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi --à 2 CH3CHOHCOO- + 2 ATP

 

 

 

 

FERMENTACJA ALKOHOLOWA

 

* przekształcanie przez niektóre mikroorganizmy (drożdże winne, pewne bakterie) glukozy w pirogronian i następnie pirogronianu w alkohol etylowy

 

                        

C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi --à 2 CH3CH2OH + 2 ATP

 

 

 

 

FOSFORYLACJA SUBSTRATOWA    ADP + Pi --à ATP

 

* przeniesienie reszty fosforanowej z fosfoenopirogronianu na ADP

* produktem reakcji jest pirogronian

 

 









 

* fosfodihydroksyaceton jest izomerowany do aldehydu, powtają więc dwie cząsteczki aldehydu-3-fosfoglicerynowego

 

 









 

* powstaje fruktozo-1,6-difosforan i jest rozkładany do dwóch cząsteczek 3-węglowych: aldehydu-3-fosfoglicerynowego i fosfodihydroksyacetonu

 

 

 

* podniesienie poziomu energetycznego procesu pośredniego przez ufosforylowanie kolejnej reszty fosforanowej z ATP

 

 

 

* powstałe cząsteczki

3-fosfoglicerynianu są przekształcane w

2-fosfoglicerynian, który ulega odwodnieniu: powstają dwie cząsteczki fosfoenolopirogronianu

 

 

FOSFORYLACJA SUBSTRATOWA    ADP + Pi --à ATP

 

* do jej przeprowadzenia wykorzystywane są wysokoenergetyczne wiązania cząsteczki 1,3-difosfoglicerynianu

 

 

 

 

* pierwsza zyskowna reakcja glikolizy – przekształcenie aldehydu-3-fosfoglicerynowego w kwas 1,3-difosfoglicerynowy

- podczas tej silnie egzoergiczne reakcji dochodzi do odwodorowania, czyli dehydrogenacji z udziałem NAD+ (dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego), specjalnej cząsteczki umożliwiającej przenoszenie elektronów i jonów H+

- dochodzi także do przyłączenia nieograniczonej reszty fosforanowej do kwasu

 

 

 

* powstaje glukozo-6-fosforan i jest izomeryzowany do fruktozo-6-fosforanu

 

 

GLIKOLIZA

* pierwszy etap utleniania glukozy – zachodzi w cytoplazmie

* tworzy ciąg beztlenowych reakcji, w których glukoza rozkładana jest do 3-węglowego pirogronianu

* sumaryczna reakcja glikolizy uwzględniająca zysk energetyczny netto:

 

C6H12O6 + 2 ADP + Pi + 2 NAD+  --à 2 CH3COCOO- + 2 ATP + 2 NADH + 2H+ + H2O

 

 

* wstępne zaktywowanie glukozy przed jej ufosforylowaniem (kosztem ATP)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CYKL KREBSA

* drugi etap utleniania glukozy – zachodzi w mitochondriach (matrix)

* pirogronian przemieszczaja się do mitochondriów z cytoplazmy

* reakcja ogólna cyklu dla jednej reszty acetylowej:

 

Acetylo-CoA + 3 NAD+ + 1 FAD+ + ADP + Pi --à 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + ATP + CoA

 

 

 

FOSFORYLACJA SUBSTRATOWA

 

* powstaje 1 cząsteczka – najpierw GTP, potem ATP

 

 

 

REAKCJA POMOSTOWA

 

* reakcja egzoergiczne, nieodwracalna

* zachodzi w matrix mitochondrium

* polega na oksydacyjnej dekarboksylacji pirogronianu

* podczas reakcji powstaje dwutlenek węgla

* dochodzi też do dehydrogenacji substratu (biorcą elektronów i jonów H+ jest NAD+), co prowadzi do powstania 2-węglowej grupy acetylowej, która przyłączana jest do cząsteczki koenzymu A (CoA)

* powstaje acetylo-CoA

 

 

 

BILANS ENERGETYCZNY

 

* gdybyśmy doprowadzili do zatrzymania oddychania komórkowego, korzyści energetyczne byłyby znikome, nawet jeśli całość zysku pomnożyliśmy przez dwa (z 1 cząsteczki glukozy powstają przecież 2 cząsteczki pirogronianu)

* bilans energetyczny reakcji pomostowej wraz z cyklem Krebsa:

 

2 CH3COCOO- + 8 NAD+ + 2 FAD + 2 ADP + 2 Pi ---à 6 CO2 + 8 NADH + 2 FADH2 + ATP

 

* w równaniu uwagę zwraca duża liczba cząsteczek zredukowanych przenośników

* ich nadwyżkowe elektrony są zasobne w energię, którą można wykorzystać w utlenianiu końcowym

 











CYKL

KREBSA

 

 

DEKARBOKSYLACJA

 

* zachodzi dwukrotnie podczas cyklu

 

 

 

* kondensacja 4-węglowego szczwiooctanu z grupą acetylową dostarczoną przez acetylo-CoA

* produktem reakcji jest

6-węglowy trikarboksylowy cytrynian

 

 

 

DEHYDROGENACJA

 

* zachodzi trzykrotnie z udziałem NAD+, powstają więc 3 cząsteczki NADH oraz jednokrotnie z udziałem innego przenośnika wodoru – dinukleotydu flawinoadeninowego, czyli FAD (powstaje jedna cząsteczka FADH2)

 

 

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin