2. การหายใจ (respiration)

การหายใจเปนกระบวนการทสงมชวตเปลยนสารประกอบอนทรย (CHO)ใหเปนสารพลงงานสง (ATP) เพอจะน าไปใชในเซลลได

การหายใจม 2 แบบ คอ

1. การหายใจทสมบรณ (aerobic respiration)2. การหายใจทไมสมบรณ (anaerobic respiration

or fermentation)

การหายใจทสมบรณเปนการดงพลงงานออกจาก

อาหาร จนทใหโมเลกลแตกออกเปน CO2 การหายใจ

แบบนจะม O2 เปนตวรบ e- ทหลดออกมาท าใหไดน า

เปนผลผลตอกอยางหนง

C6H12O6+6O2 → 6CO2 +6H2O

กระบวนการ glycolysis

การหายใจทสมบรณประกอบดวย

วฏจกร citric acid หรอ Krebs’cycle

ระบบการถายทอดอเลกตรอน

1. กระบวนการ glycolysis

เซลลเปลยนน าตาลเฮกโซส (คารบอน 6 อะตอม) ไปเปนสาร ประกอบทมคารบอน 3 อะตอม คอ pyruvic acid ซงเกดขนใน cytoplasm

glucose C6 2(C3)

2(pyruvic acid)

glucoseATP

fructose-6-phosphate fructose-1,6-bisphosphateATP

fructose-1,6-bisphosphate

glyceraldehyde 3-

bisphosphate

dihydroxy acetone

phosphate

+

1

2

3

กระบวนการ glycolysis

ADP

ADP

glucose-6-phosphate

4

dihydroxy acetone

phosphate

glyceraldehyde 3-

bisphosphate

+2(glyceraldehyde

3-phosphate)

2(glyceraldehyde

3-phosphate)

2(1,3 bisphospho-

glyceric acid) 5

2 NAD+ 2(NAD H + H+)

+ 2H-O-P

6

2(1,3 bisphospho-

glyceric acid)

2ADP 2ATP2(3-phospho-

glyceric acid)

2(3-phospho-

glyceric acid)

2(2-bisphospho-

glyceric acid) 7

2(2-bisphospho-

glyceric acid)

2(phosphoenol-

pyruvic acid) 8

2(phosphoenol-

pyruvic acid) 2(pyruvic acid)

9

-2H2O

2ADP 2ATP

สรปกระบวนการ glycolysis

glucose 2 NAD++ 2 ADP2-+ + 2 H2PO4-

2 pyruvate 2 NADH 2 H+ 2 ATP 2 H2O+ + + +

1pyruvate

กรณการหายใจแบบไมม O2 มารบ H+ กรดไพรวกจะมารบ

H+ ผลผลตทไดคอ เอทลแอลกอฮอล หรอ กรดแลกตค

การเปลยน pyruvic acid ไปเปนแอลกอฮอล/กรดแลกตค เรยกวา การหมก(fermentation) จะไดพลงงานเพยง

2 ATP

2. วฏจกรกรด citric / วฏจกร Kreb

ในข นแรก pyruvic acid ถกสลายเปน acetil coenzyme A และมการปลอย CO2↑ ออกมา

CH3 – CO – H

CH3 – CO – S-CoA

CO2

H – S –CoA

H2

CH3 – CO – COOH

Citric acid cycle / Krebs’ cycle

Acetyl CoA + Oxaloacetic acid Citric acid

2C 4C 6C

Citric acid cis - Aconitic acid6C6C

CoA

cis - Aconitic acid

6C

Isocitric acid

6C

1

2

3

H2O

H2O

Isocitric acid α - Ketoglutaric acid

NAD+ NADH + H+

CoA

6C 5C

α - Ketoglutaric acid

5C

Succinyl - CoA

4C

NAD+ NADH + H+

CO2

CO2

Succinyl - CoA

4C

Succinic acid

4C

CoA - SH

ADP + Pi ATP6

5

4

Succinic acid

4C

UQ UQH2

Fumaric acid

4C

Fumaric acid Malic acid

4C 4C

H2O

Oxaloacitic acid

4C

Malic acid4C

NAD+ NADH + H+

9

8

7

สรปสมการของวฏจกร citric acid

2pyruvate + 8NAD+ + 2ubiquinone + 2ADP2- + 2H2PO4- + 4H2O

6CO2 + 2ATP3- + 8NADH + 8H+ + 2ubiquinol

1ATP

ระบบการถายทอดอเลกตรอน และ

oxidative phosphorylationETS เปนกระบวนการถายทอดไฮโดรเจน เกดใน mitochondria

ไฮโดรเจนจะถกล าเลยงไปยงตวรบไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนประกอบดวย H+ + e-

ตวทรบสง H+ทส าคญคอ NAD+, ubiquinone, Coenzyme, cytochrome และ O2 ซงเปนตวรบ H+ ตวสดทาย

และจะไดน าออกมา

การทเซลลสง H+ เปนทอดๆ น นจะมพลงงานปลดปลอย

ออกมา ท าใหเซลลน าไปสราง ATP ได เรยกกระบวนการน วา oxidative phosphorylation

http://www.youtube.com/watch?v=xbJ0nbzt5Kw

สรปพลงงานทไดจากการ oxidise กลโคส 1 โมเลกล

1. จาก glycolysis ได 2 ATP และ 2 NADH เมอ NADH เขาส ETS จะได 2 ATP ตอ 1 โมเลกล ดงน นจะไดพลงงานรวม 2 + 4 = 6 ATP

2. จาก Krebs’ cycleได 2 ATP, 8 NADH และ 2 ubiquinol เมอ NADH เขาส ETS จะได 3 ATP ตอ 1 โมเลกล สวน ubiquinol จะได 2 ATP ตอ 1 โมเลกล ดงน นจะไดพลงงานรวม 2 + 24 + 4 = 30 ATP

Hexose monophosphate shunt / Phosphogluconate shunt / Pentose phosphate path way

เปนกระบวนการสลายกลโคสอกวธหนง

สารประกอบทไดคอ NADPH2 ซงส าคญตอกระบวนการ

สงเคราะหกรดไขมน

ไดน าตาลไรบโลส ซงเกยวของกบกระบวนการสงเคราะหดวย

แสง และไดน าตาลไรโบส ซงใชสรางกรดนวคลอก

6 (Glucose – 6 – phosphate) 6 (Phosphogluconic acid)

6NADP+ + 6H2O 6NADP H + H+

6 (Phosphogluconic acid) 6 (Ribulose - P)

6(C6) 6(C6)

6(C6) 6(C5)

6NADP+ 6NADP H + H+ + 6CO2

ปฏกรยาข น 3 – 8 เปนปฏกรยาทสรางน าตาล glucose – 6 phosphate ขนมาใหม โดยมการเปลยนน าตาล C5 จ านวน

6 โมเลกล ไปเปนน าตาลกลโคส (C6) 5 โมเลกล

1

2

3-8

NADPH ทไดจะน าไปใชสราง กรดอะมโน กรดไขมน และสเตรอยด

1 2

3

การสลายไขมน

ไขมนจะถก hydrolyse ดวยเอนไซม lipase

ไดสารโมเลกลเลกลงคอ กลเซอรอล และ กรดไขมน

กลเซอรอลจะถกเปลยนเปน PGALPGAL จะถก oxidise ตอในกระบวนการ glycolysis และวฏ

จกรเครบส (วฏจกร citric)

กรดไขมนจะถก oxidise ผานกระบวนการ β - oxidation

กระบวนการ β oxidation เปนการแยกสลายกรดไขมนทเกดตรง

คารบอนอะตอมท 2 โดยจ านวนคารบอนลดลงคร งละ 2 อะตอมในการเกด β oxidation คร งหนงๆ จะได ATP 5 โมเลกล

ถาเปรยบเทยบกบสารอาหารอนทจ านวน C เทากน กรดไขมนจะให ATP มากกวา เชน ในการสลายกลโคส 3 โมเลกล จะได ATP 108 โมเลกล แตถาสลายกรดสเตยรกซงมจ านวนคารบอน 18 อะตอม จะได ATP 147 โมเลกล

การสลายโปรตน

ข นตนจะตองยอยโปรตนเปน amino acid กอน ดวย...

น าเอา NH2 ออกจาก amino acid โดยวธ oxidative deamination หรอ transamination

oxidative deamination เปนการน า NH2 ออกมาใน

รป NH3

NH2 – C – COOH O = C – COOH

CH3

H

+O

-NH3

alanine pyruvate

keto acid จะมการสลายตอไปเหมอนกบคารโบไฮเดรต ท งนขนอยกบชนดของกรด เชน พวก glucogenic acid เมอถก

oxidise แลวจะได pyruvic acid สวนพวก ketogenic acid เมอถก oxidise แลวจะได acetyl CoA

CH3