2008 2009+biyokimya+ii+karbonhidrat+met+2
Post on 30-May-2018
223 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
1/54
1
BYOKMYA II
KARBONHDRATMETABOLZMASI-IIELEKTRON TRANSPORTU VE
OKSDADF FOSFORLASYON
YARD.DO.DR. AL KARAGZ
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
2/54
2
ekil 1 : Oksidatif enerji oluumunun genel bir grn.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
3/54
3Hcre solunumunun enzim yollar...
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
4/54
4
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
5/54
5
** Glukoz, ya asidi gibi enerjiden zengin molekller,sonunda CO2 ve H2O oluan bir dizi oksidasyon reaksiyonu
ile metabolize olurlar. Bu reaksiyonlarn metabolik ararnleri elektronlarn, zellemi koenzimler olannikotinamid adenin dinkleotid (NAD+) ve flavin adenindinkleotid (FAD)e vererek enerjiden zenginindirgenmi koenzimler (NADHve FADH2)
olutururlar.
** Bu indirgenmi koenzimler, elektron transport zinciri(ETZ) ad verilen bir grup zellemi elektrontayclarna bir ift elektron verirler. Elektronlar,ETZde ilerledike serbest enerjilerinin byk birblmn kaybederler. Bu enerjinin bir blm ADP vePitan ATP sentezlenmesinde kullanlr. Bu ilemoksidatif forforilasyon olarak ifade edilir.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
6/54
6
*Elektron tanmas bir oksidasyon-redksiyon
reaksiyonudur;Elektronlar balca 4 ekilde tanabilirler;
1- e-lar dorudan doruya bir redoks iftindendierine e-olarak tanabilir:
(X- + H+ X + H2 , X- X + e- )
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
7/54
7
2- H atomlar olarak e- tanabilir:
1 H atomu =1 proton + 1 e-(H+ + e-)AH2 + B A + BH2
3- Elektronlarbirhidrid(:H)iyoneklindetanabilir:
(H+ + e-)H-S-H(H+ + e-) + NAD+ NADH+ H+ + S
4- BirorganikmoleklO2 ilereaksiyonagirersee-
tanmas olur:
R-CH3 + O2 A-CH2 + OH-
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
8/54
8
*Eo=standart oksidasyon-redksiyon potansiyeli (standartpotansiyel) (volt)
** Eo, redoks iftlerinin standart oksidasyon-redksiyonpotansiyelini tayin eder. Molekller arasnda e-tanmasndaetken kuvvet, redoks iftlerinin Eo dir. Her redoks ifti iinzel bir Eo deeri vardr.
r; 4 redoks iftinin Eo deerleri yle olsun,
1. Eo = - 0.04, 2. Eo = - 0.14, 3. Eo = - 0.18, 4. Eo = +0.1
Eo lar daha kk olan redoks iftleri e-larn Eo lar dahabyk olan redoks iftlerine aktarrlar.Yani e-tanmas ; 3 214 eklinde olur.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
9/54
9
*ETZ de 2 e-nun substrata geii srasnda ortayakan serbest enerji nedir?
G = - n F Eo
n : tanan e-saysF : Faraday sabiti, 23.062 cal/volt.mol
Eo : e-alan ve e-veren redoks iftleri arasndaki potansiyelfark (alan-veren)G : standart serbest enerji (e-lar ETZ den geerken ortayakan enerji)
G = - olursa i grr (ekzergonik )G = + olursa i grmez (endergonik)
(*serbest enerjideki deiim Eodeki deiimin bykl iledirekt ilikilidir)
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
10/54
10
r; O2 + NADH +H+ H2O + NAD+
Burada redoks iftleri,NADH/NAD+ redoks iftinin Eo : - 0.32 vH2O/1/2O2 redoks iftinin Eo : +0.82 v
Eo
= + 1.14 vG = - n F Eo G= -2(23.063)(+0.82-(-0.32))G= - 52.6 KCal (ATP, G= - 7.3 KCal/mol)
Yani 2e- nun ETZ de tanmasyla ortaya kan
-52.6 KCal enerji rahatlkla 3 ATP oluturabiliyor. Kalanenerji ise s eklinde ortaya kyor.
* NAD+/NADH redoks iftlerinin relatif miktar = ~ 1000
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
11/54
11
Tablo 1. Memeli oksidasyon sistemlerinde baz redoks
potansiyelleri
Redoks potansiyeli sistem Eo (volt)
NAD+/NADHFMN/FMNH2Piruvat/LaktatSitokrom C Fe+3/Fe+2
O2 / H2O
-0.32-0.22-0.19+0.07
+0.82
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
12/54
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
13/54
13ekil 2: Solunum substrat ve rnleri iin temel mitokondri i membran
transport sistemleri.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
14/54
14
Ferrz (Fe+2
)n ferrik (Fe+3
) iyona oksidasyonuylagsterildii gibi kimyasal olarak, oksidasyonelektronlarn kayb, redksiyon ise elektronunkazanlmas olarak tanmlanr.Buradan anlalaca gibi, oksidasyona daima bir
elektron alcsnn indirgenmesinin elik ettii sonucukar.
Oksidasyon-Redksiyona katlan enzimleroksidoredktazlar olarak adlandrlrlar.
Oksidoredktazlar da 4 gruba ayrlrlar;oksidazlar, dehidrogenazlar, hidroperoksidazlar veoksijenazlar.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
15/54
15
Oksidazlar, H alcs olarak oksijeni kullanrlar.
Oksidazlar, H alcs olarak oksijeni kullanarak birsubstrattan hidrojenin uzaklatrlmasn kataliz eder.Bunlar, tepkime rn olarak su veya hidrojen peroksitoluturur.
Sitokrom oksidaz (sitokrom a3), birok dokuda yaygnolarak bulunan bir hemoprotein olup tipik olarakmiyoglobin, hemoglobin ve dier sitokromlarda bulunanhem prostetik grubunu ierir. Bu enzim,mitokondrilerde bulunan solunum tayc zincirin son
elemandr ve bu nedenle, substrat molekllerinindehidrogenazlarla oksidasyonu sonucunda ortaya kanelektronlarn son alclar olan oksijene aktarlmastepkimelerinden sorumludur.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
16/54
16
Mitokondri Matriksi
Mitokondri iindeki jel kvamndakimatriks ksm piruvat, amino asitler veya asitlerinin oksidasyonundansorumlu enzimleri ve TCA siklusuenzimlerini ierirler.
re ve hem sentezinin bir ksmmitokondri matriksinde gerekleir.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
17/54
17
*Mitokondrinin ETZi NADH ve FADH2 tarafndan tanan
e-
lar O2e aktarmak iin srasal olarak i gren 4 byk proteinkompleksi ierirler, bu komplekslerin her birinde;
1- e-transferini kataliz eden bir enzim,2- kompleks tarafndan tanan e-lar alan ve veren protein
olmayan (prostetik ) grup,3- membrandan H+larn geiini salayan yapsal bir proteinierirler (kompleks II hari).
*ET sistemi e-lar kompleksler arasnda tayan olduka
haraketli iki kk tayc da ierirler;
1- Sitokrom C2- Ubikinon (Koenzim Q) (ETZ de nonproteinik yap)
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
18/54
18
*Mitokondriyal sistemde e-lar direkt olarak tayanorganik gruplar, proteinlere bal prostetikgruplardr (oksidasyon-redksiyon).
*ETZde 4 eit prostetik grup i grmektedir;
1- Nkleotid kkenli tayclar (FAD, FMN)2- Mitokondriyal sitokromlarn Hem (Fe-tetrapirol halkas) gruplar3- Fe-S merkezleri (Fe-S-protein)4- Cu merkezi (Cu-protein)
FAD + 2H+ + 2e- FADH2Hem (Fe+3) + e- Hem (Fe+2)Fe-S (Fe+3) + e- Fe-S (Fe+2)
Cu-protein (Cu+2) + e- Cu-protein (Cu+1)
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
19/54
19
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
20/54
20
ekil 3: Mitokondrideki elektron tayclar.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
21/54
21
ekil 4: Solunumda i gren multiprotein kompleksleri.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
22/54
22ekil 5: ETZ kompleksleri ile proton tanmas.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
23/54
23
Elektron Transport Zinciri Reaksiyonlar
1. NADH dehidrogenaz:
2. Koenzim Q (Ubikinon):
3. Sitokromlar:
4. Sitokrom a+a3 (sitokrom oksidaz) :
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
24/54
24
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
25/54
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
26/54
26
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
27/54
27
ekil 7: Mitokondridesolunumda igren sistemlerinyerleimi.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
28/54
28
Membran Transport Sistemleri1. ATP-ADP transportu:
2. ndirgeyici edeerlerin tanmas:
a-Gliserofosfat mekiib- Malat-aspartat mekii
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
29/54
29
ekil 8: Sitosolden mitokondriye redklenmi koenzimlerin (NADHlarn)tanmasnda i gren mekik mekanizmalar (a- gliserofosfat mekii,
b- malat-aspartat mekii).
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
30/54
30
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
31/54
31
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
32/54
32
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
33/54
33
OKSDATFFOSFORLASYON
*Elektronlarn elektron transport zinciri boyunca
tanmas enerjik olarak tercih edilir, nkNADH glbir elektron vericisi, molekleroksijen ise doymaz bir elektron alcsdr.
Ancak elektronlarn NADHdan oksijene iletilmesidirekt ATP sentezi ile sonulanmaz.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
34/54
34
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
35/54
35
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
36/54
36
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
37/54
37
***ETZ araclyla oluturulan H+ gradienti ATPsentazn (FoF1 ATPaz) ATP sentezlemesi iinenerji kaynadr.
*ATP Sentaz, ATPaz olarak da adlandrlr,nk izole edilmi enzim ATPnin ADP veinorganik fosfata hidrolizini de kataliz eder.
FoF1 ATPaz
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
38/54
38
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
39/54
39
Boyer hipotezi*
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
40/54
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
41/54
41
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
42/54
42
bacteriorhodopsin*ATP oluumuna yol aan H+gradiyentinin deneysel bir modelini temsil eder
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
43/54
43
Bir redoks reaksiyonu...
A-H + B-O A + B-O-H (verici) (Alc) (:H) (alc) (verici)PGAL NAD+ 1,3-bisphosphoglycerate NADH
(redkleyici ajan) (oksitleyici ajan) (oksitlendi) (redklendi)
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
44/54
44
Hcre solunumu
1. Glukozun oksidasyonu --> CO2 + H2O
2. O2 nin H2O ya indirgenmesi kademelerini kapsar
OKSDASYONDUR NK; e-glukozdan koparlr.
REDKSYONDUR NK; e-
su oluturmak zere O2e geer..!!!!!!!!!!!
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
45/54
45
Solunumda Verim Nedir?
1 molekl glukozun aerobik olarak tam oksidasyonu sonucu elde
edilen ATP;
Glikolizde; 2 ATP, 2 NADH
Privatn Asetil-CoAya dnmnde; 2 NADH
Krebs devrinde; 2 GTP (ATP), 6 NADH, 2 FADH2
GliserolGliserol--p mekik sistemininp mekik sisteminindede; 36 ATP/Glukoz
MalatMalat--aspartat mekik sisteminaspartat mekik sistemindede; 38 ATP/Glukoz
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
46/54
46
Glukozun kimyasal olarak paralanmas durumunda;
Glukoz + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + ENERJ (Go: - 686 KCal)
Glukozun biyolojik sistemlerde paralanmas durumunda (aerobikartlarda);38 veya 36 ATP oluur,
1 mol ATPnin Go: -7.3 KCal/mol olduuna gre,36 ATP x 7.3 = 262.8 KCal (38 ATP x 7.3 = 277.4)
686 262.8 (veya 277.4)100 x
X= % 38 verim, kalan % 62 enerji ise s olarak aakmaktadr.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
47/54
47
1 mol Glukoz ka ATP?
= 36 veya 38 ATP
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
48/54
48
Aerobik metabolizmann substratlar (karbonhidratlar,
proteinler, lipidler ) nasl i grrler?
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
49/54
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
50/54
50
Metabolizma nasl dzenlenir?
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
51/54
51
1- Substrat konsantrasyonu (temel kontrolmekanizmas),
2- Allosterik kontroller (AMP/ADP;enzimleri stimle eder, ATP enzimleri inhibeeder),
3- Anahtar allosterik enzim; fosfofruktokinaz(feedback inhibisyon, allosterik reglasyon),
4- ntraseller kompertmantasyon (glikolizsitoplazmada, krebs mitokondride gerekleir)
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
52/54
52
Solunum nhibitrleri
Bu bileikler ETZnin bir komponentinebalanp oksidasyon/redksiyon
reaksiyonunu engelleyerek elektron geiininlerler. Elektron tanmas ve oksidatif
fosforilasyon sk bir iliki iinde olduundan
elektron transportunun spesifik inhibisyonuATP sentezini de inhibe eder.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
53/54
53ekil 11: Baz solunum inhibitrlerinin etkiledikleri blgeler.
-
8/9/2019 2008 2009+Biyokimya+II+Karbonhidrat+Met+2
54/54
54
top related