glikoliza
Post on 15-Nov-2015
43 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
1METABOLIZAM UGLJIKOHIDRATA
GLIKOLIZA
Kolegij: BIOKEMIJALADA RUMORA, TIHANA ANI GRUBII i KARMELA BARII
Zavod za medicinsku biokemiju i hematologiju
2 ATP/glukoza
anaerobnaoksidacija UH
36 ATP/glukoza
aerobnaoksidacija UH
-
2Prijenosnici glukoze (GLUT)
-olakan prijenos D-glukoze kroz st. membranumehanizmom uniporta Na+-neovisan prijenosni sustav olakane difuzije
-veinom smjeteni u st. membrani;12 transmembranskih segmenata (-uzvojnice)
-ovisnost o koncentracijskom gradijentu;prijenos glukoze u bilo kojem pravcu;ipak, smjer najee izvana unutar stanice
- GLUT porodica: GLUT1 do GLUT12
GLUT1 u veini st. sisavaca, ali vrlo malo u st. jetre i st. miia
Km = 1 mM bazalni unos glukoze;neovisan o inzulinu
GLUT2 prvenstveno u st. jetre i u -st. guterae;takoer u st. crijeva i bubrega
Km = 15-20 mM st. jetre -neovisan o inzulinu;-st. guterae regulacija izluivanja inzulina kao odgovor na konc. glukoze u krvi
GLUT3 u veini st. sisavaca;mozak (neuroni)
Km = 1 mM bazalni unos glukoze;neovisan o inzulinu
GLUT4 st. masnog tkiva, sranog miia i skeletnih miia
Km = 5 mM inzulin stimulira unos glukoze u stanicu
GLUT5 st. crijeva, bubrega, testisa, spermiji
- primarno je transporter fruktoze
normalna koncentracija glukoze u krvi ovjeka: 4,4 6,4 mM
-
3Na+-monosaharidni kotransportni sustav Na+-glukozni simport (crijevne i bubrene stanice)
-
41940. kompletan put glikolize;doprinosi: Gustav Embden,Otto Meyerhof, Carl Neuberg,Jacob Parnas, Otto Warburg,Gerty Cori, Carl Cori
glikolitiki put iliEmbden-Meyerhofov put
svi enzimi glikolize CITOSOL
Fosforilacija glukoze heksokinaza (HK)
enzimi KINAZE prijenos fosfatne skupine od ATP na intermedijer glikolize ili obrnuto
-
5 vezanje supstrata u stanici G-6-P(fosfatni ester) ne moe proi krozst. membranu
termodinamoki povoljna reakcija,ireverzibilna
vezanje glukoze inducira velikukonformacijsku promjenu HK:zatvaranje pukotine inducirano pristajanje
Izomerizacija G-6-P i F-6-P fosfoglukoza izomeraza
enzimi IZOMERAZE izomerizacija i pretvorbaketoza u aldoze i obrnuto; enolni meuprodukt
-
6Fosforilacija F-6-P fosfofruktokinaza-1 (FFK-1)
ireverzibilna reakcija
bis- 2 zasebne monofosfatne skupinedi- 2 fosfatne skupine povezane anhidridnom vezom
-iz C6 jedinicenastaju C3 jedinice
-ALDOLAZA:aldolno kidanje /aldolna kondenzacija
-C3 jedinice semeusobno pretvarajujedna u drugu
-TRIOZA FOSFAT IZOMERAZA:pretvorba ketoze u aldozu
-
7Gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza (GAPDH)
1. oksidacija aldehida ukarboksilnu kis. pomou NAD+
2. fosforilacija / dehidracija:nastajanje acilnog fosfata(mijeani anhidrid fosfatnekis. i karboksilne kis.) visok potencijal prijenosafosfatne skupine
-
8- tioesterski meuproduktje kovalentno vezan naenzim GAPDH
- reakcija troi NAD+!!!
Cys149
His176
-
9Prva reakcija u kojoj nastaje ATP
fosforilacija na razini supstrata supstrat sudjeluje ureakciji kataliziranoj enzimom u kojoj nastaje ATP ili GTP;donor fosfata je supstrat s visokim potencijalom prijenosafosfatne skupine 1,3-BPG
enzimi MUTAZE katalizira intramolekulsko pomicanjekemijskih skupina, poput fosfatne skupine (prijenos fosfatneskupine s jednog na drugi atom kisika unutar iste molekule)
-
10
fosfoglicerat mutaza nune male koliine2,3-bisfosfoglicerata zaaktivnost fosfoenzima
2,3-BPG
enzim-His8-fosfat + 3-PG enzim-His8 + 2,3-BPGenzim-His8 + 2,3-BPG enzim-His8-fosfat + 2-PG: 3-PG 2-PG
Sinteza 2,3-BPG (u eritrocitima 15-25%)
bifunkcionalan enzim BPG mutaza / 2,3-BPG fosfataza mutaza (stvaranje 2,3-BPG) i fosfataza (hidroliza 2,3-BPG)
MIP/MTMR = engl. multiple inositol polyphosphate /myotubularin and myopathy related protein = JUMPY
ADP
ATP
glucose
pyruvate
MIP phosphatase
Pi
-
11
pH MIP fosfataza i FFK-1
izuzetna osjetljivost MIP fosfataze na promjene pH: pH aktivnost MIP fosfataze
koncentraciju 2,3-BPG u eritrocitima reguliraju: relativno male promjene u pH SUPROTNA osjetljivost MIP fosfataze i FFK-1 na promjene pH
metabolika acidoza: 2,3-BPG u eritrocitima alkaloza (gubitak krvi, vie nadmorske visine):
2,3-BPG u eritrocitima
- druga reakcija u kojojnastaje ATP
- ireverzibilna reakcija- fosforilacija na razinisupstrata
- PEP enolni fosfat;visok potencijal prijenosafosfatne skupine
- enolni oblik jenestabilan;pretvorba u stabilniji keton(piruvat)
- dehidracija(eliminacija vode)
-
12
glukoza + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+ 2 piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
Regeneracija NAD+ (vit. niacin)
-
13
ANAEROBNA GLIKOLIZA
kvasci i neki drugi mikroorganizmi ETANOL
razliiti mikroorganizmi i vii organizmi LAKTAT
TPP
TPP = tiamin pirofosfat (vit. tiamin, B1)
ANAEROBNA GLIKOLIZA LAKTAT krajnji produkt glikolize
razliiti mikroorganizmi
vii organizmi:
stanice koje nemaju mitohondrije ili ih imaju malo eritrociti ronica oka, lea, mrenica sr bubrega, testisi, leukociti relativno malo mitohondrija
miine st. tijekom intenzivne aktivnosti (vea potreba za energijom od dostave kisika)
-
14
AEROBNA GLIKOLIZA (prisutan O2 i mitohondriji)
PIRUVAT je krajnji produkt glikolize
unutranja membrana MTH nije propusna za NADH
GLICEROL-3-FOSFAT prijenosni sustav (st. miia) i MALAT ASPARTAT prijenosni sustav (st. jetre)
prenose reducirajue ekvivalente NADH iz citosola u matriks MTH, ali ne i obrnuto
GLICEROL-3-FOSFAT prijenosni sustav
a = citosolna glicerol 3-fosfat dehidrogenazab = mitohondrijska glicerol 3-fosfat dehidrogenaza
NADHcitosol + H+citosol + FADunutranja membrana MTH
NAD+citosol + FADH2 unutranja membrana MTH
-
15
MALAT ASPARTAT prijenosni sustav
a = citosolna malat DHb = antiport dikarboksilnih
kiselinac = mitohondrijska malat DHd = mitohondrijska aspartat
aminotransferazae = glutamat aspartat
antiportf = citosolna aspartat
aminotransferazaOAA = oksaloacetatMal = malatKG = -ketoglutarat
NADHcitosol + H+citosol + NAD+matriks MTH
NAD+citosol + NADHmatriks MTH + H+matriks MTH
osnovna uloga glikolize u metabolizmu: stvaranje ATP (energija) stvaranje meuprodukata za biosinteze(masne kiseline)
brzina glikolize se regulira kako bi se: zadovoljila potreba za energijom (ATP) zadovoljila potreba za biosintezom
mjesta regulacije: enzimi koji kataliziraju u biti ireverzibilne reakcije heksokinaza fosfofruktokinaza-1 piruvat kinaza
-
16
Regulacija kljunih enzima glikolize
reverzibilna alosterika kontrola msek. sek.
kovalentna modifikacija tj. regulacija fosforilacijom sek. min.
transkripcijska kontrola sati
Heksokinaza (HK) i glukokinaza (GK)
HK izoenzim u veini tkiva hiperbolna krivulja (Michaelis-Mentenova kinetika)
nizak Km za glukozu (
-
17
regulacijski protein glukokinaze (GK-RP) vee GK u inaktivan kompleks u jezgri st. jetre glukoza aktivnost GK potie disocijaciju kompleksa i translokaciju GK u citoplazmu
fruktoza 6-fosfat aktivnost GK stimulira translokaciju GK u jezgru
fruktoza 1-fosfat aktivnost GK inhibira translokaciju GK u jezgru
GK inducibilan enzim
glukoza u krvi inzulin transkripcija gena za GK koliina enzima GK u jetri glukoza u krvi
-
18
Fosfofruktokinaza-1(FFK-1)
alosteriki efektori FFK-1: negativni ATP, citrat (jetra), H+ ioni tj. pH (miii) pozitivni AMP, fruktoza-2,6-bisfosfat (F-2,6-BP)
ovi spojevi signaliziraju potrebu za drugaijom stopom glikolize kao odgovor na promjene u: energijskom stanju stanice (ATP i AMP) unutranjem okoliu stanice (H+ ioni) dostupnosti alternativnih goriva poput masnih kiselina i ketonskih tijela (citrat)
omjeru inzulina i glukagona u krvi (F-2,6-BP)
- visoka konc. ATP inhibira FFK-1 smanjuje afinitet enzima za F-6-P
- citat i H+ ioni poveavaju inhibicijsko djelovanje ATP;AMP i F-2,6-BP smanjuju inhibicijsko djelovanje ATP
-
19
MEHANIZAM AKTIVACIJE FOSFOFRUKTOKINAZE-1
fruktoza-2,6-bisfosfatom
F-2,6-BP aktivira FFK-1: sigmoidalna ovisnost brzine o konc. supstrata postaje hiperbolina uz 1 M F-2,6-BP.
F-2,6-BP smanjuje inhibicijsko djelovanje ATP-a.
FFK-1 najvaniji enzim koji odreuje stopu brzine glikolize!!!
inhibicija FFK-1 dovodi do inhibicije HK:kada je FFK-1 inaktivna, raste konc.F-6-P, a zatim i G-6-P (u ravnotei s F-6-P);G-6-P inhibira HK
G-6-P stanica vie ne treba glukozu za energiju niti za sintezu glikogena i glukoza e ostati u krvi
-
20
Dvije su FFK:
6-fosfofrukto-1-kinaza (FFK-1) njenim djelovanjem nastaje intermedijer glikolize F-1,6-BP
6-fosfofrukto-2-kinaza (FFK-2) njenim djelovanjem nastaje pozitivan alosteriki efektor FFK-1: F-2,6-BP;bifunkcionalan enzim FFK-2 / F-2,6-BPaza (kinaza i fosfataza)
fruktoza 6-P + ATP fruktoza 1,6-BP + ADP + H+FFK-1
Piruvat kinaza (PK)
alosterika regulacija (jetra i miii) negativni efektori: ATP (visok energijski naboj), alanin
(velike koliine graevnih jedinica), acetil-CoA
pozitivni efektori: F-1,6-BP (regulacija PK povezana s regulacijom FFK-1)
kovalentna modifikacija L tip (PKL) jetra, M tip miii i mozak (PKM) samo L (jetra) reverzibilna fosforilacija inaktivacija ( aktivnost) PK
PK (jetra) inducibilan enzim ( glukoza, inzulin)
-
21
U stanicama jetre:
, acetilCoA
Proteini ija se sinteza inducira u stanjima hipoksije
HIF = engl. hypoxia-inducible transcription factorVEGF = engl. vascular endothelial growth factor
(VEGF)
(HIF)
-
22
PK i hemolitika anemija
hemolitika anemija: pretjerano razaranje eritrocita deficit PK (5-25% od normalnog):
ATP, intermedijeri glikolize do toga koraka, 2,3-BPG afinitet Hb za O2
retikulociti (NEzrele crvene krvne stanice): MTH, stvaranje ATP-a oksidacijskom fosforilacijom;sazrijevanjem eritrociti: gubitak MTH, sinteza ATP-a iskljuivo glikolizom; bez ATP-a natiu i pucaju (liziraju se)
top related