kompleks piruvat-dehidrogenaze in ciklus tkkibk.mf.uni-lj.si/people/zakeljm/tkk.pdf2 neto reakcija,...
Post on 24-May-2019
246 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
Kompleks piruvat-dehidrogenaze
in ciklus TKK
GLUKOZAglukoneogeneza
Nastanek in pretvorbe piruvata in acetil-CoA
PIRUVAT
glikoliza
laktat
laktat-
dehidrogenaza
alanin
alanin-amino-transferaza
oksaloacetat
piruvat-karboksilaza
ACETIL-CoA
piruvat-dehidrogenaza
lipogeneza
β-oksidacija
maščobne kisline
sinteza
holesterola
holesterolsteroidnihormoni
(endokrine žleze)
CO2
ciklus TKK
oksidacija
ketonovketogeneza(v jetrih)
ketonska telesa
PDH
CITOPLAZMA
piruvatMITOHONDRIJ
piruvat PEP
Kompleks PDH in ciklus TKK na shemi razgradnje glukoze
alanin
JETRA
laktat
LDH
glukoza
glukoza- 6-P
fruktoza- 6-P-
fruktoza- 1,6-bisP
DHAF + gliceraldehid- 3-P
ATP
ADP+Pi
glikogen
acetil-CoAciklusTKK
piruvat-dehidrogenaza
Mitochondrial oxidation of pyruvatecomputing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Mitohondrijska oksidacija piruvata
acetil - CoApiruvat
CH3
C
SCoA
O
CH3
C
COOH
O
Reakcija s piruvat - dehidrogenaznim multiencimskim kompleksom
� dekarboksilacija piruvata (3-C) do 2-C alkohola
� oksidacija alkohola do acetata (2C)
� z redukcijo NAD+ do NADH
� esterifikacija do koencima A ���� acetil - CoA
����
Kompleks piruvat- dehidrogenaze
E1
TPP
E2
E3
FAD
tiaminpirofosfat
lipoat
S S
flavinadenindinukleotid
KOENCIMI (PROSTETIČNE SKUPINE):
NAD
CoASH
E1...piruvat-dehidrogenaza
E2...dihidrolipoiltransacetilaza
E3...dihidrolipoildehidrogenaza
Reaction of the pyruvate
dehydrogenase complex
computing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Reakcije piruvat - dehidrogenaznega multiencimskega kompleksa
CH3
C
COOH
O
CH3
C
SCoA
O
CH3
CHOH
t iamin pirofosfat
S S
S SH
CH3
C O
SH SH
CO2
E-TPP
NAD+
NADH
pi ruvat acetil -CoA
l ipoamid
aceti l lipoamid
reducir. lipoamid
CoASH
����
2
Neto reakcija, ki jo katalizira kompleks PDH
piruvat + NAD+ + CoA
acetil-CoA + NADH + H+ + CO2
poteka oksidativna dekarboksilacija piruvata
piruvat
NAD+
E1 E2
CoASH
E3
CO2NADH
acetil-CoA
inhibicija E2
inhibicija E3
Uravnavanje aktivnosti kompleksa PDH s pomočjoalosteričnih modulatorjev
OH
piruvat
NAD+
E2
CoASH
E3
CO2
NADH
acetil-CoA
kinaza PDH
ATP
ADP
AKTIVEN ENCIM
fosfatazaPDH
Pi
E1
piruvat
ADP, Ca2+
aktiviranas kalcijem
E 1
E2
E3
NEAKTIVEN ENCIM
piruvatCoASH NAD+
Uravnavanje kompleksa PDH s kovalentno modifikacijo.
P
+ +
- - -
+
Zakaj je potrebno tako
natančno uravnavanje???
Kompleks PDH…
(∆G°’=-33.4kJ/mol)
GLUKOZA
PIRUVAT
acetil-CoA
LIPIDI
kompleks PDH
V človeškem organizmu iz
acetil-CoA ne moremo dobiti
glukoze!
Kakšne so posledice
za organizem?
ogljikovi hidrati
piruvat
AcCoA
NADH
NAD+
ATP
izločanje
uravnavanje
prenossnovi
metabolizem
mišično delo
PDH
CO2
Kompleks piruvat-dehidrogenaze je metabolično stikalo!Zakaj?
citratniciklus
dihalna veriga
3 NADH
3 NAD +
+ FADH2
+ FAD
CO2
3
ogljikovi hidrati
piruvat
AcCoA
NADH
NAD+
ATP
izločanje
uravnavanje
prenossnovi
metabolizem
mišično delo
PDH
CO2
Kompleks piruvat-dehidrogenaze je metabolično stikalo!Zakaj?
maščobne kisline
acil-CoA
NADH
NAD+
+ FADH2
+ FAD
STIKALO
ali/ali
ββββ-oksidacija
citratniciklus
dihalna veriga
3 NADH
3 NAD +
+ FADH2
+ FAD
CO2
Acetil-CoA (Ac-CoA)
acetil β-merkaptoetilamin pantotenska k.
CITRATNI CIKLUS
= CIKLUS TKK (trikarboksilnih kislin)
= KREBSOV CIKLUS
-- V ciklus vstopa acetat v aktivirani obliki
(acetil-CoA) in se oksidira to CO2.
The citric acid cycle – complete
oxidation of acetyl CoA
computing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
CIKLU S TKK
CO2
CO2
citratoks a l oacetat
2 Caceti l - CoA
Citratni ciklus (ciklus TKK) – popolna oksidacija acetil - CoA
acetat (2C) kondenzira z oksaloacetatom (4C) ���� citrat (6C)
2 x dekarboksilacija ���� ���� ���� ponovn nastanek oksaloaceta
4 reakcije oksidacije in ena fosforilacija na ravni substrata
����
The citric acid cycle - a cyclic catabolic
pathway
computing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd ����
Citratni ciklus (ciklus TKK) - ciklična katabolična pot
Substrat se razgradi na prenašalni molekuliki je nespremenjenana koncu ciklusa
��������add �������� bit
add-on-aadd-on-a
����
����on-a
addadd
����
����
add-on-a-bitadd-on-a-bit The citric acid cycle - overview
computing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Citratni ciklus – popolna oksidacija acetil - CoA
CoASH
NADH
oxaloacetate citrate
malate isocitrate
H2O
CO2
fumarateketoglutarate(oxo-glutarate)
CoASHCoASH
FAD
FADH
GTP
succinate succinyl CoA
acetyl CoA2C
6C4C
6C
5C
CO2
4C4C
4C
4C
NADH
NADH
cis-aconitateNAD+
NAD+
NAD+
GDP, Pi
����
4
acetil-CoApiruvat
oksaloacetat
MK, ketonska telesa
PDH
glukozaglikoliza
CoA
citratcis- akonitat
izocitrat
α-ketoglutarat
NAD+
NADH,CO2
fumarat
FADFADH2
malatNAD+
NADH
sukcinat GDP
GTP
ADP
ATP
CoA, NAD+
sukcinil-CoANADH,CO2
malat-DH
izocitrat-DH
αααα-ketoglutarat-DH*
sukcinil-CoA-sintetaza
sukcinatDH
Kaj je značilno
za dehidrogenaze?
Katere stopnje v
ciklusu so
pomembnejše?
Condensation of acetyl CoA and
oxaloacetate � citrate
computing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Kondenzacija acetil - CoA in oksaloacetata ���� citrat
acetil- CoA
citrat
oksaloacetat
citrat - si ntaza
CoASH
CH3
C
SCoA
O
COOH
CH2
C
CH2
COOHHO
COOH
COOH
C
CH2
COOH
O
����
Isomerization � isocitratecomputing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Izomerizacija ���� izocitrat
akonitaza
akonitaza
akonitatcis-
izocitrat
citrat
COOH
CH2
HC
HC
COOH
COOH
OH
COOH
CH2
C
CH2
COOHHO
COOH
����
Decarboxylation and oxidation �
ketoglutarate
computing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Dekarboksilacija in oksidacija ���� ketoglutarat
Oksidacija NADH v dihalni verigi
���� 3 x ATP
NAD+
ketoglutarat(okso glutarat)
izocitrat - dehi drogenaza
NADHCO2
izocitrat
COOH
CH2
CH2
C
COOH
O
COOH
CH2
HC
HC
COOH
COOH
OH
����
Decarboxylation and oxidation �
succinyl CoA
computing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Dekarboksilacija in oksidacija ���� sukcinil - CoA
ketoglutarat - dehi drogenazasukcini l-CoA
CoASH
NADH
NAD
CO2
ketoglutarat
COOH
CH2
CH2
C
SCoA
O
COOH
CH2
CH2
C
COOH
O
����
+
Substrate-level phosphorylationcomputing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Fosforilacija na ravni substrata
sukcinil -CoA-sint etaza
sukcini l - CoA
sukcinat GDP, PiGTP
CoASHCOOH
CH2
CH2
COOH
COOH
CH2
CH2
C
SCoA
O
����
5
Dehydrogenation � carbon-carbon
double bond
computing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Dehidrogenacija ���� nastanek dvojne vezi
sukcinat - dehi drogenaza sukcinat
FADH2
FAD
fumarat
COOH
CH2
CH2
COOH
COOH
CH
CH
COOH
Oksidacija FADH 2v dihalni verigi
povezana z redukcijo ubikinona
���� 2 x ATP
����
Addition of water across the carbon-
carbon double bond
computing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Adicija vode na dvojno vez
fumarat
fumaraza
H2O
malat
COOH
CH
CH
COOH
COOH
CHOH
CH2
COOH
����
Oxidation to reform oxaloacetate
computing
Presentation copyright © 2002 David A Bender and some images copyright © 2002 Taylor & Francis Ltd
Oksidacija malata do oksaloacetata
NAD+
malat
oksaloacetat
NADH
malat-dehi drogenaza
COOH
C
CH2
COOH
O
COOH
CHOH
CH2
COOH
Oksidacija NADH v dihalni verigi
���� 3 x ATP
����
Zadnje tri reakcije ciklusa TKK so podobne reakcijam pri razgradnji maščobnih kislin...oksidacija – hidratacija – oksidacija
Metilenska skupina (CH2) se pretvoriv karbonilno skupino (C=O).
Neto reakcija ciklusa TKK
acetil-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi +2H2O
���� 2CO2
+ 3NADH + 3 H++ FADH2
+ GTP + CoA
acetil-CoApiruvat
oksaloacetat
MK, ketonska telesa
PDH
glukoza
glikoliza
CoA
citratcis- -akonitat
izocitrat
α-ketoglutarat
NAD+
NADH, CO2
fumarat
FADFADH2
malat
NAD+
NADH
sukcinat GDP
GTP
ADP
ATP
CoA, NAD+
sukcinil-CoANADH, CO2
malat-DH
Isocitrate(DH)
αααα-ketoglutarate(DH)sukcinat-
DH
ADP
+Ca2+
+
Ca2+
Ravnotežje reakcij
z izocitrat-DH,
αααα- ketoglutarat-DH
in malat-DH
uravnava
razmerje konc.
NADH/NAD+.
6
Amfibolična narava citratnega
ciklusa
Številni intermediati ciklusa TKK se uporabljajo v biosintezah (anabolizmu).
Poti, ki uprabljajo intermediate ciklusa.(1) Biosinteza glukoze (glukoneogeneza)(2) Sinteza lipidov(3) Sinteza nekaterih AK(4) Sinteza porfirina
Ciklus TKK: ni pomemben samo ATP!
piruvat
acetil-CoA
citrat
MK, steroli
purini
druge AKglutamat
αααα-ketoglutarat
porfirini
hem
druge AK
purini
pirimidini
aspartat
oksaloacetat
sukcinil-
Kakšen je pomen
anaplerotskih
reakcij?
piruvat
maščobne
kisline
holesterol
aminokisline
lihoštevilne
maščobne kisline
fenilalanin
tirozin
aminokisline
glukoza
porfirini
izolevcin
metionin
valin
citrat
izocitrat
αααα-ketoglutaratsukcinil-CoA
sukcinat
fumarat
malat
oksaloacetat
acetil-CoA
ANAPLEROTSKE REAKCIJE
♣ reakcija s piruvat-karboksilazo
piruvat + CO2 + ATP + H2O →
oksaloacetat + ADP + Pi + 2 H+
koencim: biotin
pozitivni modulator: acetil-CoA
♣ reakcija z glutamat-dehidrogenazoglu + NAD(P)+ + H2O����
αααα-ketoglutarat+ NAD(P)H + NH4+
1
2
3
7
Ali veste, ....
- katero reakcijo katalizira kompleks
PDH (neto reakcija)
- kako je uravnavana hitrost reakcije, ki
jo katalizira kompleks PDH
- kako na potek reakcije s PDH vpliva
odsotnost kisika in kako prisotnost
drugih goriv (MK)
- kako na potek reakcije vpliva odsotnost
tiamina
- zakaj sta piruvat in acetil-CoA osrednja
metabolita v organizmu
Ali veste, ....- kakšna je vloga ciklusa TKK v aerobnem
metabolizmu
- kaj se razgradi v ciklusu in kakšna je
vloga oksaloacetata (intermediatov)
- katera reakcija ciklusa je fosforilacije na
ravni substrata
- v čem se razlikujeta dekarboksilaciji v
ciklusu TKK
- kaj pomeni trditev, da ima ciklus
amfibolično naravo
- kako vpliva na potek ciklusa odsotnost
kisika
Se še spomnite ....
- kateri koencim je potreben pri
encimski dekarboksilaciji
- kateri koencim potrebujejo
dehidrogenaze
- koliko elektronov prenašata
NADH in FADH2
top related