El catabolisme

Tema 2Col·legi Sagrada Família

Rosa Marfà

La funció energètica de les biomolècules

Són les biomolècules que més fàcilment degrada la cèl·lula.Els glúcids•La majoria dels animals només degradem l’enllaç alfa O-glicosídic.•En la seva degradació no produeix tòxics.•En animals, només el fetge i les cèl·lules musculars en fan magatzem. El sistema nerviós només es nodreix de glúcids•Ens donen 4,2Kcal/g•Del cos dels humans només un 0,3% són glúcids

Són les biomolècules que més energia ens donen.Els lípids•Perquè contenen molts àtoms d’hidrogen i de carboni i menys d’oxigen. El nombre d’enllaços que s’han de trencar és major i per tant més energia.•Els lípids més utilitzat per aquest objectiu són els acilglicèrids. Alguns lípids en la seva degradació produeixen tòxics.•En animals el seu magatzem és en el teixit adipós. Les cries en contenen grans quantitats a l’igual que les llavors.•Ens donen 9,5Kcal/g•Del cos dels humans un 12% són lípids

Són biomolècules estructurals, només en casos extrems el cos les degradarà per produir energia.Les proteïnes

•En la seva degradació produeixen tòxics.•Ens donen 4,3Kcal/g•En els cos dels humans un 18% són proteïnes

Tipus de catabolisme• La fermentació. (glicòlisis, transformació fermentativa)

– Alcohòlica.– Làctica.

• Bacteriana• En humans

– Butírica.– Pútrida.

• La respiració cel·lular.– Anaeròbica.– Aeròbica.

• Glúcids ( glicòlisis, cicle de Krebs i cadena de transport electrònic)• Lípids (beta oxidació, cicle de Krebs i cadena de transport electrònic)• Proteïnes (separació dels grups amino, cicle de Krebs i cadena de transport

electrònic) (posterior eliminació dels grups amino)

Diferències entre:

FermentacióNo intervé la cadena respiratòria

No utilitza oxigen, sinó molècules orgàniques, com acceptor final dels electrons

Els productes finals de la reacció són molècules orgàniques

Només obté energia del substrat : 2 ATP

RespiracióIntervé la cadena respiratòria

Si utilitza oxigen, o molècules inorgàniques que el continguin

Els productes finals de la reacció són molècules inorgàniques

Obté energia energia del substrat i de les oxidacions del NADH H+, intervenen les ATP

sintetases: molts ATP

Tipus de fermentacionsAlcohòlica ( obtenim 2ATP)

•La fan fongs unicel·lulars (llevats)•Hi ha d’anaerobis estrictes i altres de facultatius.•El procés és: •Glucosa 2Àcid pirúvic 2Acetaldehid 2Etanol

Làctica (obtenim 2ATP)•La fan bacteris i cèl·lules musculars dels animals davant de sobre esforç•En condicions anaeròbiques.•El procés és:•Glucosa 2Àcid pirúvic 2Àcid làctic.

Butírica (obtenim 2ATP)•La fan bacteris •En condicions anaeròbiques.•Sobre matèria vegetal en descomposició.•Conversió de glúcids en àcid butíric.

Pútrida (obtenim 2ATP)•La fan bacteris i fongs•En condicions anaeròbiques•Fan un procés que és la putrefacció sobre restes animals i vegetals .•Conversió de proteïnes a substàncies pudoroses com l’escatol, cadaverines , l’indol i àcid sulfhídric.

Diferències entre :

Respiració anaeròbica

No necessita oxigen, com acceptor final d’electrons. Pot fer servir compostos inorgànics amb oxigen

El producte final d’acceptor d’electrons i protons són

compostos inorgànics

Respiració aeròbica

Necessita oxigen

El producte final d’acceptor d’electrons i protons és

l’aigua

Glicòlisis ( citoplasma)Catabolisme de glúcids

• Hexoquinasa• Fosforila• ATP a ADP

Glucosa

• Isomerasa• Reacció reversible

Glucosa 6 P • Quinasa • Fosforila• ATP a ADP

Fructosa 6P

• Reacció reversible• Es trenca no és estable

Fructosa 1,6DP • Fosforila Pi• Reacció reversible• La dihidroxiacetona es

converteix en gliceraldehid

Dihidroxiacetona, Gliceraldehid

• Quinasa• Deshidrogenasa• De NAD a NADH H• Desfosforila• ADP a ATP

2 Àcid 1,3 Difosfoglicèrid • Mutasa

• Isomeritza

2Àcid 3-fosfoglicèrid

• Enolasa• Es despren una

molècula d’aigua

2Àcid 2-fosfoglicèrid • Quinasa

• Desfosforilació• ADP a ATP

2Àcid 2-fosfoenolpirúvic

2Àcid pirúvic

1 Glucosa es transforma en 2 molècules d’àcid pirúvic i 2 ATP

Cicle de Krebs ( dins del mitocondri: la matriu)

1-• 1-Àcid pirúvic es converteix

a Acetil CoenzimaA per entrar dins del mitocondri• De NAD a NADH H• Es despren una molècula de

diòxid de carboni• 2-Quan ja està a dins:

• Acetil Coa+Àcid oxalacètic• Quan l’únió està feta es despren

el coenzim A

Àcid cítric-S’isomeritza

Àcid isocítric• De NAD a NADH H• Es despren una molècula de diòxid

de carboni

Àcid alfacetoglutàric• De NAD a NADH H• Es depren una molècula de diòxid

de carboni• S’hi agafa un CoA

Succinil COA• Es fosforila amb un Pi• De GDP a GTP• Es despren el CoA

Àcid succínic

• Deshidrogenació del substracte• de FAD a FADH2

Àcid fumàric-S’hidrata

Àcid màlic• Deshidrogenació del substracte• NAD a NADH H

Àcid oxalacètic

1 molècula d’àcid pirúvic ens dóna: 3 molècules de diòxid de carboni,

1 NADH H a l’entrar dins del mitocondri ,3 NADH H , 1 GTP i 1

FADH2

Cadena respiratòria (dins de les crestes mitocondrials)

NADH deshidrogenasa

• Deixa sortir 2H del NADH H

Ubiquinona • Deixa sortir 2H del FADH2

Citocrom b i citocrom c1

Citocrom c

Citocrom a i citocrom a3

• Deixa sortir H lliures• 2e que ha transportat

són recollits per l’oxigen i es forma aigua

ATP-sintetasa• Deixa passar al seu través

els hidrogen que s’han acumular en l’espai intermembranes cap a l’interior del mitocondri

Espai intermembranes

Dins del mitocondri

Cresta mitocondrial, dins de la membrana

Per cada NADH H+ ( aproximadament) es forma 3 ATP, i per cada FADH2 es forma

2ATP en l’ATP sintetasa

2e

2e

2e

2e

2e

2e ½ O2

Aigua

Cadena de transport

d’electrons Quimioosmosi

Fosforilació oxidativa

H H

H H

H

H

H

Combinació de la quiosmoosmosi i la fosforilació oxidativa

Fosforilació oxidativa:ADP+Pi= ATP

HH H

ATP-sintetasa

Molts H que estan en l’espai intermembranal

H H

HEls H que

tornen a dins del mitocondri s'ajunten amb

2e i 1 àtom d’Oxigen i

formen aigua.

Beta-oxidació (dins de la matriu del mitocondri) Catabolisme de lípids

L’àcid gras entra dins del mitocondri i es transforma en l’acil CoA• D’ATP a AMP• Es despren una molècula d’aigua• De FAD a FADH2

Acil CoA beta insaturat• S’hidrata amb aigua

Beta hidroxiacil CoA• De NAD a NADH H

Beta cetoacil CoA

Acetil CoA i la resta de l’acil CoA

Acetil CoA va cap al cicle de

Krebs

L’àcid gras ve del

citoplasma

Per cada 2 carbonis d’un àcid gras

obtenim: 1 acetil CoA, 1FADH2,

1NADH H

Catabolisme de proteïnes:

• 1-Separació dels grups amino– Transaminació (canviem un AA per un altre AA)– Desaminació oxidativa (li trèiem el grup amino i generem un producte

del cicle de krebs• 2-Transformació de la resta resultant en àcid pirúvic, acetil CoA o

en algun compost del cicle de Krebs• 3-Eliminació dels grups amino

– Animals amoniotèlics: animals d’aigua dolça excreten l’ió amoni per osmosi a l’aigua

– Animals ureotèlics: animals d’aigua salada i mamífers el transformen a urea (en el fetge)

– Animals uricotèlics: insectes, rèptils i ocells el transformen en àcid úric, menys tòxic que l’urea i el poden concentrar més.

Relacions entre les vies catabòliques d’una cèl·lula

A-GlicogenB-Aminoàcids

C-ATPD-Diòxid de carboni

E-Aigua

1-Glicòlisis2-Gliconeogènesis

3-Cicle de Krebs4-Síntesis de

proteïnes5-Cadena

respiratòria