A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA

Hasonló dokumentumok
A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA

A bioenergetika a biokémiai folyamatok során lezajló energiaváltozásokkal foglalkozik.

Mire költi a szervezet energiáját?

A metabolizmus energetikája

Szénhidrátok monoszacharidok formájában szívódnak fel a vékonybélből.

A glükóz reszintézise.

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. Bio-termodinamika, entrópia, egyensúly és változás.

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

A piruvát-dehidrogenáz komplex. Csala Miklós

09. A citromsav ciklus

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

A felépítő és lebontó folyamatok. Biológiai alapismeretek

Energiaforrásaink Szénvegyületek forrása

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA AZ AMINOSAVAK ANYAGCSERÉJE 1. kulcsszó cím: Az aminosavak szerepe a szervezetben

Glikolízis. Csala Miklós

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. (Bio)termodinamika, entrópia, egyensúly és változás.

Energiatermelés a sejtekben, katabolizmus. Az energiaközvetítő molekula: ATP

Glikolízis. emberi szervezet napi glukózigénye: kb. 160 g

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

Citrátkör, terminális oxidáció, oxidatív foszforiláció

HŐ (q) és MUNKA (w): energia átmenet közben a rendszer és környezete között. A különböző energiafajták átalakulásukkor végső soron termikus energiává

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak

A felvétel és a leadás közötti átalakító folyamatok összességét intermedier - köztes anyagcserének nevezzük.

Makroszkópos tulajdonságok, jelenségek, közvetlenül mérhető mennyiségek leírásával foglalkozik (például: P, V, T, összetétel).

Kollokviumi vizsgakérdések biokémiából humánkineziológia levelező (BSc) 2015

A citoszolikus NADH mitokondriumba jutása

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak

ZSÍRSAVAK OXIDÁCIÓJA. FRANZ KNOOP német biokémikus írta le először a mechanizmusát. R C ~S KoA. a, R-COOH + ATP + KoA R C ~S KoA + AMP + PP i

Az edzés és energiaforgalom. Rácz Katalin

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

Spontaneitás, entrópia

Célkitűzés/témák Fehérje-ligandum kölcsönhatások és a kötődés termodinamikai jellemzése

Az enzimműködés termodinamikai és szerkezeti alapjai

A BIOLÓGIAI JELENSÉGEK FIZIKAI HÁTTERE Zimányi László

Fehérjeszerkezet, és tekeredés

jobb a sejtszintű acs!!

Szerves kémia III. TERMÉSZETES VEGYÜLETEK KÉMIÁJA. Dr. Juhászné Dr. Tóth Éva Szerves Kémiai Tanszék

Energia. Energiamegmaradás törvénye: Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Az energia nem keletkezik, nem is szűnik meg, csak átalakul.

Az energia. Energia : munkavégző képesség (vagy hőközlő képesség)

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI A SZÉNHIDRÁTOK 1. kulcsszó cím: SZÉNHIDRÁTOK

Spontaneitás, entrópia

Mária. A pirimidin-nukleotidok. nukleotidok anyagcseréje

sejt működés jovo.notebook March 13, 2018

Vércukorszint szabályozás

A cukrok szerkezetkémiája

Az eukarióta sejt energiaátalakító organellumai

Sejtszintű anyagcsere Ökrös Ilona

BIOKÉMIA. Simonné Prof. Dr. Sarkadi Livia egyetemi tanár.

A szénhidrátok lebomlása

Orvosi Fizika 11. Transzportfolyamatok termodinamikai vonatkozásai. Dr. Nagy László

TÁPLÁLKOZÁSI AKADÉMIA

Termokémia. Termokémia Dia 1 /55

Több oxigéntartalmú funkciós csoportot tartalmazó vegyületek

A kémiai energia átalakítása a sejtekben

Kollokviumi vizsgakérdések BIOKÉMIABÓL OSZTATLAN TESTNEVELŐ TANÁRI Szak, Levelező tagozat A kérdés

Termokémia, termodinamika

BIOGÉN ELEMEK MÁSODLAGOS BIOGÉN ELEMEK (> 0,005 %)

NUKLEINSAVAK. Nukleinsav: az élő szervezetek sejtmagvában és a citoplazmában található, az átöröklésben szerepet játszó, nagy molekulájú anyag

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI AZ AMINOSAVAK ÉS FEHÉRJÉK 1. kulcsszó cím: Aminosavak

1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1

Fehérjeszerkezet, és tekeredés. Futó Kinga

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. Zrínyi Miklós

A szénhidrátok lebomlása

Orvosi biokémia, molekuláris és sejtbiológia II. Az intermedier anyagcsere

Kollokviumi vizsgakérdések BIOKÉMIÁBÓL OSZTATLAN TESTNEVELŐ TANÁRI Szak, Nappali tagozat 2017-től. Biokémia I.

Fehérjék. SZTE ÁOK Biokémiai Intézet

Az anyag- és energiaforgalom alapjai

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia II. kategória 2. forduló Megoldások

A biokémia alapjai. Typotex Kiadó. Wunderlich Lívius Szarka András

Számolási feladatok. 4. A fotoszintézis során egy növény bizonyos idő alatt 2,2 g szén-dioxidot köt meg. a. Mekkora tömegű glükóz jöhetett létre?

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Termodinamikai bevezető

A felvétel és a leadás közötti átalakító folyamatok összességét intermedier - köztes anyagcserének nevezzük.

A biokémiai folyamatokat enzimek (biokatalizátorok) viszik véghez. Minden enzim. tartalmaz fehérjét. Két csoportjukat különböztetjük meg az enzimeknek

A légzési lánc és az oxidatív foszforiláció

A mikrobaszaporodás alapösszefüggései TÁPOLDATOK, TÁPTALAJOK HOZAMKIFEJEZÉS ÁLTALÁNOSITÁSA. Fermentációs tápoldatok MIKROORGANIZMUSOK TÁPANYAG IGÉNYE

Intra- és intermolekuláris reakciók összehasonlítása

A tananyag felépítése: A BIOLÓGIA ALAPJAI. I. Prokarióták és eukarióták. Az eukarióta sejt. Pécs Miklós: A biológia alapjai

Környezeti kémia: A termodinamika főtételei, a kémiai egyensúly

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet. Lipid anyagcsere. Balajthy Zoltán, Sarang Zsolt

A szénhidrátok anyagcseréje. SZTE AOK Biokémiai Intézet Gyógyszerész hallgatók számára 2014.

Termokémia. Hess, Germain Henri ( ) A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Integráció. Csala Miklós. Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet

TEMATIKA Biokémia és molekuláris biológia IB kurzus (bb5t1301)

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

EFOP Társadalmi Innovációk - új módszerek kidolgozása a Testnevelési Egyetem megvalósításában

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

SZÉNHIDRÁTOK. Biológiai szempontból legjelentősebb a hat szénatomos szőlőcukor (glükóz) és gyümölcscukor(fruktóz),

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA A SZÉNHIDRÁTOK ANYAGCSERÉJE 1. kulcsszó cím: A szénhidrátok anyagcseréje

Zsírsav szintézis. Az acetil-coa aktivációja: Acetil-CoA + CO + ATP = Malonil-CoA + ADP + P. 2 i

Szerkesztette: Vizkievicz András

Földminőség, fenntartható és környezetbarát gazdálkodás

A KOLESZTERIN SZERKEZETE. (koleszterin v. koleszterol)

Anyagtudomány. Ötvözetek egyensúlyi diagramjai (állapotábrák)

Reakció kinetika és katalízis

EGYSEJTŰ REAKTOROK BIOKATALÍZIS:

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

Tel: ;

Átírás:

A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA Futó Kinga 2013.10.02. Metabolizmus Metabolizmus = reakciók együttese, melyek a sejtekben lejátszódnak. Energia nyerés szempontjából vannak fototrófok ill. kemotrófok. szervesanyag O 2 Fototróf Kemotróf CO 2, H 2 O Fototróf élőlények fényenergiát, kemotrófok kémiai energiát hasznosítanak. 1

Metabolikus utak KATABOLIZMUS: azok a reakciók, melyek során energia keletkezik pl.: makromolekulák lebontása.lebontó folyamatok. üzemanyagok (szénhidrátok,zsírok) katabolizmus CO 2 + H 2 O + hasznosítható energia ANABOLIZMUS: azok a rekciók, melyek energiát igényelnek pl.:glükóz, zsír, DNS szintézis. Felépítő folyamatok. hasznosítható energia + kis molekulák anabolizmus összetett molekulák AMFIBOLIKUS REAKCIÓK: néhány reakció lehet anabolikus vagy katabolikus a sejtek energiaállapotától függően. A katabolikus utak konvergensek, az anabolikus utak divergensek. 2

Az élő szervezetekben lejátszódó reakciók összefüggő hálózatot alkotnak. A metabolizmus termodinamikája A termodinamika I. főtétele: az energia a termodinamikai folyamatok során átalakulhat, de nem keletkezhet és nem veszhet el. Energiamegmaradás. A termodinamika II. főtétele: a természetben lejátszódó folyamatok során az univerzum entrópiája nő. A sejtekben történő energia átadás vagy transzformáció során hő szabadul fel. kémiai energia hő I. törvény II. törvény 3

Rendezett vagy rendezetlen? diffúzió kémiai reakció Szabad energia ( G) Megközelíhető a szabad energiával ( G). Egy reakció csak akkor megy végbe spontán, ha szabad energia változása negatív. Szabad energia: a belső energiának vagy entalpiának az a része, amely a reakciók során munkavégzésre szabadon felhasználható. G = H - T S G= szabad energia változás H= entalpia változás S= entrópia változás T= abszolút hőmérséklet G<0 (exergonikus) G>0 (endergonikus) 4

Szabad energia ( G) Metabolizmus-egyensúly zárt rendszer nyílt rendszer 5

Metabolizmus-egyensúly Analóg folyamat: sejtlégzés vagy biológiai oxidáció. A biológiai oxidáció szakaszai 1. glikolízis 2. citromsav-ciklus (citrát-ciklus, Krebs-ciklus) 3. terminális oxidáció 6

Összegzés A biológiai oxidáció energiamérlege: Összegezve a biológiai oxidációt, mint a lebontás leghatékonyabb módját: ha 1 glükózt bontunk így 6 oxigénmolekula felhasználásával, akkor a folyamat végére kapunk 6 szén-dioxidot, 6 vízmolekulát és 38 ATP-t. 7

Hogyan mehetnek végbe termodinamikailag kedvezőtlen reakciók? Pl.: glü-1-p ill. fru-6-p átalakulás Mire használja a szervezet az energiát? Izommunkára, tágabb értelemben mozgásra A szintetikus (felépítő) folyamatok energiaigényének fedezésére. Szervezetünknek az állandó belső környezet fenntartásához hőt kell termelnie, vagy ellenkezőleg, hőt kell leadnia, ez a hőszabályozás szintén energiaigényes folyamat. Iongrádiensek létrehozására. 8

ATP szerkezete ATP=adenozin-trifoszfát adenin γ β α foszfát nagy energiát hordozó kötések ribóz ATP hidrolízis G = - 30,5 kj/mol 9

ATP analógok: GTP, UTP, CTP. Egyéb nagy energiát hordozó vegyületek:kreatin-foszfát, foszfoenolpiruvát, glükóz-1-foszfát, Vegyület neve kj/mol foszfoenolpiruvát - 61,9 1,3-biszfoszfoglicerát - 49,4 kreatin-foszfát - 43,1 ATP - 30,5 glükóz-1-foszfát - 20,9 pirofoszfát - 19,3 glükóz-6-foszfát - 13,8 glükóz-3-foszfát - 9,2 nagy energiájú RNS (DNS) CTP + lipid ATP + + + UTP GTP poliszacharid fehérje 10

Összegezve Enzimek (kinázok) katalizálják a terminális foszfát csoport átvitelét egyik nukleotidról a másikra. Az ATP az elsődleges sejtszintű energiaszállító. 2 fontos elektron szállító molekula is származik az ATP-ből: NAD + és FAD. AZ ATP hidrolízis a metabolizmus hajtóereje. Segítségével olyan reakciók is végbemehetnek, amelyek termodinamikailag kedvezőtlenek. ATP hidrolízishez kapcsolt reakciók Pl.: glutaminsav-glutamin átalakulás 11

ATP hidrolízishez kapcsolt reakciók ATP regenerálás Exergonikus reakció Endergonikus reakció Exergonikus reakció Endergonikus reakció Energia termelés Energia felhasználás 12

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! 13