Citrátkör, terminális oxidáció, oxidatív foszforiláció

Hasonló dokumentumok
Energiatermelés a sejtekben, katabolizmus. Az energiaközvetítő molekula: ATP

A bioenergetika a biokémiai folyamatok során lezajló energiaváltozásokkal foglalkozik.

A légzési lánc és az oxidatív foszforiláció

Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet. Mitokondrium. Fésüs László, Sarang Zsolt

A MITOKONDRIÁLIS ENERGIATERMELŐ FOLYAMATOK VIZSGÁLATA

A piruvát-dehidrogenáz komplex. Csala Miklós

09. A citromsav ciklus

A glükóz reszintézise.

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

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak

Mire költi a szervezet energiáját?

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

Energiaforrásaink Szénvegyületek forrása

Több oxigéntartalmú funkciós csoportot tartalmazó vegyületek

A citoszolikus NADH mitokondriumba jutása

Glikolízis. Csala Miklós

Az eukarióta sejt energiaátalakító organellumai

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

Glikolízis. emberi szervezet napi glukózigénye: kb. 160 g

Az aminosav anyagcsere orvosi vonatkozásai Csősz Éva

A felépítő és lebontó folyamatok. Biológiai alapismeretek

, mitokondriumban (peroxiszóma) citoplazmában

Növényélettani Gyakorlatok A légzés vizsgálata

Szénhidrátok monoszacharidok formájában szívódnak fel a vékonybélből.

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

Az AS nitrogénjének eltávolítása

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

jobb a sejtszintű acs!!

Sejtszintű anyagcsere Ökrös Ilona

3. Sejtalkotó molekulák III.

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

MITOCHONDRIUM. Molekuláris sejtbiológia: Dr. habil. Kőhidai László egytemi docens Semmelweis Egyetem, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet

A szénhidrátok lebomlása

A mitokondriumok felépítése

A kémiai energia átalakítása a sejtekben

A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA

A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA

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

Vércukorszint szabályozás

Hemoglobin - myoglobin. Konzultációs e-tananyag Szikla Károly

A MITOKONDRIUMOK SZEREPE A SEJT MŰKÖDÉSÉBEN. Somogyi János -- Vér Ágota Első rész

Kollokviumi vizsgakérdések biokémiából humánkineziológia levelező (BSc) 2015

FEHÉRJÉK, BIOENERGETIKA

Modul cím: MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA LIPIDEK ANYAGCSERÉJE 1. kulcsszó cím: A lipidek szerepe az emberi szervezetben

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

BIOKÉMIA GYAKORLÓ TESZT 1. DEMO (FEHÉRJÉK, ENZIMEK, TERMODINAMIKA, SZÉNHIDRÁTOK, LIPIDEK)

A KOLESZTERIN SZERKEZETE. (koleszterin v. koleszterol)

Mária. A pirimidin-nukleotidok. nukleotidok anyagcseréje

Az energiatermelõ folyamatok evolúciója

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

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

AJÁNLOTT IRODALOM. A tárgy neve BIOKÉMIA I. Meghirdető tanszék(csoport) SZTE TTK, Biokémiai Tanszék Felelős oktató:

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

A fehérjék hierarchikus szerkezete

Az enzimek katalitikus aktivitású fehérjék. Jellemzőik: bonyolult szerkezet, nagy molekulatömeg, kolloidális sajátságok, alakváltozás, polaritás.

3. Sejtalkotó molekulák III. Fehérjék, enzimműködés, fehérjeszintézis (transzkripció, transzláció, poszt szintetikus módosítások)

Szerkesztette: Vizkievicz András

Fotoszintézis. 2. A kloroplasztisz felépítése 1. A fotoszintézis lényege és jelentısége

Az aszkorbinsav koncentráció és redox státusz szabályozása növényi sejtekben bioszintézis és intracelluláris transzport révén

Az edzés és energiaforgalom. Rácz Katalin

ALLOSZTÉRIKUSAN SZABÁLYOZÓ METABOLITOK HATÁSA A PIRUVÁT-KINÁZ L és M IZOENZIMRE

A termodinamika. elszigetelt rendszerek zárt rendszerek nyílt rendszerek

LIPID ANYAGCSERE (2011)

Fehérjék. SZTE ÁOK Biokémiai Intézet

Transzláció. Szintetikus folyamatok Energiájának 90%-a

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

A szénhidrátok lebomlása

A Ca 2+ szerepe a tormaperoxidáz enzim aktív szerkezetében. Szigeti Krisztián

glutamát felszabadulás gluthation mennyisége

1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

A biokémia alapjai. Typotex Kiadó. Wunderlich Lívius Szarka András

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

Aminosav anyagcsere. Dr. Vér Ágota Egyetemi docens 2012

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

TERMELÉSÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A projekt

Az oxidatív foszforiláció és az elektrontranszportlánc egyes sajátságait a mitokondrium-szuszpenzió oxigénfogyasztásának mérésével vizsgáljuk.

Sejtanyagcsere, metabolikus

Biokémia előadások 2006.

2.3 RT H + im P= E m + lg = E m - 0,06(pH im - ph mx )= E m + 0,06 ph F. H + mx

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

ENZIMSZINTŰ SZABÁLYOZÁS

A sejtek élete. 5. Robotoló törpék és óriások Az aminosavak és fehérjék R C NH 2. C COOH 5.1. A fehérjeépítőaminosavak általános

BIOLÓGIA ALAPJAI. Sejttan. Anyagcsere folyamatok 1. (Lebontó folyamatok)

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

A metabolizmus energetikája

FEHÉRJESZINTÉZIS: a transzláció mechanizmusa és a polipeptidlánc további sorsa. Gergely Pál 2009

Membrántranszport. Gyógyszerész előadás Dr. Barkó Szilvia

Az enzimműködés termodinamikai és szerkezeti alapjai

Szignalizáció - jelátvitel

A lipidek anyagcseréje. Szerkesztette: Fekete Veronika

Purin nukleotidok bontása

Kutatási programunk fő célkitűzése, az 2 -plazmin inhibitornak ( 2. PI) és az aktivált. XIII-as faktor (FXIIIa) közötti interakció felderítése az 2

A fehérjék harmadlagos vagy térszerkezete. Még a globuláris fehérjék térszerkezete is sokféle lehet.

Sejt szintű szabályozás

Bioinformatika előad

Intracelluláris ion homeosztázis I.-II. Február 15, 2011

A BIOFIZIKA ALAPJAI KEMIOZMOTIKUS ELMÉLET MEMBRÁNON KERESZTÜLI TRANSZPORT

3. Aminosavak gyártása

1. Tömegszámváltozás nélkül milyen részecskéket bocsáthatnak ki magukból a bomlékony atommagok?

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45

Átírás:

Citrátkör, terminális oxidáció, oxidatív foszforiláció

A citrátkör jelentősége tápanyagok oxidációjának közös szakasza anyag- és energiaforgalom központja sejtek anyagcseréjében elosztórendszerként működik: funkciója az aktuális energetikai viszonyok szerint változik a különböző anyagcsere utakon keresztül képződött acetil-coa itt oxidálódik, CO 2 keletkezik a ciklus során keletkező NADH és FADH 2 bekapcsolódik a terminális oxidációba szénhidrátok, zsírsavak, aminosavak katabolizmusa bekapcsolódik a ciklusba, de a folyamat egyes köztes termékei különböző bioszintézisek kiindulási vegyületeit is jelentik

A citrátkör folyamata

Citrátkör szabályozása 1. Citrát-szintáz: oxálacetát citrát allosztérikus gátlói: szukcinil-coa, ATP és NADH allosztérikus aktiváló: ADP 2. Izocitrát-dehidrogenáz: izocitrát alfaketoglutarát allosztérikus gátlói: ATP és NADH allosztérikus aktivátor: ADP 3. α-ketoglutarát-dehidrogenáz: α-ketoglutarát szukcinil-coa gátol: ATP, NADH, GTP, szukcinil-coa

Ciklust feltöltő (anaplerotikus) reakciók biztosítják, hogy szükség esetén az oxálacetát többféle biomolekulából képződhessen, hiszen a ciklus intermedierjei más metabolikus utakon is felhasználódhatnak elvont intermedierek pótlása 1. piruvát-karboxiláz: májban, vesében fontos (koenzim: biotin) piruvát + HCO 3 - + ATP oxálacetát + ADP + P i 2. foszfoenol-piruvát-karboxiláz: szív, vázizom foszfoenol-piruvát + CO 2 + GDP oxálacetát + GTP 3. malát (almasav) enzim: piruvát + HCO 3 - + NAD(P)H malát + NAD(P) + 4. glutamát-dehidrogenáz: glutamát + NAD(P) + α-ketoglutarát + NAD(P)H + H + + NH 4 +

Citrátkör kapcsolata más anyagcsere utakkal Anabolikus Katabolikus glükóz aminosavak (Ala) aminosavak (Trp, Ala, Gly, Ser, Cys) piruvát ketontestek aminosavak (Asp, Asn) aminosavak (Asp, Asn) glükóz oxálacetát acetil-coa citrát aminosav (Ile) zsírsavak zsírsavak, koleszterin malát izocitrát aminosavak (Glu, Gln, Pro, Arg) aminosavak (Phe, Tyr), urea ciklus fumarát alfa-ketoglutarát aminosavak (Glu, Gln, Pro, Arg, His) porfirinek szukcinát szukcinil-coa aminosavak (Val, Met, Thr, Ile), zsírsav

Citrátkör energiamérlege egy ciklus folyamán egy GDP foszforilálódik GTP-vé 2 CO 2 keletkezik és négy pár hidrogén kerül elektronkarrierekre (3 NADH, 1 FADH) egy ciklushoz 2 molekula víz szükséges acetil-coa + 3NAD + + FAD + GDP + P i + 2H 2 0 2C0 2 + 3NADH + 3H + + FADH 2 + GTP + CoA

Terminális oxidáció helye a mitokondrium belső membránja a katabolizmus utolsó lépése, mely során a kofaktorokhoz kötött hidrogén vízzé oxidálódik oxidatív foszforilációval térben és időben összerendezett, kapcsolt folyamatrendszer az elektronok áramlása energia felszabadulással jár, amely ATP szintézisére fordítódik a biológiai oxidáció alatt felszabaduló energia közel 95%-a a terminális oxidáció során szabadul fel

A mitokondriumok szerkezete kettős membrán határolja külső membrán: kb.: 50 % lipid, 50% fehérje, porin: átjárható a köztes anyagcsere intermedierjei számára belső membrán: 75% fehérje, szinte valamennyi ionra nézve átjárhatatlan, transzporterei biztosítják a kapcsolatot a mátrix és a citoszol között, itt található a légzési lánc elektronátvivő rendszere és az ATP-szintáz

A mitokondriális légzési lánc alkotói redoxfolyamatokra képes prosztetikus csoportokat tartalmazó fehérjék komplexeket alkotva 3. KOMPLEX: UQH2citokróm c-oxidoreduktáz 1. KOMPLEX: NADH-UQoxidoreduktáz 4. KOMPLEX: citokróm-oxidáz 2. KOMPLEX: szukcinátuq-oxidoreduktáz 5. KOMPLEX: ATP-szintáz

Komplexek I. Komplex: a NADH kötőhely a mátrix felé néz. Az I. komplexről az elektronok az ubikinonra kerülnek. Protonpumpa aktivitás van II. Komplex: Prosztetikus csoportja a FAD. A komplex tagja a szukcinátdehidrogenáz (citrátciklus). A II. komplexről az ubikinonra kerülnek az elektronok, protonpumpa aktivitás nincs III. Komplex: az elektronok az ubikinonról a citokróm c-re kerülnek, protonpumpa aktivitás van IV. Komplex: O 2 vízzé redukálása, protonpumpa aktivitás van

Légzési lánc gátlószerei antimycin A rotenon amobarbital (Amytal ) CO azidok cianidok NO

Oxidatív foszforiláció a terminális oxidáció célja: szubsztráthidrogének elégetésével energiaszolgáltatás ez az energia a párhuzamosan zajló oxidatív foszforiláció során ATP-ben raktározódik jellemzője: P/O hányados: egy oxigénfogyásra jutó anorganikus foszfátbeépülés (ATP szintézis) P/O = beépített szervetlen foszfátcsoportok száma fogyott oxigénatom száma NADH esetében: 3 FADH 2 esetében: 2

ATP-szintáz szerkezete és szabályozása univerzális enzim, amely két részből áll: F 1 és F 0 F 1 alegység felelős az ADP foszforilációjáért F 0 -egység képezi a protoncsatornát oxidatív foszforiláció sebessége elsősorban az ADPkoncentrációtól függ akceptor kontroll ADP jelenlétében nagy intenzitással működik az oxidatív foszforiláció az ADP-szint nemcsak az oxidatív foszforiláció, hanem a terminális oxidáció sebességét is meghatározza

Kemiozmotikus elmélet az elektronátvitelt protongrádiens kialakulása kíséri azáltal, hogy protonok pumpálódnak a membrán közti térbe ph változás proton motoros erő: a membránpotenciál és a H + -koncentráció különbsége protonok visszaáramlása az ATP-szintázon keresztül a mátrixba szabadenergia-csökkenés ADP foszforilációja

ATP-szintáz gátlószerei szétkapcsoló ágens: 2,4-dinitrophenol beépül a membránba, visszaengedi a protonokat, megszünteti a grádienst ATP-szintáz működésének kikapcsolása oligomycin: F 0 -alegység (protoncsatorna) gátlása termogenin: barna zsírszövet mitokondriumaiban protoncsatorna, mely megakadályozza a protongrádiens kialakulását fontos szerep a hőtermelés szabályozásában