Białka błonowe
I. Systemy transportowe
I. Systemy transportowe
peryferyjne
BÅ‚ony biologiczne
BÅ‚ony biologiczne
integralne
Funkcje:
zakotwiczone poprzez łańcuch lipidowy
" bariera dyfuzyjna (selektywność)
Transport przez błony
" izolator elektryczny Transport przez błony
- otoczenie dla receptorów, kanałów i innych białek błonowych
1. Dyfuzja prosta 2. Dyfuzja ułatwiona 3. Transport aktywny
1. Dyfuzja prosta 2. Dyfuzja ułatwiona 3. Transport aktywny
Lipidy i płynność błon biologicznych
Lipidy i płynność błon biologicznych
Rodzaje transportu przez błonę
Rodzaje transportu przez błonę
Cholesterol  planarny, tetracykliczny sterol zmniejsza przepuszczalność błon
Uniport Symport Antyport
Uniport Symport Antyport
Lipidy mogą się przemieszczać w obrębie błony,
co powoduje asymetryczne ich rozmieszczenie
II. Procesy detoksykacji SkÄ…d siÄ™ biorÄ… reaktywne formy tlenu?
II. Procesy detoksykacji SkÄ…d siÄ™ biorÄ… reaktywne formy tlenu?
Redukcja tlenu czÄ…steczkowego
Redukcja tlenu czÄ…steczkowego
Czynniki toksyczne dla komórek
Czynniki toksyczne dla komórek
Drobnoustroje
Drobnoustroje
Reaktywne formy tlenu (i azotu)
Reaktywne formy tlenu (i azotu)
Tlen Anionorodnik Nadtlenek Rodnik
Tlen Anionorodnik Nadtlenek Rodnik
czÄ…steczkowy ponadtlenkowy wodoru hydroksylowy
czÄ…steczkowy ponadtlenkowy wodoru hydroksylowy
Leki
Leki
Związki cytotoksyczne (np. barwniki spożywcze)
Związki cytotoksyczne (np. barwniki spożywcze)
Tlenek azotu  Reaktywna Forma Azotu
Tlenek azotu  Reaktywna Forma Azotu
y
ródła reaktywnych form tlenu
y
ródła reaktywnych form tlenu
Syntaza tlenku azotu (NOS)
Syntaza tlenku azotu (NOS)
Endogenne
- Transport elektronów w łańcuchu
Arginina Cytrulina
Arginina Cytrulina
Mitochondria
O2, NADP+, flawiny, biopteryna
O2, NADP+, flawiny, biopteryna
Fagocyty
- Enzymy flawinowe, np. oksydazy
"
"
NO
NO
Egzogenne
cGMP
cGMP
- Promieniowaie jonizujÄ…ce
PDE
PDE
- Światło (widzialne/UV)
Fe
Fe
- Przemiany red-oks ksenobiotyków
GTP
GTP
GMP
GMP
Rozpuszczalne cyklaza guanylanowa
Rozpuszczalne cyklaza guanylanowa
1
Skutki działania rodników
Skutki działania rodników
Stres oksydacyjny
Stres oksydacyjny
Kwasy nukleinowe
Kwasy nukleinowe
Brak równowagi między ilością utleniaczy a anty-utleniaczami Pęknięcia nici
Brak równowagi między ilością utleniaczy a anty-utleniaczami
Cross-linki
Fragmentacja/addukty zasad i cukrów
niedotlenienie; stany zapalne; neurodegeneracja
MDA, HNE addukty
Błędne kodowanie; mutacje; nieprawidłowa ekspresja genów
Białka
Białka
tworzenie pochodnych karbonylowych
ROS/RNS
utlenianie grup tiolowych (metionina)
nitracja (nitrotyrozyn)
agregacja
(peroksydacja)
modyfikacja lipidów błonowych
proteoliza
Lipidy
Lipidy
zmiana płynności błon
modyfikacja białek błonowych
tworzenie nadtlenków lipidowych
RFT/RFA & choroby Ochrona przed RFT/RFA
RFT/RFA & choroby Ochrona przed RFT/RFA
nowotwory
witamina C
udary
witamina A
choroby układu krążenia
witamina E
katarakta
flawonoidy
choroby płuc
karotenoidy
chroniczne stany zapalne
albumina
chorby neurodegeneracyjne
glutation
starzenie
enzymy antyoksydacyjne
Enzymy antyoksydacyjne
Enzymy antyoksydacyjne
Rola witamin C i E w ochronie przed utlenianiem lipidów
Rola witamin C i E w ochronie przed utlenianiem lipidów
Dysmutaza ponadtlenkowa
Dysmutaza ponadtlenkowa
zapobieganie inicjacji
Cu,Zn SOD (cytosol & zewnątrzkomórkowa)
zmiatanie form pośrednich rodników
Mn-SOD (mitochondrium)
wiązanie metali inicjujących tworzenie rodników
2H+
dekompozycja rodników peroksydowych 2O2"  H2O2 + O2
Katalaza
Katalaza
LO2" witamina E
LO2"
Hem
witamina C"
2H2O2 2H2O + O2
witamina E" witamina C
LO2H
LO2H
Peroksydaza glutationowa
Peroksydaza glutationowa
Se
Warstwa lipidowa Warstwa wodna
Warstwa lipidowa Warstwa wodna
H2O2 + 2GSH GSSG + 2H2O
2
Glutation
Glutation
Antyoksydacyjne działanie glutationu
Antyoksydacyjne działanie glutationu
GSH
GSH
GSSG
GSSG
Peroksydaza
Peroksydaza
Reduktaza
Reduktaza
glutationowa
glutationowa
glutationowa
glutationowa
2 GSH + RO-OH = GSSG + H2O + ROH
2 GSH + RO-OH = GSSG + H2O + ROH
Etapy detoksykacji Udział cytochromu P450
Etapy detoksykacji Udział cytochromu P450
Faza I zwiększenie polarności substancji poprzez
Faza I zwiększenie polarności substancji poprzez
utlenianie lub hydroksylacjÄ™
utlenianie lub hydroksylacjÄ™
Faza II tworzenie konjugatów poprzez przyłączenie
Faza II tworzenie konjugatów poprzez przyłączenie
reszt kwasu glukuronowego lub siarkowego
reszt kwasu glukuronowego lub siarkowego
Synteza S-adenozylometioniny
Synteza S-adenozylometioniny
Reakcje metylacji z udziałem SAM
Reakcje metylacji z udziałem SAM
Akceptor grupy metylowej Metylowany produkt
Akceptor grupy metylowej Metylowany produkt
Noradrenalina Adrenalina
Guanidynooctan Kreatyna
Fosfatydyloetanoloamina Fosfatydylocholina
Adenina, cytozyna w DNA Metyloadenina, metylocytozyna
Zasady w tRNA Metylowane zasady
Reszty aminokwasów Metylowane reszty aminokwasów
+ reakcje metylacji w procesach detoksykacji
+ reakcje metylacji w procesach detoksykacji
3
Synteza PAPS
Synteza PAPS
III. Tkankowa specyfika procesów metabolicznych
III. Tkankowa specyfika procesów metabolicznych
Rezerwy energetyczne u człowieka (70-kg)
Rezerwy energetyczne u człowieka (70-kg)
Mechanizm działania
Mechanizm działania
Potencjalna wartość energetyczna (kcal)
Glukoza lub Triacyloglicerole Białka
glikogen
Krew 60 45 0
WÄ…troba 400 450 400
Mózg 8 0 0
Mięśnie 1 200 450 24 000
Tkanka 80 135 000 40
tłuszczowa
Procesy metaboliczne zachodzące w komórkach
ATP jest uniwersalnym nośnikiem energii Procesy metaboliczne zachodzące w komórkach
ATP jest uniwersalnym nośnikiem energii
" Glukoneogeneza
" Glukoneogeneza
" Glikoliza
" Glikoliza
Wysoki potencjał transferu umożliwia wykorzystanie energii ATP do:
Wysoki potencjał transferu umożliwia wykorzystanie energii ATP do:
" Glikoneogeneza
" Glikoneogeneza
" Glikogenoliza
" Glikogenoliza
- skurczu mięśni
- skurczu mięśni
" Synteza kwasów tłuszczowych
" Synteza kwasów tłuszczowych
" Cykl pentozowy
" Cykl pentozowy
- aktywnego transportu
- aktywnego transportu
" Synteza triacylogliceroli
" Synteza triacylogliceroli
" Lipoliza
" Lipoliza
- amplifikacji sygnałów
- amplifikacji sygnałów
" Synteza cholesterolu,
" Synteza cholesterolu,
" ²-oksydacja
" ²-oksydacja
- biosyntez steroidów i kwasów żółciowych
- biosyntez
steroidów i kwasów żółciowych
" Ketoliza
" Ketoliza
" Ketogeneza
- detoksykacji " Ketogeneza
- detoksykacji
" Cykl mocznikowy
" Cykl mocznikowy
Termodynamicznie niekorzystne reakcje są możliwe dzięki
" Przemiany aminokwasów
" Przemiany aminokwasów
sprzężeniu z hydrolizą odpowiedniej liczby cząsteczek ATP
" Detoksykacja
" Detoksykacja
Katabolizm
Katabolizm
Główne szlaki metaboliczne
Główne szlaki metaboliczne
Szlak Główny substrat Produkt końcowy
Szlak Główny substrat Produkt końcowy
Glikoliza glukoza pirogronian
Glikoliza glukoza pirogronian
Anabolizm
Anabolizm
ATP
ATP
Cykl Krebsa acetyloCoA NADH + H+
Cykl Krebsa acetyloCoA NADH + H+
Szlak Główny substrat Produkt końcowy
Szlak Główny substrat Produkt końcowy
FADH2
FADH2
CO2
CO2
H2O
H2O
Glukoneogeneza mleczan glukoza
Glukoneogeneza mleczan glukoza
GTP
GTP
alanina
alanina
glicerol
glicerol Glikogenoliza glikogen glukozo-1-fosforan
Glikogenoliza glikogen glukozo-1-fosforan
glukoza
glukoza
Synteza glikogenu glukozo-1-fosforan glikogen Cykl pentozowy glukozo-6-fosforan NADPH + H+
Synteza glikogenu glukozo-1-fosforan glikogen Cykl pentozowy glukozo-6-fosforan NADPH + H+
CO2
CO2
pentozy
pentozy
Synteza białek aminokwasy białka
Synteza białek aminokwasy białka
Lipoliza triacyloglicerole acetylo CoA
Lipoliza triacyloglicerole acetylo CoA
kwasy tłuszczowe
kwasy tłuszczowe
glicerol
glicerol
Lipogeneza acetylo CoA kwasy tłuszczowe
Lipogeneza acetylo CoA kwasy tłuszczowe
glicerol triacyloglicerole Proteoliza białka aminokwasy
glicerol triacyloglicerole Proteoliza białka aminokwasy
(glukoza, ciała ketonowe)
(glukoza, ciała ketonowe)
4
Adypocyty
Adypocyty
Erytrocyty
Erytrocyty
GLIKOLIZA
GLIKOLIZA
GLIKOLIZA
GLIKOLIZA
W warunkach anaerobowych produktem jest mleczan (brak mitochondriów)
W warunkach anaerobowych produktem jest mleczan (brak mitochondriów)
dostarcza energiÄ™ w postaci ATP
dostarcza energiÄ™ w postaci ATP
2,3,bisfosfoglicerynian jest allosterycznym efektorem hemoglobiny
2,3,bisfosfoglicerynian jest allosterycznym efektorem hemoglobiny
dostarcza glicerolo -3-fosforanu do syntezy triacylogliceroli
dostarcza glicerolo -3-fosforanu do syntezy triacylogliceroli
CYKL PENTOZOWY
CYKL PENTOZOWY
LIPOGENEZA
LIPOGENEZA
Produkcja NADPH+ H+ do funkcjonowania peroksydazy glutationowej
Produkcja NADPH+ H+ do funkcjonowania peroksydazy glutationowej
SYNTEZA TRIACYLOGLICEROLI
SYNTEZA TRIACYLOGLICEROLI
Tkanka nerwowa
Tkanka nerwowa
LIPOLIZA
LIPOLIZA
uwalnianie kwasów tłuszczowych i glicerolu do krwi
uwalnianie kwasów tłuszczowych i glicerolu do krwi
proces regulowany przez hormony
proces regulowany przez hormony
GLIKOLIZA
GLIKOLIZA
KETOLIZA
KETOLIZA
²-OKSYDACJA
²-OKSYDACJA
SYNTEZA KWASÓW TA
USZCZOWYCH I FOSFATYDÓW
SYNTEZA KWASÓW TA
USZCZOWYCH I FOSFATYDÓW
Mięśnie
Mięśnie
WÄ…troba
WÄ…troba
GLIKOLIZA
GLIKOLIZA
GLIKOLIZA
GLIKOLIZA
GLIKOGENEZA
GLIKOGENEZA
GLUKONEOGENEZA
GLUKONEOGENEZA
SYNTEZA GLIKOGENU
SYNTEZA GLIKOGENU
GLIKOGENOLIZA
GLIKOGENOLIZA
GLIKOGENOLIZA
GLIKOGENOLIZA
powstaje glukozo-6-fosforan na potrzeby mięśni
powstaje glukozo-6-fosforan na potrzeby mięśni
²-OKSYDACJA
²-OKSYDACJA
brak glukozo-6-fosfatazy
brak glukozo-6-fosfatazy
SYNTEZA KWASÓW TA
USZCZOWYCH
SYNTEZA KWASÓW TA
USZCZOWYCH
regulacja przez adrenalinÄ™
regulacja przez adrenalinÄ™
SYNTEZA TRIACYLOGLICEROLI I LIPOPROTEIN
SYNTEZA TRIACYLOGLICEROLI I LIPOPROTEIN
SYNTEZA CIAA
KETONOWYCH
SYNTEZA CIAA
KETONOWYCH
²-OKSYDACJA
²-OKSYDACJA
DEAMINACJA AMINOKWASÓW
DEAMINACJA AMINOKWASÓW
CYKL MOCZNIKOWY
CYKL MOCZNIKOWY
SYNTEZA KWASÓW TA
USZCZOWYCH
SYNTEZA KWASÓW TA
USZCZOWYCH
SYNTEZA BIAA
EK OSOCZA
SYNTEZA BIAA
EK OSOCZA
KETOLIZA
KETOLIZA
SYNTEZA CHOLESTEROLU, STEROIDÓW I KWASÓW ŻÓA
CIOWYCH
SYNTEZA CHOLESTEROLU, STEROIDÓW I KWASÓW ŻÓA
CIOWYCH
szczególnie w mięśniu sercowym
szczególnie w mięśniu sercowym
PROCESY DETOKSYKACJI
PROCESY DETOKSYKACJI
5