Zestaw 59

Pytanie 1: Katabolizm glicerolu - przebieg, bilans energetyczny

Zużytkowanie glicerolu zależy od tego, czy dana tkanka na konieczny do tego aktywujący enzym, kinaze glicerolową. Enzym ten znajduje się w znacznych ilościach w watrobie, nerkach, jelicie, brunatnej tkance tłuszczowej i gruczole sutkowym w okresie laktacji.

glicerol

ATP

Kinaza glicerolowa

ADP

3-fosfoglicerol

NAD+

Dehydrogenaza glicero-3-fosforanowa

NADH + H+

fosforan

dihydroksyacetonu

Glicerol powstały w wyniku lipolizy ulega fosforylacji i utlenieniu do fosforanu dihydroksyacetonu, który jest przekształcany przez izomerazę w aldehyd 3-fosfoglicerynowy. Intermediat ten wchodzi w tor przemian glikolizy i glukoneogenezy. Stąd glicerol może ulec przekształceniu do pirogronianu (poprzez fosfoenolopirogronian) lub glukozy, lub wbudowany do glikogenu.

Bilans:

• Ubywa jedna cząsteczka ATP

• Przybywa jedna cząsteczka równoważnika redukcyjnego NADH + H+

Pytanie 2: Oksydacyjna deaminacja aminokwasów - przebieg i znaczenie.

Główną drogą usuwania NH4+ z organizmu jest synteza mocznika przebiegająca w wątrobie. Pierwszym etapem jest transaminacja, czyli przeniesienie grupy aminowej a aminokwasu na alfa-ketoglutaran i otrzymanie glutaminianu.

Powstały glutaminian pod wpływem dehydrogenazy glutaminianowej utleniany jest z powrotem do alfa-ketoglutaranu i powstaje jon amonowy, który wchodzi dalej do cyklu mocznikowego. Jako utlenicz wykorzystywany jest NAD+ lub NADP+.

Inhibitorami są: ATP, GTP, NADH

Aktywatorem jest: ADP

Jest to reakcja łatwo odwracalna i w zależności od potrzeb może przebiegać albo w procesach katabolicznych, albo w syntezie.

Dzięku istnieniu układu dehydrogenazy glutaminianowej współpracujacej z transaminazą glutaminianową, organizm ma szybką drogę katabolizmu wolnych aminokwasów i możliwość pozbycia się toksycznego amoniaku z ustroju.

Ponad to w razie potrzeby rozkład aminokwasów, może zostać szybko odwrócony w syntezę.

Dehydrogenaza glutaminianowa metabolizuje większość aminokwasów. Pozostała ich część metabolizowana jest przez oksydazę aminokwasową, która poprzez redukcję flawiny, ultenia aminokwas do iminokwasu.

Powstały iminokwas przyłącza wodę i rozpada się na alfa-ketokwas i jon amonowy wchodzący dalej do cyklu mocznikowego.

Aby zredukowana flawina uległa regeneracji musi zostać poddana działaniu tlenu, który redukuje się do nadtlenku wodoru. Nadtlenek jako substancja toksyczna jest usuwany przy pomocy katalazy. Taki układ enzymatyczny spotykany jest w wątrobie.

Znaczenie:

• Pozwala w łatwy sposób uwolnić jon amonowy i przekazać go do dalszego metabolizowania

• W razie potrzeby pozwala na dołączenie grupy aminowej do łańcucha węglowego

Pytanie 3: Transport metabolitów do mitochondrium.

Transport przez wewnętrzną błonę mitochondrialną:

1. swobodny (małe, obojętne cząsteczki np. CO2, NH3, O2 oraz kwasy jednokarboksylowe)

2. w połączeniu z karnityną (długołańcuchowe kwasy tłuszczowe)

3. kotransport z H+ (pirogronian; powoduje to rozładowanie potencjału transbłonowego)

4. antyport z fosforanem (aniony dwu i trójujemne np. jabłczan, cytrynian, alfa-ketoglutaran

5. przenośnik nukleotydów adeninowych (umożliwia wymianę ATP z ADP, ale nie z AMP)

6. jonofory (kompleksują kationy i ułatwiają ich transport przez błony biologiczne np. waliomycyna jest jonoforem dla jonu K+. Wnikanie jonu potasu do wnętrza mitochondrium powoduje rozładowanie potencjału błonowego )

7. mostek glicerolofosforanowy (służy on przeniesieniu cząsteczki NADH z cytoplazmy do wnętrza mitochondrium, które zużyje cząsteczkę w łańcuchu oddechowym. Przeniesienie równoważnika redukcyjnego odbywa się przy pomocy par substratów sprzężonych odpowiednimi dehydrogenazami. Na jeden atom tlenu przypadną 2 cząsteczki ATP, gdyż elektrony przekazywane są na FAD. Ten ukłąd transportujący tylko dostarcza zredukowanego FADu do łańcucha oddechowego i bezpośrednio niczego nie przenosi na drugą stronę wewnętrznej błony mitochondrialnej. Prostota tego ukłądu w porównaniu z mostkiem jabłczanowo-asparaginianowym wynika z tego, że enzym dehydrogenaza glicerolo-3-fisfoglicerynianowa (mitochondrialna z najduje się po zewnętrznej stronie wewnętrznej błony mitochondrium i tam od razu redukuje FAD do FADH2, który trafia do łańcucha. (Harper str. 186)

8. Mostek jabłczanowo-asparaginianowy odpowiada za transport przez wewnętrzną błonę mitochondrium. Jego obecność jest spowodowana brakiem przepuszczalności błony dla szczawiooctanu, który aby dostać się do wnętrza mitochondrium musi ulec transaminacji do asparaginianu, który może przechodzić przez błonę i już po wewnętrznej jej stronie zostaje odtworzony szczawiooctan.

---