Wykład 9
Metabolizm węglowodanów cd.
Glukoneogeneza, biosynteza i degradacja
sacharydów. Fotosynteza.
Glukoneogeneza
Nazwy enzymów typowych dla glukoneogenezy - na
czerwono.
Równanie ogólne glukoneogenezy, gdy substratem wyjściowym jest pirogronian:
2 kwas pirogronowy + 4 ATP + 2GTP + 2 NADH + 6H2O
glukoza + NAD+ + 4 ADP + 2 GDP + 6Pi
wd_9 2
Glukoneogeneza cd.
wd_9 3
pirogronian
karboksylaza pirogronianowa
szczawiooctan
karboksykinaza
fosfoenolopirogronianowa
Fosfoenolopirogrinian - PEP
3-fosfoglicerynian
kinaza fosfoglicerynianowa
kinaza fosfoglicerynianowa
1,3-bisfosfoglicerynian
Fruktozo-1,6-bisfosforan
fruktozo-1,6-bisfosfataza
Fruktozo-6-bisfosforan
glukozo-6-bisfosforan
glukozo-6-fosfataza
glukoza
wd_9 4
Glukoneogeneza cd
Reakcje charakterystyczne dla glukoneogenezy
Glikoliza:
reakcja wytworzenia kwasu pirogronowego katalizowana przez kinazę pirogronianową
karboksykinaza
Karboksylaza pirogronianowa
fosfoenolopirogronianowa
Pyruvate Carboxylase PEP Carboxykinase
O
O
O-
C
O- O-
O O
C O GTP GDP
C ATP ADP + Pi C
CH2
C O C OPO32-
CO2 CH2
C
CH3 HCO3-
O-
O
pyruvate oxaloacetate PEP
Pirogronian szczwiooctan fosfoenolopirogronian
wd_9 5
Glukoneogeneza cd
Reakcje charakterystyczne dla glukoneogenezy
Glikoliza:
fosforylacji fruktozo-6-fosforanu katalizowana przez fosfofruktokinazę
Phosphofructokinase
fosfofruktokinaza
6 6
1
1
1
CH2OPO3 CH2OPO3
CH2OPO32- CH2OPO32-
CH2OH CH2OPO3
CH2OH CH2OPO32-
O O
O O
ATP ADP
2 2
5 5
H HO H HO
H 3 H 3
4 4
OH OH
Pi H2O
H H
OH OH
fructose-6-phosphate fructose-1,6-bisphosphate
fruktozo-6-fosforan fruktozo-1,6-difosforan
�! Fructose-1,6-biosphosphatase
fruktozo-1,6-difosfataza
wd_9 6
Glukoneogeneza cd
Reakcje charakterystyczne dla glukoneogenezy
Glikoliza:
reakcja fosforylacji glukozy katalizowana przez heksokinazę
Glukozo-6-fosfataza
Glucose-6-phosphatase
6
CH2OH
CH2OH
CH2OPO3
CH2OPO32-
5
O
O
H H H H
H2O
H H
1
4
+ Pi
H H
OH OH
OH OH
OH
OH
2
3
H OH H OH
glucose-6-phosphate glucose
Glukozo-6-fosforan glukoza
wd_9 7
Regulacja glukoneogenezy 
przeciwstawna do glikolizy
wd_9 8
Regulacja glukoneogenezy 
przeciwstawna do glikolizy
wd_9 9
Aktywacja kinazy białkowej A
zapoczątkowana hormonalnie
glukagon/
stymulacja
adrenalina
Cyklaza adenylowa
aktywna
cAMP
Cyklaza
adenylowa
nieaktywna
kinaza
białkowa A kinaza
białkowa A
wd_9aktywna 10
nieaktywna
Efekt sumaryczny kaskady wywołanej
przez glukagon-cAMP w wątrobie
Glycogen Pyruvate
Gluconeogenesis
X
Glucose-1-P Glucose-6-P Glucose + Pi
Glucose-6-Pase
X
Glycolysis
Pathway
wd_9 11
Cykl Cori (Nobel 1947) - adaptacja
mięśni szkieletowych do okresów
wysiłku i spoczynku
glukoza glukoza
2 pirogronian
2 pirogronian
2 pirogronian
2 pirogronian
LDH LDH
2 mleczan
2 mleczan
krew
wątroba
mięśnie
wd_9 12
Procesy beztlenowe i
choroba nowotworowa
wd_9 13
Glukoza
Synteza polisacharydów -
Heksokinaza
glikogen
Glukozo-6-fosforan
fosfoglukomutaza
Enzym rozgałęziający (transglikozydaza) Glukozo-1-fosforan
Pirofosforylaza
UDP-glukozy
UDP-glukozy
UDP-Glukoza
glikogenn
Syntaza
glikogenowa
Glikogenn+1
wd_9 14
Regulacja syntezy glikogenu
wd_9 15
Fosforoliza i hydroliza glikogenu
Działanie enzymu usuwającego rozgałęzienia
Działanie fosforylazy
wd_9 16
i ą
ą-1,6-D-glukozydazy
ą
ą
Hydroliza glikogenu przez
hydrolazy glikolityczne
maltaza
wiązanie 1,6-ą-D-glikozydowe
wiązanie 1,6-ą-D-glikozydowe
wiązanie 1,4-ą-D-glikozydowe
wd_9 17
Regulacja aktywności fosforylazy
glikogenowej
wd_9 18
Enzymy przewodu pokarmowego
rozkładające cukry
wd_9 19
Rozkład węglowodanów - trawienie
G
G
ą dekstryna
ą
ą
ą
G
G
G
graniczna
graniczna
G
G
G
G
G
G
G
G
G G
G
G
G
G
G
amylaza
G
G
G
G
G
G
G
G
ą 1-6 wiązanie
ą
ą
ą
G
maltotrioza
G
G
G
ą 1-4 wiązanie
ą
ą
ą
G
G
G
G
G
maltoza
G
G
izomaltoza
wd_9 20
Jelito cienkie
maltotrioza maltoza
G
G
G G G G G G G G
+
ą amylaza
amyloza
G
G
G
G G
G
G
G
G
G
G G G
G
G
G
G
ą
amylopektyna ą dekstryna graniczna
ą
ą
G
G
G
G
ą dekstryna
ą
ą
ą
G
G G
glukoamylaza
graniczna
G G
G
G
maltaza
Glukoamylaza (maltaza)
G G
G
lub
G
G
ą-dekstrynaza ą-dekstrynaza
ą
ą
ą
ą
ą
ą
G
G G
G
G
G
G G
G
wd_9 21
Hydroliza maltozy
maltaza
2
H2O
glukoza
maltoza
wd_9 22
Zu\
ycie glukozy w czasie
wd_9 23
Ró\
nice w metabolizmie węglowodanów, w
zale\
ności od rodzaju tkanek
wd_9 24
Hydroliza laktozy
laktaza
laktaza
laktoza
H2O
D-galaktoza D-glukoza
wd_9 25
Metabolizm
galaktozy
galaktoza
galaktokinaza
Glukozo-1-fosforan
UDP-glukozo
Galaktozo-1-fosforan
pirofosforylaza
UDP-glukoza
UDP-glukoza
urydylotransferaza
4-epimeraza UDP-galaktozy
galaktozo-1-fosforanu
UDP-galaktoza
Glukozo-1-fosforan
fosfoglukomutaza
Glukozo-6-fosforan
wd_9 26
Hydroliza sacharozy
sacharaza
+
H2O
sacharoza fruktoza
glukoza
wd_9 27
Metabolizm fruktozy
fruktoza
fruktokinaza
fruktozo-1-fosforan
Aldolaza fruktozo-1-fosforanu
Aldolaza fruktozo-1-fosforanu
aldehyd glicerynowy fosfodihydroksyaceton
izomeraza
kinaza trioz
triozofosforanowa
aldehyd 3-fosfoglicerynowy aldehyd 3-fosfoglicerynowy
wd_9 28
Hydroliza celulozy
Celulaza Celulaza
H2O H2O
glukoza
celuloza celobioza
wd_9 29
Enzymy pektynolityczne
wd_9 30
fotosynteza
podstawowe równanie fotosyntezy:
6 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 O2  678 kcal
wd_9 31
Fotosyntezę mo\
na
podzielić na 2 fazy
Reakcja sumaryczna cyklu Calvina dla wytworzenia 1 cząsteczki
glukozy:
6CO2 +18ATP +12 NADPH +12H2O
C6H12O6 +18ADP +18Pwd_9
+12NADP+ + 6H+
i
32
fotosystemy
wd_9 33
2 typy fotosystemów
PSII PSI
wd_9 34
Wnętrze
tylakoidu
światło
(wysokie st. H+)
światło
błona
tylakoidu
kompleks
antenowy
Stroma
Pompa
(niskie st. H+)
protonowa
FOTOSYSTEM II FOTOSYSTEM I ATP Syntaza
Fosforylacja niecykliczna  fotoliza H2O
uwalnianie O2
wd_9 36
Porównanie fotofosforylacji
Cykliczna Niecykliczna
Fosforylacja cykliczna 
Uczestniczy Uczestniczy PSI
tylko PSI i PSII
synteza ATP
Powstaje ATP i
Powstaje
NADPH
tylko ATP
fotoliza H2O
uwalnianie O2
-
wd_9 37
Reakcje ciemne fotosyntezy - rośliny C3
karboksylacja
rybulozo-1,5-bisfosforan + CO2 + H2O 2 3-fosfoglicerynian
wd_9 38
Cykl Calvina
Cykl Calvina - redukcja  kwasu
organicznego do aldehydu
1 etap:
kwas 3-fosfoglicerynowy + ATP
kwas 1,3-difosfoglicerynowy +
ADP
enzym  kinaza
enzym  kinaza
fosfoglicerynianowa
2 etap:
kwas 1,3-difosfoglicerynowy +
NADPH + H+ aldehyd
3-fosfoglicerynowy + NADP+ +Pi
enzym  dehydrogenaza aldehydu
3-fosfoglicerynowego
wd_9 40
Cykl Calvina - regeneracja
3 CO2
karboksylacja
redukcja
regeneracja
sacharoza skrobia
wd_9 41
 Modyfikacje cyklu
Calvina
wd_9 42
 Modyfikacje
 cyklu
 cyklu
Calvina cd.
wd_9 43
Rośliny C4
wd_9 44