Glukoneogeneza
synteza glukozy ze zw niecukrowych (glicerol z rozkładu lipidów, niektóre aminokwasy, mleczan, pirogronian i szczawiooctan). Przebiega w wątrobie lub nerkach. Podczas głodu dostarcza glukozę.
Reakcje glukoneogenezy:
1. pirogronian przekształcany do szczawiooctanu w drodze karboksylacji przez enzym- karboksylazę pirogronianową
2. szczawiooctan zostaje poddany działaniu karboksykinazy fosfoenolopirogronianowej, która równocześnie dekarboksyluje i fosforyluje tworząc fosfoenolopirogronian (PEP) i zostaje uwolniony CO2 a zużyty GTP
3. PEP jest przekształcany w fruktozo-1,6 bisfosforan z udziałem enolazy, izomerazy trifosforanowej
4. fruktozo- 1,6 bisfosforan jest defosforylowany przez enzym fruktozo- 1,6 bisfosfatazę wskutek czego powstaje fruktozo- 6 fosforan
5. fruktozo- 6 fosforan jest przekształcany w glukozo- 6 fosforan przez izomerazę glukozofosforanową
6. glukozo- 6 fosforan zostaje przekształcany w glukozę przez glukozo- 6 fosfatazę
Glikoliza
Zachodzi w cytoplaźmie. Dostarcza energii powstałej z cząst ATP oraz substraty do cyklu cytrynowego i fosforylacji oksydacyjnej, gdzie wytworzona jest większość ATP
Reakcje glikolizy:
1. glikoliza jest fosforylowana przez ATP i powstaje glukozo-6 fosforan oraz ADP. Reakcję kat heksokinaza
2. glukozo-6 fosforan (aldoza) zostaje przekształcony przez izomerazę glukozofosforanową w fruktozo-6 fosforan (ketoza)
3. fruktozo-6 fosforan jest fosforylowany przez ATP i przechodzi w fruktozo-1,6 bisfosforan oraz ADP. Fosfofruktokinaza kat reakcję.
4. aldoza rozszczepia fruktozo-1,6 bisfosforan (6 at C) na dwie cząstki (3 at C): aldehyd 3-fosfoglicerynowy i fosfodihydroksyaceton
5. aldehyd 3-fosfoglicerynowy jest dalej wykorzystywany w procesie glikolizy i jest on przekształcany do 1,3- bisfosfoglicerynianu. Reakcje kat dehydrogenaza aldehydu 3-fosfoglicerynowego z użyciem nieorg fosforanu i NAD+
6. 1,3-bisfosfoglicerynian jest przekszt do 3-fosfoglicerynianu. Reakcję kat kinaza fosfoglicerynianowa tworząc też ATP
7. 3- fosfoglicerynian przekszt jest w 2- fosfoglicerynian przez fosfogliceromutazę
8. enolaza kat odwodnienie 2- fosfoglicerynianu i powst fosfoenolopirogronianu
9. Kinaza pirogronianowa kat utworzenie pirogronianu i ATP
Znaczenie glikolizy:
*wytwarzanie ATP w reakcjach szlaku glikolitycznego. Bezpośrednio powst tylko 2 cząst ATP na 1 cząst glukozy, ale glikoliza dostarcza również substratów do cyklu kw cytrynowego i fosforylacji oksydacyjnej
*wytwarzanie intermediatów np. Acetylo-CoA prekursora w syntezie kw tłuszczowych
Cykl Krebsa
Drugi etap oddychania komórkowego (w warunkach tlenowych) zachodzi w mitochondrium
Reakcje:
1.wytwarzanie cytrynianu ze szczawiooctanu i acetylo-CoA (kat przez syntetazę cytrynianową)
2. Izomeryzacja cytrynianu do izocytrynianu (kat przez akonitazę)
3. Utl izocytynianu do α-ketoglutaranu (kat przez dehydrogenazę izocytrynianową. Reakcja wymaga NAD+)
4. utl α-ketoglutaranu do bursztynylo-CoA (kat przez kompleks dehydrogenazy a-ketoglutaranowej, reakcja wymaga NAD+)
5. przekszt bursztynylo-CoA w bursztynian (kat przez syntetazę bursztynylo-CoA. Reakcja wymaga fosforanu nieorg i GDP lub ATP)
6. utl bursztynianu do fumuranu (kat przez dehydrogenazę bursztynianową. W reakcji uczestniczy FAD)
7. uwodnienie fumuranu do jabłczanu (kat przez fumurazę)
8. Utl jabłczanu do szczawiooctanu (kat- dehydrogenaza jabłczanowa. Reakcja wymaga NAD+)
Znaczenie:
*utl pirogronianu do CO2 i H2O z jednoczesnym uzyskaniem energii
*podczas każdego cyklu powstaje 12 czast ATP. Jedna bezpośrednio w cyklu, a 11 dzięki reoksydacji przez fosforylację oksydacyjną . 3 czast NADH i 1 cząst FADH2 wytworzona w cyklu
*synteza prekurosorów dla wielu szlaków biosyntez
1. synteza kw tłuszczowego odbywa się z cytrynianu
2. synteza aminokwasów nast. Po transminacji a-ketoglutatanu
3. synteza nukleotydów purynowych i pirimidynowych z a-ketoglutatanu i szczawiooctanu
4. szczawiooctan może być przekszt w glukozę w procesie glukoneogenezy
5. bursztynylo-CoA to najważniejszy intermidiat w syntezie pierścienia porfirynowego gr hemowych
Regulacja cyklu:
*synteza cytrynianowa jest hamowana przez cytrynian, a także ATP
* dehydrogenaza izocytrynianowa hamowana przez NADH i ATP, akt przez ADP
* dehydrog a-ketoglutaranowa hamowana przez NADH i bursztynylo-CoA
* dehydrog pirogronianowa hamowana przez NADH i acetylo- CoA
* cykl Krebsa przebiega szybciej, gdy poziom energii w kom jest niski (duże stęż ADP, a małe ATP i NADH), a zwalnia swój przebieg, gdy dochodzi do akumulacji ATP (także NADH, bursztynylo- CoA i cytrynianu)
Wydajność energetyczna
*glikoliza (cytoplazma)- 2
*przekształcenie pirogronianu w acetylo-CoA (mitochondrium)-X
* cykl kwasu cytrynowego (mito)- 2
*łańcuch oddechowy- 26 (RAZEM 30)
Fosforylacja
*oksydacyjna-wymaga łańcucha transportu elektronów i wytwarzanie ATP jest związane z utl NADH i FADH2 do NAD+ i FAD oraz generowaniem gradientu protonowego w poprzek wew. błony mitochondrialnej ADP+ P+ NADH2+ 1/2O2 ->ATP+ NAD++ H2O
*fotosyntetyczna- synteza ATP odbywa się kosztem energii dostarczanej przez kwanty światła, a wyzwolonej w wyniku przepływu przez szereg przenośników (w fazie świetlnej fotosyntezy) ADP+ P+ energia świetlna ->ATP
*substratowa- synteza ATP z ADP i P na skutek bezpośredniego rozkładu (utl) substratu np. Kwasu 3-fosfoglicerynowego do pirogronianu (w czasie glikolizy) wysokoenergetyczny substrat+ P+ ADP-> niskoenerg produkt + ATP