1. Wyjaśnij rolę fotosystemów Ps I i PsII

PSI i PSII to systemy barwników asymilacyjnych. PSI występuje we wszystkich organizmach zdolnych do fotosyntezy, jest pobudzany maksymalnie przez ekscytony o wyższych długościach fali-maks absorpcji 700nm i wykazuje wysoki stosunek poziomu chlorofilu a do b. Natomiast PSII występuje tylko w roślinach i jest aktywowany przez ekscytony o długości fali 680nm i zawiera więcej chlorofilu b. Barwniki ułożone są w następującej kolejności: PSI: β karoten , chlorofil b, chlorofil a, P 700. PS II: ksantofile, chlorofil b, chlorofil a, P680. PSI i PSII stanowią tzw. antenę energetyczną chwytającą fotony. Energia każdego fotonu, schwytanego przez którąkolwiek z cząsteczek barwnika, należącą do danego systemu, przekazywana jest w końcu do centrum aktywnego, które dzięki temu może pracować z dużą wydajnością. Model pułapki fotonowej polega na tym że chlorofil a₆₈₃ pochłania fotony. Energia z tych fotonów jest przekazywana z jednej cząsteczki barwnika na drugą aż do cząsteczki aktywnego chlorofilu, którym w zespole PSI jest chlorofil P700 (Energia jest przekazywana w wyniku indukowanego rezonansu lub migracji ekscytonów). Pobudzony w ten sposób aktywny chlorofil P700 wysyła bogaty w energię elektron na układ przenośników elektronów zlokalizowany w tylakoidach. Energia przekazywanych elektronów jest znaczna co wiąże pierwszego z tych przenośników. W kolejnych reakcjach energia jest zwracana porcjami, a przenoszone elektrony dąza do stanu podstawowego. Z drugiej strony fotosystem PSII zawiera barwniki asymilacyjne aktywujące się przy mniejszych długościach fali. Barwnikiem zbierającym ekscytony jest tu barwnik P680, występuje on w centru reakcyjnym PSII.

2. Faza jasna fotosyntezy

Faza jasna może przebiegać jako fosforylacja nie- lub cykliczna.

W procesie fosforylacji niecyklicznej biorą udział dwa fotosysteny PSI i PSII a przepływ energii rozpoczyna się od cząsteczki wody, kończąc się na redukcji NADP. Centrum reakcji PSI jest P700 a fotosystemu PSII-P680. Aatomy pomocnicze przekazujące promieniowanie do centrum reakcji to chlorofil b, a, karotenoidy. Oba fotosystemy są połaczone przez przenośniki elektronów.

---Światło jest pochłaniane przez cząstki chlorofilu znajdujące się w kompleksie PSII i energia zostaje skierowana do centrum reakcji zawierającego P680.

---Wzbudzony P680* emituje elektron o wysokiej energii który przechodzi do plastochinonu. PQ odbiera łącznie 2e i 2H+ przy czym powstaje PQH2.

---PQ pobiera elektron z wody i powraca do stanu niewzbudzonego. Na usunięcie 4elektronów z 2cząsteczek wody potrzeba 4kwantów światła zaabsorbowanego przez PSII. Reakcja ta prowadzi do powstania 4H⁺ i O₂.w reakcji tej uczestniczy centrum złożone z 4jonów Mn²⁺ .

2H₂O = 4e^-+4H⁺+O₂

---Elektrony są przenoszone z PQH2 poprzez kompleks cytochro- mów bf i plastocjaninę. PQH₂+2PC(Cu²⁺) = PQ+2PC(Cu⁺)+2H⁺

---Energia świetlna zaabsorbowana przez kompleks PSI jest przekazywana do centrum reakcji. P700 ulega wzbudzeniu do P700* i emituje elektron o wysokiej energii do ferrodyksyny i zmienia się w forme utlenioną P700⁺ który przyjmuje elektron z plastocyjaniny i powraca do stanu niewzbudzonego.

---W końcu 2e z 2 cząsteczek zredukowanej ferrodyksyny zostaja przeniesione do NADP+ zmieniając go w NADPH. Sumarycznie: 2H₂O +2NADP = 2NADPH+2H+O₂

Fosforylacja cykliczna przebiega w komórkach roślin wówczas gdy za mało jest NADP. Proces ten uzupełnia zapotrzebowanie na ATP. W skład tej fosforyzacji wchodzi tylko PSI. Elektron wybiy pod wpływem taiła z P700 jest przenoszony prez ferredoksynę do kompleksu cytochromów bf zamiast do NADP. Następnie elektron przypływa do plastocyjaniny i z powrotem do P700 w PSI. W procesie tym nie następuje fotoliza wody i powstaje tylko część siły asymilacyjnej ponieważ nie tworzy się NADPH. Sumarycznie: ADP+Pi = ATP

3. Faza ciemna fotosyntezy roślin typu C4

Rośliny strefy tropikalnej np. kukurydza, trzcina cukrowa Jako pierwszym produktem asymilacji CO2 są kwasy czterowęglowe (szczawiooctan, jabłczan, asparaginian). Faza ciemna :

1. Pierwszy etap zachodzi w chloroplastach komórek mezofilu. Fosfoenolopirogronian przyłacza CO₂ i tworzy się szczawiooctan. Reakcję katalizuje karboksylaza fosfoenolopirogronianowa.

2. Szczawiooctan jest przekształcany w jabłczan przez dehydrogenazę jabłczanową związaną z NADP

3. Przejście szczawiooctanu w asparaginian przy udziale aminotransferazy

4. Jabłczan wchodzi do komórek pochwy okołowiązkowej i uwalnia CO₂ przy czym tworzy się pirogronian. Reakcje te katalizuje enzym jabłczanowy związany NADP

5. Jabłczan ulega karoksylacji rubulozobifosforanowej a wydzielony CO₂ jest wiązany przez rybulozo-1,5 dwufosforan i powstaje 3-fosfoglicerynian. Kwas ten ulega dalszym przemianom zgodnie z cyklem Krebsa.

6. Pirogronian powraca do komórek mezofilu, gdzie zostaje zużyty do regeneracji fosfoenolopirogronianu. Ta reakcja katalizowana przez dikinazę pirogronianowo fosforanową z udziałem ATP.

4. Faza ciemna roślin typu C3

Fotosynteza typu C3 przebiega w cyklu Calwina-Bensona. W cyklu wyróżnia się etapy:

1. Karboksylacja 1,5-bisfosforanu rybulozy

2. Kineza fosfoglicerynianowa z udziałem ATP

3. Dehydrogenaza triozofosforanowa z udziałem NADPH

4. Izomeraza triozofosforanowa

5. Aldolaza w której zachodzi kondensacja C1 aldehydu fosfoglicerynowego z C1 fosforanu dihydroksyacetonu

6. Fosfataza

7. Transketolaza (przeniesienie reszty glikolowej wydzielenie fosforanu krylulozy).

8. Aldolaza (kondensacja C1 fosforanu erytrozy z C1 fosforanu dihydroksyacetalu ).

9. Fosfataza

10. Transketolaza (przeniesienie reszty glikolowej z fosforanu seroksylazy na aldehyd fosfoglicerynowy).

11. Epimeraza (fosforan ksylulozy→fosforanu rybulozy).

12. Izomeraza pentozofosforanowa

13. Fosfororybulokinaza (estryfikacja ATP)

5. Omów budowę i rolę jaką pełni Co A, podaj przykłady reakcji z udziałem tego związku

CoA jest przenośnikiem grup acylowych. W jego strukturze można wyróżnić 3 składniki- kwas pantotenowy(połączenie B-alaniny i kwasu pantoinowego), cysteamina i 3,5 adenozynodifosforan. Cysteamina zawiera grupę SH która wytwarza wiązania tioestrowe z kwasami organicznymi i tak powstaje acylo~S-CoA. Koenzym A współdziałając z apoenzymem(kw.octowy) odgrywa rolę w przemianie materii bowiem przyjmuje resztę kw. Octowego przekazując go na akceptory. Acylowany CoA odgrywa główna rolę w metabolizmie związków węgla. Powstaje w toku 1. oksydacyjnej dekarboksylacji kwasu pirogronowego,2.B-oksydacji kwasów tłuszczowych. Wytworzony w tych reakcjach aktywny octan jest zużywany w komórce do

produkcji energii-CH3CO zostaje przeniesiony z CoA na kw. szczawiooctowy i powstaje k.szczawiooctowy

jako związek wyjściowy do biosyntezy k.mewalonowego,k.tłuszczowych, zw.izoprenowych .

6. Przebieg i znaczenie cyklu Calvina

Cykl Krebsa kołowy, wieloetapowy ciąg reakcji enzymatycznych w mitochondriach, stanowiący u większości organizmów żywych podstawę tlenowego oddychania komórkowego.Główną funkcją jest utlenianie pirogronianu do CO₂ i H₂O z jednoczesnym uzyskiwaniem energii. Odgrywa też rolę w wytwarzaniu prekursorów dla szlaków biosyntez. Cykl ten zachodzi w mitochondrich eukariotów i w cytozolu prokariotów. Cykl ten ma osiem etapów:

1. wytwarzanie cytrynianu ze szczawiooctanu i acetyloCoA- katalizowana przez syntezę cytrynianowi

2. izomeryzacja cytrynianu do izocytrynianu-akonitaza

3. utlenianie izocytr do alfa ketoglutaranu-dehydrogenaza alfaketo

4. utl alfa do bursztynyloCoA- przez alfaketo

5. przekształcenie bursztynyloCoA w bursztynian-syntaza bursztynyloCoA

6. utl bursztynianu do fumaranu- dehydrogenaza bursztynianowa

7. uwodnienie fumaranu do jabłcznu-fumaraza

8. utlenienie jabłczanu do szczawiooctanu-dehydrogenaza jabłczanowa

7. Tlenowe i beztlenowe przemiany kw pirogronowego

Przemiana tlenowa to dekarboksylacja oksydacyjna kwasu pirogronowego. W warunkach tlenowych pirogronian zostaje przekształcony w acetyloCoA przez dehydrogenazę pirogronianową (wykorzystując NAD,LipS2, DPT) po czym acetyloCoA wchodzi w cykl Krebsa

Przemiany beztlenowe to fermentacje.

• Fermentacja etanolowa u roślin wyższych, pleśni, bakterii. W warunkach beztl pirogronian ulega dekarboksylacji nieoksydacyjnej do aldehydu octowego który następnie zostaje zredukowany do etanolu.

• Fermentacja mlekowa w tk zwierzęcych(mięśniach wykonujących pracę i w wątrobie) u mikroorganizmów mikroorganizmów mikroorganizmów wielu roślinach(bulwy ziemniaka). Kw pirogronowy ulega redukcji do kw mlekowego w reakcji kat przez dehydrogenazę mleczanowi. Reakcję tą kat. Aldehydy mleczanu, bakterie mlekowe i Lactobacillus. Proces ten jest wykorzystywany w kiszeniu kapusty, ogórków, grzybów. Znajdująca się w mleku laktoza ulega fermentacji wtedy kwas mlekowy powoduje zakwaszenie mleka do ph5 i wytrąca się kazeina.

• Fermentacja octowa przy udziale mikroflory w przedżołądkach przeżuwaczy i jelicie ślepym roślinożernych. Proces wykorzystywany w przemyśle spożywczym do produkcji octu winnego. Octan powstaje z pirogronianu przy jednoczesnym odłączeniu mrówczanu .

• Fermentacja propionowa-bursztynianowa zachodzi w trakcie dojrzewania serów twardych jak również przeprowadzone jest przez bakterie żyjące w żwaczu przeżuwaczy. Kw pirogronowy ulega karboksylacji do kwszczawiooctowego z którego następuje w wyniku kilku reakcji cyklu Krebsa ale w odwrotnej kolejności powstaje kwas bursztynowy-propionowy.

8)Wyjaśnij mechanizm elongacji łańcucha polipeptydowego --> [Author:B]

Enzymy proteolityczne -podział, mechanizm działania i znaczenie w procesach życiowych.

Enzymy proteolityczne nazywamy protezami. Katalizują one rozkład wiązań peptydowych-CO-NH- przy udziale wody.

R1-CH-CO-NH-CHR2 + H2O = -R1CH-COOH + H2N-CHR2-

Enzymy dzielimy na cztery podklasy:

• Hydrolazy peptydylo-peptydowe czyli proteinazy. Rozrywaja one wiązania peptydowe białek i peptydów wewnątrz łańcucha dzieląc go na fragmenty oligopeptydowe. Zaliczamy tu enzymy trawienne:pepsyna, trypsyna, chymotrypsyna i enzymy roślinne:papania, bromelaina, oficyna.

• Hydrolazy peptydylo-aminokwasów czyli karboksypeptydazy. Katalizują proces odszczepiania od łańcucha peptydowego skrajnych, poj. Aminokwasów Aminokwasów wolna grupą karboksylową

• Hydrolazy alfa-aminoacylopeptydów-aminopeptydazy. Katalizuja proces hydrolizy skrajnych wiązań peptydowych

8. Budowa i rola lipidów

Lipidy to grupa naturalnych związków organicznych nie rozpuszczalnych w wodzie a rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach np. eter naftowy, benzen, aceton, alkohole.

Funkcje:

Występują w każdej komórce, gdzie wraz z białkami tworzą błony lipoproteinowe, które charakteryzują się selektywną przepuszczalnością(głównie glicerofosfolipidy i sfingolipidy)

Stanowią materiał zapasowy bowiem w wyniku utleniania dostarczaja komórkom energii chemicznej oraz wielu metabolitów do syntezy związków (głównie triaglicerole). W organizmie zwierząt lipidy zapasowe są zgromadzone w tkance tłuszczowej. A u roślin w postaci wewnątrzkomórkowych kropelek oleju w cytoplazmie, plastydach i mitochondriach, substancje te gromadzą się w nasionach i owocach.

W wyniku rozpadu lipidów powstaje więcej wody niż przy utlenianiu węglowodanów.

Podział lipidów:

1. Lipidy proste - estry kwasów tłuszcowych i alkoholi

2. Lipidy właściwe to kwasy tłuszczowe i acyloglicerole.

1. Acyloglicerole są estrami glicerolu i kwasów tluszczowych. W zależności od liczby reszt kwasów tłuszczowych wchodzących w skład cząsteczki wyróżnia się monoacyloglicerole, diacyloglicerole i triacyloglicerole. Triacyloglicerole stanowią gł. materiały zapasowe (surowce energ.) organizmu, a u zwierząt także podściółkę i warstwę ochronną różnych narządów.

2. Kwasy tłuszczowe to od nich zależą właściwości lipidów i ich rola biologiczna. Ich długie rodniki kształtuja hydrofobowe właściwości lipidów a duża liczba wodorów jest przyczyną wysokiej wartości energetycznej tłuszczów. Są zbudowane z długiego łańcucha węglowodorowego zakończonego grkarboksylową. Łańcuchy te zawieraja zwykle parzystą liczbę atomów węgla i są nie rozgałęzione. Dzielą się na nasycone i nienasycone. Te ostatnie maja 1-6 wiązań podwójnych.

3. woski — estry alkoholi z kwasami tłuszczowymi, tworzące warstwy chroniące przed nadmiernym parowaniem wody,

7. Lipidy złożone zawierają w cząsteczce oprócz kwasów tłuszczowych i alkoholi (glicerolu lub sfingozyny) kwas fosforowy, cholinę, etanoloaminę, sacharydy (np. galaktozę) i in.;

1. Fosfolipidy są estrami glicerolu lub sfingozyny z kwasem fosforowym i kwasami tłuszczowymi. Znajdują się w błonach kom.i nie tworzą form zapasowych. Są składnikami cytomembran i są półprzepuszczalne.

2. Glicerofosfolipidy - ich cząsteczki zawierają glicerol i kwas fosfatydowi.

3. Sfingolipidy- zawierają sfingozynę

4. Glikolipidy zawierają, co najmniej 1cukier połączony wiązaniem glikozydowym z częścią lipidową.

5. glikozylodiacyloglicerole występujące u roślin wyższych i mikroorganizmów

6. cerobrozydy wyst. w mózgu i kom nerwowych.

8. Lipidy wtórne to pochodne lipidów lipidów złożonych, zachowują ich właściwości np. cholesterol.

9. Budowa i rola kwasów tłuszczowych

Kwasy tłuszczowe są zbudowane z długiego łańcucha węglowodorowego zakończonego grupa karboksylową. Większość naturalnie występujących kwasów zawiera parzystą liczbę atomów węgla, tworzących nierozgałęziony łańcuch. W nasyconych kwasach tłuszczowych wszystkie atomy węgla w łańcuchu są nasycone atomami wodoru CH₃(CH₂)nCOOH, n jest liczba parzystą. Natomiast w jedno- lub wielonasyconych kwasach tłuszczowych istnieje jedno lub więcej wiązań podwójnych wiązania podwójne są oddzielone przez co najmniej jedną grupę metylenową. Właściwości kwasów tłuszczowych zalezą od długości łańcucha i liczby wiazań podwójnych. W miarę wzrostu liczby atomów węgla w czastecze kwasu rośnie jego temp. topnienia, a obecność i wzrost liczby podwójnych wiązań powoduje obniżenie tej temp. Kwasy tłuszczowe pełnią 4 funkcje:

• Wykorzystywane są w syntezie glicerofosfolipidów i sfingolipidów

• Liczne białka są kowalencyjnie modyfikowane przez kwasy tłuszczowe.

• Są materiałem energetycznym magazynowanym w postaci triacylogliceroli.

Ich rozpad prowadzi do uwalniania energii

• Pochodne kwasów tłuszczowych pełnia funkcję hormonów

10. B-oksydacja kw palmitynowego (C-16) reakcje enzymu, bilans energetyczny

B-oksydacja polega na utlenieniu długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, czemu towarzyszy wytwarzanie ATP. Kwasy tłuszczowe przeształcane są w pochodne w postaci acylo CoA, z których od końca łańcucha acylowanego są usuwane dwuwęglowe jednostki acetyloCoA. W procesie tym powstają FADH2 i NADH. Zapoczątkowanie przemiany kw tłuszczowego wymaga nakładu energii ATP, przez utworzenie wiązania tioestrowego z CoA.

Degradacja kwasów tłuszczowych nasyconych na drodze B-oksydacji obejmuje na przykładzie C18:

1. Aktywacja kw palmitynowego do palmitoiloCoA

CH₃(CH₂)14COOH+ATP+HS-CoA = CH₃(CH₂)14CO-SCoA+AMP+PPi

9. Utlenienie palmitoilo CoA do palmitonoiloCoA, czemu towarzyszy powstanie FADH2-reakcja katalizowana przez dehydrogenazę palmitoiloCoA

CH3(CH2)14CO-SCoA+FAD = CH3(CH2)12CH=CH-CO-SCoA+FADH2

10. Uwodnienie palmitonoiloCoA do 3hydroksypalmitoiloCoA- reakcja kat przez hydratazę palmitonoiloCoA

CH3(CH2)12CH=CH-CO-SCoA+H20 = CH3(CH2)12CHOH-CH2-CO-SCoA

11. Utlenienie 3hydroksypalmitoiloCoA do 3-ketopalmitoiloCoA czemu towarzyszy powstanie NADH - reakcja kat przez dehydrogenazę hydroksypalmitoiloCoA

CH3(CH2)12CHOH-CH2-CO-SCoA+NAD = CH3(CH2)12CO-CH2-CO-SCoA+NADH+H+

12. Rozszczepienie (tioliza) 3-ketopalmitoiloCoA przez drugą cząsteczkę CoA, prowadzące do powstania ecetyloCoA i mirystoiloCoA skróconego o dwa atomy węgla - reakcja katalizowana przez B-ketotiolazę.

CH3(CH2)12CO-CH2-CO-SCoA+Co-ASH = CH3CO-SCoA+CH3(CH2)12CO-SCoA

13. Nasycony acyloCoA C16 taki jak palmitoiloCoA ulega całkowitemu rozpadowi do ośmiu cząsteczek acetyloCoA w siedmiu obrotach cyklu degradacji:

palmitoiloCoA+7FAD+7NAD+7CoA+7H2O= 8acetyloCoA+7FADH2+7NADH+7H+ Aktywacja kwasu palmitynowego pociąga za sobą wydatek 1(2) cząsteczki ATP. W każdej B-oksydacji zachodzą dwie reakcje utleniania, pierwsza z udziałem FAD, której towarzyszy powstanie 2 (1,5) cząsteczekATP i druga z udziałem NAD, której towarzyszy powstanie 3 (2,5)ATP. Każda B-oksydacja dostarcza zatem 5 (4)ATP. Spalenie każdej reszty octanowej w cyklu krebsa dostarcza 12(10)ATP. Proces B-oksydacji zachodzi 7-krotnie, w jego wyniku powstaje 8 acetyloCoA.

-w wyniku utlenienia NADH i FADH₂: 7*5= 35ATP lub 7*4=28ATP

-w wyniku utlenienia acetyloCoA: 8*12=96ATP lub 8*10=80

-aktywacja palmityniany do palmitoiloCoA: -1ATP lub -2ATP

-Lączne utlenienie 1cząst palmitynianu do CO2 i H2O dostarcza zatem130 (106)cząst ATP.

11. β-oksydacja kw. stearynowego, reakcje, bilans energetyczny

B-oksydacja polega na utlenieniu długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, czemu towarzyszy wytwarzanie ATP. Kwasy tłuszczowe przeształcane są w pochodne w postaci acylo CoA, z których od końca łańcucha acylowanego są usuwane dwuwęglowe jednostki acetyloCoA. W procesie tym powstają FADH2 i NADH. Zapoczątkowanie przemiany kw tłuszczowego wymaga nakładu energii ATP, przez utworzenie wiązania tioestrowego z CoA.

Degradacja kwasów tłuszczowych nasyconych na drodze B-oksydacji obejmuje na przykładzie C18:

1. Aktywacja kw stearynowego do stearoiloCoA

CH3(CH2)16COOH+ATP+HS-CoA = CH3(CH2)16CO-SCoA+AMP+PPi

14. Utlenienie stearoilo CoA do stearanoiloCoA, czemu towarzyszy powstanie FADH2-reakcja katalizowana przez dehydrogenazę palmitoiloCoA

CH3(CH2)16CO-SCoA+FAD = CH3(CH2)14CH=CH-CO-SCoA+FADH2

15. Uwodnienie steranoiloCoA do 3hydroksystearoiloCoA- reakcja kat przez hydratazę stearoiloCoA

CH3(CH2)14CH=CH-CO-SCoA+H20 = CH3(CH2)14CHOH-CH2-CO-SCoA

16. Utlenienie 3hydroksystearoiloCoA do 3-ketostearoiloCoA czemu towarzyszy powstanie NADH - reakcja kat przez dehydrogenazę hydroksystearoiloCoA

CH3(CH2)14CHOH-CH2-CO-SCoA+NAD = CH3(CH2)14CO-CH2-CO-SCoA+NADH+H+

17. Rozszczepienie (tioliza) 3-ketostearoiloCoA przez drugą cząsteczkę CoA, prowadzące do powstania ecetyloCoA i palmitoiloCoA skróconego o dwa atomy węgla - reakcja katalizowana przez B-ketotiolazę.

CH3(CH2)14CO-CH2-CO-SCoA+Co-ASH = CH3CO-SCoA+CH3(CH2)14CO-SCoA

Nasycony acyloCoA C18 taki jak stearoiloCoA ulega całkowitemu rozpadowi do 9 cząsteczek acetyloCoA w 8 obrotach cyklu degradacji:

stearoiloCoA+8FAD+8NAD+8CoA+8H2O = 9acetyloCoA+8FADH2+8NADH+8H+

Bilans:Aktywacja kwasu stearynowego pociąga za sobą wydatek 1(2) cząsteczki ATP. W każdej B-oksydacji zachodzą dwie reakcje utleniania, pierwsza z udziałem FAD, której towarzyszy powstanie 2 (1,5)cząsteczekATP i druga z udziałem NAD, której towarzyszy powstanie 3 (2,5)ATP. Każda B-oksydacja dostarcza 5 (4) ATP. Spalenie każdej reszty octanowej w cyklu krebsa dostarcza 12 (10)ATP. Proces B-oksydacji zachodzi 8-krotnie, w jego wyniku powstaje 9 acetyloCoA.

---w wyniku utlenienia NADH i FADH2: 8*5= 40ATP lub 8*4=32ATP

---w wyniku utlenienia acetyloCoA: 9*12=102ATP lub 9*10=90

---aktywacja stearynianu do stearoiloCoA: -1ATP lub -2ATP

---Lączne utlenienie 1cząst palmitynianu do CO2 i H2O dostarcza zatem 141 (120)cząst ATP.

12. ß-oksydacja kw. margarynowego (C17) reakcje, enzymy, bilans energetyczny.

Utlenianie kwasów tłuszczowych tłuszczowych nieparzystej liczbie atomów węgla podlega B-oksydacji.

CH3(CH2)15COOH+ATP+HSCoA = CH3(CH2)15CO-SCoA+AMP+PPi

CH₃(CH₂)₁₅CO-SCoA+FAD = CH₃(CH₂)₁₃CH=CH-CO-SCoA+FADH₂

CH3(CH2)13CH=CH-CO-SCoA+H2O = CH3(CH2)13CHOH-CH2-CO-SCoA

CH3(CH2)13CHOH-CH2-CO-SCoA+NAD = CH3(CH2)13CO-CH2-CO-SCoA+NADH+H+

CH3(CH2)13CO-CH2-CO-SCoA+CoASH = CH3-CO-SCoA+CH3(CH2)13CO-SCoA

Jednak w ostatnim obrocie cyklu pięciowęglowy związek przejściowy w postaci acylo CoA jest rozszczepiany na cząsteczkę C2 acetyloCoA i cząsteczkę C3 propionyloCoA, który nie ulega dalszej B-oksydacji.

1. Propionylo-SCoA ulega karboksylacji tworząc metalomalonylo-SCoA. Reakcję katalizuje karboksylaza propionylo-SCoA przy udzialeATP.

18. Kolejną reakcję katalizuje mutaza metylomalonylo-SCoA i powstaje sukcynylo-SCoA.

19. Sukcynylo-SCoA włącza się docyklu krebsa.

Bilans: Aktywacja kwasu margarynowego pociąga za sobą wydatek 1(2) cząsteczki ATP. W każdej B-oksydacji zachodzą dwie reakcje utleniania, pierwsza z udziałem FAD, której towarzyszy powstanie 2 (1,5)cząsteczekATP i druga z udziałem NAD, której towarzyszy powstanie 3 (2,5)ATP. Każda B-oksydacja dostarcza 5 (4) ATP. Spalenie każdej reszty octanowej w cyklu krebsa dostarcza 12 (10)ATP. Proces B-oksydacji zachodzi 7-krotnie, w jego wyniku powstaje 7acetyloCoA. W wyniku ostatniej B-oksydacji powstaje propionyloSCoA, który zamienionyw metalomaolylo dostarcza jednej cząsteczki ATP.

-w wyniku utlenienia NADH i FADH2 w B-oksydacji: 7*5= 35ATP lub 7*4=28ATP

-w wyniku utlenienia acetyloCoA: 7*12=84ATP lub 7*10=70

-aktywacja stearynianu do stearoiloCoA: -1ATP lub -2ATP

-zamiana propionyloSCoA w metalomaolylo: 1ATP

-Lączne utlenienie kwasu margarynowego do CO2 i H2O dostarcza zatem 119 (97)cząst ATP.

13. Biosynteza (reakcje, enzymy, substraty) kwasu stearynowego

Synteza kwasów tłuszczowych obejmuje kolejne kondensacje jednostek dwuwęglęwych w postaci acetylo-CoA, prowadzące do powstania długich łańcuchów węglowodorowych.

1. W pierwszej fazie następuje karboksylacja biotyny, powstaje wówczas karboksy-biotyna-enzym

CO2+ATP+biotyna-enzym = CO2-biotyna-enzym+ADP+Pi

20. Karboksybiotyna reaguje z aktywnym octanem dając malonyloCoA. Reakcje tą kaktalizuje karboksylaza acetyloCoA

CO2-biotyna-enzym+CH3CO-SCoA = malonyloSCoA+biotyna-enzym

21. AcetyloCoA i malonyloCoA zostają następnie przekształcone w ich ACP pochodne dzięki aktywności transacylazy acetylowej i transacylazy malonylowej, powstają: acetyloACP i malonyloACP

acetyloSCoA+ACP-SH = acetylo-ACP+CoA-SH

malonyloSCoA+ACP-SH = malonylo-ACP+CoA-SH

22. Kondensacja acetyloACP i malonyloACP do acetoacetyloACP, czemu towarzyszy uwolnienie wolnego ACP i CO2. reakcja katalizowana przez enzym kondensujący acylomalonyloACP.

CH3CO-ACP+HOOC-CH2-CO-ACP = CH3-CO-CH2-CO-ACP+ACP+CO2

23. redukcja acetoacetyloACP do B-hydroksybutyryloACP. Reakcja kat przez reduktazę 3-oksoacyloACP

CH3-CO-CH2-CO-ACP+NADPH+H+ = CH3-CHOH-CH2-CO-ACP+NADP+

24. odwodnienie przy udziale dehydratazy enoiloACP i utworzenie i utworzenie enoiloACP

CH3-CHOH-CH2-CO-ACP = CH3-CH=CH-CO-ACP+H2O

25. redukcjaenoiloACP przez NADPH do butyryloACP, reakcja kay przez reduktazę enoiloACP

CH3-CH=CH-CO-ACP+NADPH+H+ = CH3-CH2-CH2-CO-ACP+NADP+

W pierwszym obrocie cyklu powstaje butyryloACP, w kolejnych obrotach cyklu elongacji dochodzi do przyłączania dwóch atomów węgla z malonyloCoA do rosnącego łańcucha acyloACP, aż do momentu powstania palmitoioACP, który potrzebuje 7 obrotów cyklu lub stearoiloACP, który potrzebuje 8 obrotów. stearoiloACP ulega hydrolizie do stearynianu i ACP w reakcji katalizowanej przez hydrolazy acylo-ACP. Sumarycznie :

9acetyloCoA+8ATP+16NADPH+16H+ = stearynian+16NADP+8ADP+8Pi+9CoA+8H2O

14. Biosynteza tripalmitynianu glicerolu

Triacyloglicerole składają się z trzech kwasów tłuszczowych połączonych wiązaniami estrowymi ze szkieletem glicerolowym. Biosynteza triacylogliceroli zachodzi w wątrobie i tkance tłuszczowej. Proces ten można podzielić na etapy. Pierwszym jest powstawanie fosfoglicerolu, drugim estryfikacja glicerolu kwasami tłuszczowymi. Reakcje:

1. W procesie glikolozy powstaje fosfodihydroksyaceton, któy jest redukowany przez dehydrogenaze glicerolo-3-fosforanową, z udziałem NADH+H+ do glicerolo-3-fosforanu.

26. Drugi szlak syntezy glicerolo-3-fosforanu funkcjonuje w wątrobie i polega na przemianie glicerolu w gilcerolo-3-fosforan przez kinezę glicerolową z udziałem ATP.

27. Glicerolo-3-fosforan + palmitoiloSCoA przy udziale acetylotransferazy glicerolofosforanowej powstaje kwas fosfatydowy1-2-dipalmitynianglicerolo-3-fosforan

28. Kwas fosfatydowy + H2O przy udziale fosfatazy fosfatydynowej powstaje dipalmitynian glicerolu.

29. Dipalmitynian glicerolu+palmitoiloSCoA przy udziale acetylotransferazy diacyloglicerolowej powstaje tripalmitynian glicerolu+CoASH

15. Biosynteza tristearynianu glicerolu

Triacyloglicerole składają się z trzech kwasów tłuszczowych połączonych wiązaniami estrowymi ze szkieletem glicerolowym. Biosynteza triacylogliceroli zachodzi w wątrobie i tkance tłuszczowej. Proces ten można podzielić na etapy. Pierwszym jest powstawanie fosfoglicerolu, drugim estryfikacja glicerolu kwasami tłuszczowymi. Reakcje:

W procesie glikolozy powstaje fosfodihydroksyaceton, któy jest redukowany przez dehydrogenaze glicerolo-3-fosforanową, z udziałem NADH+H+ do glicerolo-3-fosforanu.

Drugi szlak syntezy glicerolo-3-fosforanu funkcjonuje w wątrobie i polega na przemianie glicerolu w gilcerolo-3-fosforan przez kinezę glicerolową z udziałem ATP.

1. W procesie glikolozy powstaje fosfodihydroksyaceton, któy jest redukowany przez dehydrogenaze glicerolo-3-fosforanową, z udziałem NADH+H+ do glicerolo-3-fosforanu.

30. Drugi szlak syntezy glicerolo-3-fosforanu funkcjonuje w wątrobie i polega na przemianie glicerolu w gilcerolo-3-fosforan przez kinezę glicerolową z udziałem ATP.

31. Glicerolo-3-fosforan + stearoiloSCoA przy udziale acetylotransferazy glicerolofosforanowej powstaje kwas fosfatydowy1-2-distearynianglicerolo-3-fosforan

32. Kwas fosfatydowy + H2O przy udziale fosfatazy fosfatydynowej powstaje distearynianglicerolu.

33. Distearynian glicerolu+stearoioSCoA przy udziale acetylotransferazy diacyloglicerolowej powstaje tristearynian glicerolu+CoASH

16. Budowa i rola NAD

NAD to dinukleotydamidoadeninowy. Składa się on z dwóch pojedynczych nukleotydów połączonych ze sobą wiązaniem difosforanowym. Czasteczka NAD zbudowana jest z

• Kwasu adenylowego: adenina, ryboza

• Nukleotydu nikotynoamidowego: amid kwasu nikotynowego, ryboza

• Kwasu fosforowego.

Grupą czynną jest amid kwasu nikotynowego= witamina PP (przeciwpelagryczna), która ma w pierścieniu pirydynowym atom azotu o ładunku + i cały koenzym w formie utlenionej przyjmuje ten ładunek.

Podczas reakcji odwodorowania (redukcji utlenionego NAD) pierścień pirydynowy koenzymu ulega redukcji, atom azotu traci ładunek dodatni, zmienia się rozmieszczenie wiązań podwojnych w pierścieniu. Zostaja przyłączone 2e i1H, drugi proton pozostaje w środowisku reakcji: NAD⁺+H⁺+2e^- ↔ NADH+H⁺

Zredukowany NADH przekazuje wodór koenzymom flawinowym, natomiast wodór z NADPH+H⁺ wykorzystywany jest w procesach redukcji podczas biosyntezy tłuszczów, cuków. Nukleotydy są słabo związane z częścią białkową i mogą się odłączać.

Podstawową funkcją NAD jest współdziałanie z dehydrogenezami przy odwodorowaniu substratu.np dehydrogenaza alkoholowa katalizuje odwracalną reakcję przeniesienia dwóch atomów wodoru z etanolu na NAD a tym samym przemianę jego do aldehydu octowego.

CH₃-CH₂-OH+NAD ↔ CH₃-COH+NADH+H⁺

Dehydrogenazy współdziałające z nukleotydami NAD katalizują utlenianie pierwszo i drugorzędnych alkoholi aldehydów, α i B-hydroksykwasów i aminokwasów. Reakcje te są odwracalne. Przykładem dehydrogenaz o zmiennym kierunku działania jest dehydrogenaza glutaminianowa:glutaminian+NADP+H2O=2-oksoglutaran+NADH+H+NH3

H₂N



COOH-CH-CH₂-CH₂-COOH+NAD+H₂O↔COOH-CO-CH₂-CH₂-COOH+NH₃+NADH+H⁺

To nie jest do końca napisane bo zaczęłam tłuszcze i już tego nie dokończyłam.

---