ZESTAW 5

faza jasna fotosyntezy - znaczenie produktów

przebiega on w gronach chloroplastów i polega na wytwarzaniu siły asymilacyjnej czyli ATP i NADPH2. Fotony światła padając na chlorofil powodują wybicie z niego elektronu. Chlorofil przechodzi w stan wzbudzenia, a wybite elektrony, które mają zapas energii z pochłoniętych kwantów światła przechodzą przez układ przenośników, tracąc energię, która gromadzona jest w ATP (fosforylacja fotosyntetyczna). W zależności od losu wybitych elektronów i ukł przenośników wyróżniamy 2 typy fosforylacji: cykliczną i niecykliczną. W czasie fazy jasnej zachodzi rozkład wody, wydziela się tlen, powstaje zredukowany NADPH2
- zależną bezpośrednio od światła, podczas której dochodzi do wytworzenia tzw. siły asymilacyjnej umożliwiającej zachodzenie dalszych etapów. Przemiany zachodzące w tej fazie zapisuje się uproszczonym równaniem:
12H2O + ENERGIA ŚWIETLNA + 18 ADP + 18 Pi 12(H2) + 18 ATP + 6O2

Celem fazy jasnej jest więc przemiana energii świetlnej w chemiczną, która zostaje zmagazynowana w dwóch związkach: ATP i NADP-H2. Tworzą one tzw. siłę asymilacyjną. Produktem ubocznym tej fazy jest tlen.

wzór biotyny i reakcje z jej udzialem

Cząsteczka sklada się z mocznika skondensowanego z pierścieniem tiofanowym który z kolei jest podstawiony w pozycji 2 resztą kwasu walerianowego. W tkance występuje w powiązaniu z białkiem za pośrednictwem lizyny, z którą tworzy układ biocytyny. Koenzymem jest KARBOKSYBIOTYNA która tworzy się z udziałem CO2 i ATP. W połączeniu z białkiem enzymu jest czynnikiem właściwym karboksylującym w reakcjach metabolicznych. Współdziałanie biotyny z enzymem przedstawia reakcja 3-karboksylacji m.in. pirogronianu do szczawiooctanu.

Ta reakcja powiązana jest z cyklem kwasy cytrynowego i zabezpiecza w niej poziom metabolitów pośrednich.

Inna reakcja to przeniesienie grupy karboksylowej z kwasu szczawiooctowego na węgiel propionylo-S-CoA. Ta reakcja ma znaczenie przy rozkładzie nieparzystoweglwoych kwasów tłuszczowych, nie wymaga ATP

Działanie biotyny: 1. białko przenoszące karboksybiotynę (nośnik) 2. karboksylaza biotyny (dimer zależny od ATP i przenoszący CO2 na zawiązaną biotynę) 3. karboksytransferaza (właściwa karboksylacja przez przeniesienie COO- z biotyny na grupę metylową acetylo koenzymu A.

cykl pentozofosforanowy ykl pentozofosforanowy służy do biosyntezy węglowodanów, w wyniku czego mogą tworzyć się cukry o różnej liczbie atomów węgla. NADPH jest wykorzystywany jako dawca elektronów i protonów niezbędnych w biosyntezie kwasów tłuszczowych. W organizmie człowieka szlak pentozofosforanowy intensywnie zachodzi w tkance tłuszczowej. Substratem w tym cyklu jest glukoza. Glukoza po ufosforylowaniu do glukozo-6-fosforanu ulega dehydrogenacji do kwasu 6- fosfoglukonowego. Enzymem katalizującym jest dehydrogenaza glukozo-6 fosforanu Jednocześnie ma miejsce redukcja NADP do NADPH. Produkt, czyli kwas glukonowy ulega następnie dekarboksylacji do rybulozoo-fosforanu, który jest już pentozą. Enzymem jest tutaj dehydrogenaza kwasu fosfoglukonowego wymagającego obecności NADP. Powstała pentozą jest ketozą, można ja jednak łatwo izomeryzować do rybozo-5-fosforanu. w tkance tłuszczowej zużycie NADPH jest duże. W tych komórkach rybozo-5-fosforan przekształcany jest we fruktozo-6-fosforan i aldehyd 3 fosfoglicerynowy 3cz. Rybozo-5-fosforanu + ATP <--->2cz.fruktozo-6-fosforanu + aldehyd 3-fosfoglicerynowy Jeden z enzymów katalizujących te reakcje zawiera pirofosforan tiaminy. Z fruktozofosforanu i aldehydu fosfoglicerynowego można łatwo uzyskać glukozo-6-fosforan. Ten zaś można ponownie wprowadzić w szlak pentozofosforanowy. W mięśniach szkieletowych tego typu przemiany są mało intensywne, gdyż lepiej szybko utlenić glukozę do C0₂ i H₂0. ma znaczenie w metabolizmie jako źródło czynników redukujących do wytwarzania NADPH (NADP) oraz jako mechanizm syntezy i dostarczania pentoz (cukrów pięciowęglowych).

znaczenie mRNA w biosyntezie białka mRNA powstaje w jądrze komórkowym w procesie transkrypcji z DNA. Jest syntetyzowany z trifosforanów nukleozydów. Trójki nukleotydów, czyli kodony, rozmieszczone w jego łańcuchu wyznaczają kolejność aminokwasów syntetyzowa­nego białka. mRNA - przenosi informację z DNA z jądra do cytoplazmy. Powstaje w wyniku transkrypcji.

Do transkrypcji niezbędna jest polimeraza RNA, która powoduje rozbicie DNA zna 2 pojedyncze łańcuchy. Jeden łańcuch DNA jest matrycą dla tworzącego się mRNA, czyli kolejność nukleotydów w DNA determinuje sekwencję nukleotydów w mRNA (w mRNA nie ma tyminy tylko jest uracyl). Drugim łańcuch helisy dobudowuje nukleotydy lub rozpada się na wolne nukleotydy niezbędne w replikacji. Pozostałe trójki nukleotydów w mRNA komplementarne do trójek w DNA (do kodu) i stanowią kodony.

W procesie transkrypcji u eukariontów powstaje najpierw pre--mRNA, jako składnik frakcji heterogennego jądrowego hnRNA. Dalszym etapem jest proces modyfikacji, w którym następuje dobieranie i łączenie z sobą fragmentów łańcucha RNA, aby powstał ostatecznie łańcuch zawierający informację o ściśle określonym białku.

Modyfikacji ulegają końce łańcucha mRNA. Modyfikacja końców mRNA, jak również obecność białek informomero-wych mają na celu ochronę informacji o cząsteczce białka zarówno podczas przeby­wania matrycowego RNA w jądrze komórkowym, jak i podczas jego transportu do cytosolu

deaminacja aminokwasów Nadmiar aminokwasów ulega w wątrobie dezaminacji (odłączenie grupy aminowej -NH2 od aminokwasu) i przemianie na glukozę lub ketokwasy. Odłączone od aminokwasów grupy -NH2 zostają przekształcone do amoniaku lub mocznika i są wydalone. Zatem w procesie dezaminacji aminokwasu wydzielony zostaje amoniak i powstaje alfa-ketokwas lub kwas nienasycony. Wyróżniamy dezaminację oksydacyjną i deazminację nieoksydacyjną.
W dezaminacji oksydacyjnej enzymy mogą współdziałać z NAD+ , NADP+ , FAD lub FMN. Do enzymów współdziałających z NAD+ lub NADP+ należy dehydogenaza glutaminianowa, która występuje w komórkach wątroby. W budowie enzym ten zawiera cynk. Katalizuje przemianę kwasu glutaminowego do kwasu alfa-ketoglutarowego i amoniaku:

Kwas glutaminowy + NAD+ + H2O <---> kwas alfa-ketoglutarowy + NH3 + NADH+H+ (NADH2 - dwunukleotyd nikotynamidoadeninowy zredukowany) 

Dehydrogenaza ta może również katalizować deaminację oksydacyjną waliny i leucyny. U bakterii występuje również dehydrogenaza L-alaninowa współdziałająca z NAD+, katalizująca deaminację alaniny do pirogronianu i amoniaku.

Enzymy współdziałające z FMN i FAD w deaminacji oksydacyjnej, należą do oksydaz aminokwasowych. Produktem reakcji enzymatycznej jest iminokwas, który ulega nieenzymatycznej przemianie do amoniaku i alfa-ketokwasu. FADH2 (FAD zredukowany) powraca do formy utlenionej FAD+ po oddaniu atomów wodoru na tlen O2:

FADH2 + O2 ---> FAD+ + H2O2

W reakcji powstaje nadtlenek wodoru (H2O2), który podlega rozkładowi przy udziale peroksydazy Deaminacja nieoksydacyjna jest katalizowana przez enzymy nazwane deaminazami Należy tutaj amoniakoliaza asparaginianowa, która katalizuje odwracalną reakcje daminacji asparaginianu do furanu. Ta reakcja umożliwia także włączanie azotu amonowego do związków organicznych

b-oksydacja - dowolny przykład beta-oksydacja kwasów tłuszczowych - rozkład cząsteczek kwasów tłuszczowych na dwuwęglowe fragmenty, które następnie wchodzą do cyklu kwasu cytrynowego. Beta-oksydacja. W komórkach (mitochondria) kwasy tłuszczowe ulegają aktywacji do tioestrów przy udziale ATP. Dzięki temu stają się związkami reaktywnymi i wysokoenergetycznymi.

Dehydrogenaza przy udziale FAD (FAD FADH₂) powoduje odwodorowanie kwasów tłuszczowych w pozycji alfa, beta. Do nienasyconych kwasów tłuszczowych dołączona zostaje cząsteczka wody dając beta-hydroksykwasy. Te z kolei są utleniane przez odwodorowanie w pozycji beta, przy udziale dehydrogenazy i NAD⁺. Powstały tioester beta-ketokwasu przy udziale drugiej cząsteczki CoA-SH ulega tiolizie (rozpadowi) do acetylo-koenzymu A i acylo-koenzymu A (zawiera dwa węgle mniej niż poprzedni), który poddany jest ponownej beta-oksydacji. Jeden cykl obejmuje dwukrotne odwodorowanie i przenoszenie wodoru na tlen (łańcuch oddechowy) z wytworzeniem 5 cząsteczek ATP (2 cząsteczki z FADH+H, 3 cząsteczki z NADH+H) z odczepieniem acetyloCoA. Proces jest sprzężony z cyklem Krebsa i łańcuchem oddechowym. Beta oksydacja dostarcza ATP.

znaczenie w metabolizmie

acetylo- CoA , CH₃-C(O)-S-CoA, tioester kwasu octowego i koenzymu A, ważny związek metaboliczny. Acetylokoenzym A powstaje podczas β-oksydacji kwasów tłuszczowych lub dekarboksylacji oksydacyjnej kwasu pirogronowego. Jest przenośnikiem aktywowanej grupy acetylowej. Bierze udział w cyklu Krebsa. Ponadto jest wykorzystywany w organizmach żywych do syntezy acetylocholiny, cholesterolu, hormonów steroidowych

przekazywanie informacji genetycznej informacja dziedziczna, informacja zapisana w DNA za pomocą kodu genetycznego, dotycząca struktury białek oraz różnych rodzajów RNA; stanowi sumę informacji wszystkich genów organizmu, jest powielana w procesie replikacji DNA. Żeby ciągłość genetyczna między pokoleniami została zachowana, DNA musi być powielany i przekazywany nowym komórkom podczas cyklu podziałowego. Replikacja DNA jest procesem, podczas którego cząsteczka rodzicielska jest podwajana przed przekazaniem jednej z kopii DNA każdej z nowo powstających komórek. Dzięki nim organizmy mogą zachować i modyfikować swoje genomy.        Informacja genetyczna przenoszona przez DNA jest zapisana w kolejności ułożenia czterech różnych nukleotydów. DNA, zawiera jednostkę informacji genetycznej.

mechaniczne dzialanie koenzymów

Dzialanie koenzymow polega na ich powiązaniu stechiometrycznym z substratem za pośrednictwem określonej jego grupy oraz z bialkiem enzymowym. W reakcji przeniesienia protonów i elektronów z jednego związku na inny może uczestniczyc jeden lub dwa enzymy; w drugim przypadku nastepuje tzw. Sprzężenie koenzymatyczne. Przykładem takiego sprzeżenia jest powiazanie z udzialem dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego.

Enzym 1 (dehydrogenaza fosforanu gliceraldehydu, katalizuje przeniesienie atomow wodoru z wodzianu fosforanu triozy na NAD+, przy czym tworzy się 3-fosfoglicerynian i zredukowany NAD+. Reakcja jest sprzężona z druga w której regeneruje się NAD+ przez przekazanie atomów wodoru na pirogronian z udziałem innego enzymu- dehydrogenazy mleczajowej, w wyniku czego tworzy się mleczan. W tym przypadku koenzym jest lluxno powiązany z bialkiem enzymu i może współdziałać z róznymi apoenzymami. W innych reakcjach koenzym jest silniej powiązany z apoenzymem i wtedy jest on pośrednikiem w przekazaniu określonej grupy atomów z jednego substratu na drugi przy udziale tego samego enzymu.

Reakcja utlenienia β-D-glukopiranozy do laktonu kwasu glukonowego, katalizowana przez oksydazę glukozową, współdziałającą z FAD. Atomy wodoru odłączone z glukozy są tu przekazane za pośrednictwem FAD, współdziałającego z białkiem enzymu, na tlen cząsteczkowy, w wyniku czego tworzy

się nadtlenek wodoru H2O2

---