Jak stężenie PH wpływa na zmianę ładunków w aminokwasach
Stężenie jonów wodorowych odgrywa dużą rolę w katalizie enzymatycznej. W Zależności od PH środowiska reakcji następują zmiany elektrostatyczne dotyczące grup aminowych i karboksylowych białka enzymatycznego. Wpływa to bezpośrednio na centrum katalityczne enzymu oraz na centrum katalityczne enzymu oraz reakcje z substratem. Nie bez wpływu na wypadkową optymalna wartość PH i substratu. Dla większości enzymów tzw optimum PH które wynosi 7. Istnieje wiele enzymów działających najlepiej przy innych wartościach pH pepsyna[1,8], disacharydazy[6,0],trypsyna[8,0],arginaza[10,0]. Niektóre enzymy mogą efektywnie działać tylko w niewielkim przedziale pH. Inne natomiast charakteryzuje szeroki profil tzn maja podobna aktywność w zakresie kilku jednostek pH.
PH poniżej 7 - H+ wiąże się z grupa NH3, powyżej 7- OH- wiąże się z grupa COO-
tzn. bierze od niego H+ i łączy się w wodę a NH3 zmienia się w NH2
Utlenianie biologiczne
Jest ciągiem oddzielnych reakcji redox które polegają na transporcie protonów i elektronów z zredukowanych substratów na tlen. Substancje pośredniczące w przenoszeniu protonów i elektronów są elementami łańcucha oddechowego
NAD+ -> NAD+ + 2H+ + 2E- ->NADH + H+
FAD->FAD+2H+ +2E->FADH2
utlenianie biologiczne, procesy enzymatyczne przebiegające w każdej komórce żywego organizmu, w których wyniku cząsteczki węglowodanów, kwasów tłuszczowych i aminokwasów zostają ostatecznie rozłożone na dwutlenek węgla i wodę, a powstająca energia zostaje zachowana i zmagazynowana w postaci użytecznej biologicznie. Może występować w postaci oddychania komórkowego tlenowego i beztlenowego. W pierwszym wyróżnia się trzy zasadnicze etapy: glikolizę, zachodzącą w cytoplazmie komórkowej, oraz cykl Krebsa (spalanie metabolitów powstałych z przemiany węglowodanów, tłuszczów i aminokwasów oraz tworzenie energii i dwutlenku węgla wydalanego przez organizm) i łańcuch oddechowy (tworzenie cząsteczek wody z tlenu pobranego z krwi przez redukcję wodorem), zachodzące w mitochondriach.
Działanie buforowe hemoglobiny- hemoglobina jest najważniejszym układem buforującym wśród białek - wynika to z faktu ze stanowi ona prawie ¾ całkowitego białka krwi. Ma ona charakter kwaśny z powodu przewagi grup kwasowych hemu nad grupami zasadowymi globiny - stąd hemoglobina posiada zdolność wiązania zasad. Może też wiązać protony i je uwalniać.
Tory egzo- i endogenne rozkładu glikogenu -
Tor egzogenny[trawienny] trawienie glikogenu przebiega przy pomocy enzymów amylolitycznych. Do nich należy amylaza ślinowa (enzym wydzielany w jamie ustnej - pH=6,8], a także amylaza trzustkowa (wydzielana przez trzustkę]. W trzustce glikogen rozkładany jest do dekstryny-maltotriozy, maltozy i glukozy. Końcowym produktem trawienia są monosacharydy (gł. Glukoza)która wchłaniana jest na drodze aktywnego transportu. Jest to rozkład hydrolityczny.
Tor endogenny[fosforoliza]-przemiana glikogenu w komórkach w torze endogennym dział enzym fosforylaza. Jest to proces gdy glikogen znajduje się w organizmie, czyli wątroba przekształca nadmiar glukozy w glikogen i on zalega w organizmie. I w momencie głodu czy wysiłku cześć jest rozkładana przez glukozę; będzie trwać tak długo aż dojdzie do rozgałęzienia. Glukoza w komórkach uwalniana jest w formie ufosforyzowanej. może być w takiej formie wykorzystywana jako substrat energetyczny.
Czy cykl Krebsa może zachodzić w warunkach beztlenowych
Cykl kwasu cytrynowego działa wyłącznie w warunkach tlenowych ponieważ wymaga on stałego dopływu NAD+ oraz FAD.
Rezerwy glikogenu, mechanizm ich uruchamiania w mięśniach i wątrobie-
Glikogen jest wielocukrem czyli polisacharydem zbudowanym z wielu tysięcy cząsteczek cukru prostego - glukozy. Stanowi on główna formę magazynowania węglowodanów w organizmie człowieka. Gromadzony jest w mięśniach i wątrobie i z obu tych źródeł może być wykorzystywany podczas pracy mięśni jako substrat do resyntezy ATP. Wyczerpanie zapasów glikogenu mięśniowego uważane jest za jedną z przyczyn zmęczenia lokalnego.
Proces syntezy glikogenu zachodzi zarówno w mięśniach jak i w wątrobie z glukozy pochodzącej głównie z węglowodanów zawartych w pożywieniu trawionych przewodzie pokarmowym. Glikogen wątrobowy może powstawać także z glukozy syntetyzowanej w organizmie w procesie zwanym glukoneogenezą. Prekursorami glukozy w tym procesie mogą być niektóre aminokwasy, kas mlekowy, oraz glicerol. Proces syntezy glikogenu zarówno w mięśniach jak i w wątrobie wymaga nkładu energii w postaci związków wysokoenergetycznych - ATP i UTP. Zachodzi ona głównie po wysiłku fizycznym co jest związane ze wzrostem aktywności enzymów katalizujących ten proces. Na wielkość zapasów glikogenu ma również wpływ zawartość węglowodanów w diecie, stężenie glukozy w komórkach poziom niektórych hormonów a także trening.
Jak stała Michaelsa wpływa na szybkość reakcji - ]
Kinetyczne właściwości niektórych enzymów można opisać według modelu Michaelsa-Menten. Szybkość V tworzenia produktu reakcji ilustruje równanie V=Vmax*[S]/[S]+Km
Gdzie Vmax jest szybkością reakcji w warunkach całkowitego wysycenia enzymu substratem a Km stała Michaelsa jest stężeniem substratu, przy którym szybkość reakcji osiąga połowę maksymalnej. Wartość Km jest stała dla danego substratu w określonych warunkach reakcji. Jest ona miarą powinowactwa enzymu do substratu. Im mniejsza jest wartość Km, tym powinowactwo enzym-substrat jest większe i odwrotnie. Jeżeli jakiś enzym rozkłada kilka substratów, to wyznaczenie dla każdego z nich wartości Km pozwala określić najodpowiedniejszy dla niego substrat, czyli ten dla którego Km ma najmniejszą wartość.
Wykazano doświadczalnie ze przy stężeniu substratu 100 razy przekraczającym wartości stałej Michaelsa enzym dział z szybkością maksymalną co jest pożądane w badaniach enzymatycznych
Izomeria cukrów - izomer typu D: grupa -OH przy przedostatnim atomie C , znajduje się po jego prawej stronie. Izomer typu L. Grupa -OH przy przedostatnim asymetrycznym atomie C znajduje się po jego lewej stronie.
Ketoza-aldozy: powinny zachowywać się jak alkohole (maja grupę hydroksylową -OH) a z drugiej strony jak aldehydy (tak nie jest w przypadku cukrów dłuższych). Wiązania między atomami C w cukrach są pojedyncze więc istnieje pewna swoboda rotacji. Łańcuchy 5, 6, 7 węglowe mogą się zwinąć i wtedy na jednym końcu zbuduje się grupa -COH a na drugim alkoholowa. Te dwa końce reagują ze sobą i tworzy się struktura pierścieniowa w której nie ma już wolnej grupy aldehydowej.
-Aldehydy mogą utleniać się do kwasów (są zdolne do oddania wodoru) są reduktorami. Dlatego cukry powinny mieć W odpowiedzi właściwości redukcyjne, jednak w pewnych warunkach nie mają tych właściwości ponieważ tworzą pierścienie. Struktury cykliczne: Piranozy: glukoza cykliczna