METABOLIZEM OGLJIKOVIH HIDRATOV

Σχετικά έγγραφα
METABOLIZEM OGLJIKOVIH HIDRATOV

Glukoneogeneza. Glukoneogeneza. Glukoneogeneza. poteka v jetrih in ledvični skorji, v citoplazmi in delno v mitohondrijih.

UVOD CIKLUS CITRONSKE KISLINE (CCK) = KREBSOV CIKLUS = CIKLUS TRIKARBOKSILNIH KISLIN

Metabolizem oz. presnova

UVOD CIKLUS CITRONSKE KISLINE (CCK) = KREBSOV CIKLUS = CIKLUS TRIKARBOKSILNIH KISLIN. Glavne metabolične poti oglj. hidratov pri rastlinah in živalih

Metabolizem in energija

Glikoliza. Metabolične poti. Organizacija metaboličnih poti Ciklična pot (intermediati se reciklirajo) Kako poteka oksidacija goriv v našem organizmu?

Nastanek NADH in NADPH Prenos elektronov in nastanek ATP

Razgradnja maščobnih kislin. Ketonska telesa H + NAD+ NADH. Pregled metabolizma MK. lipoprotein-lipaza. maščobne kisline.

DIHANJE. Univerza v Ljubljani Biotehniška fakulteta Oddelek za agronomijo. Agronomija - VSŠ 2005/06

Glukoneogeneza i regulacija glukoneogeneze

DIHANJE. Univerza v Ljubljani Biotehniška fakulteta Oddelek za agronomijo. Agronomija - UNI

DOLOČANJE)ENCIMSKE)AKTIVNOSTI)V)KLINIČNE)NAMENE)

Matjaž Zorko Medicinska fakulteta

Nekatere interakcije v lipidnem metabolizmu

CIKLUS LIMUNSKE KISELINE (CLK)

Teze predavanj iz mikrobne biokemije*

SINTEZA SAHAROZE IN ŠKROBA

Ugljikohidrati i glikoliza

Encimi. Splošne lastnosti - osnove delovanja, specifičnost, energijski vidik nekatalizirane in encimsko katalizirane reakcije

MAŠČOBNE KISLINE REZERVA ENERGIJE

AMILAZE. Encimi, ki hidrolizirajo ogljikove hidrate. struktura škroba

RAZGRADNJA MAŠČOBNIH KISLIN METABOLIZEM MAŠČOBNIH KISLIN IN LIPIDOV MAŠČOBNE KISLINE REZERVA ENERGIJE. V ciklus citronske kisline

VERIGE ZA PRENOS ELEKTRONOV IN OKSIDATIVNA FOSFORILACIJA NAMEN KATABOLNIH REAKCIJ GLIKOLIZA + CCK ENERGETSKA BILANCA NA 1 MOLEKULO GLUKOZE + 2 H 2

Svetlosna energija absorbuje se hlorofilima u biljnim ćelijama. Hloroplast

Aminokiseline. Anabolizam azotnihjedinjenja: Biosinteza aminokiselina, glutationa i biološki aktivnih amina

Put pentoza fosfata. B. Mildner. Put pentoza fosfata

METABOLIZAM UGLJENIH HIDRATA

Glikogen (razgradnja, sinteza i njihova regulacija) Boris Mildner

OKSIDACIJSKA FOSFORILACIJA

OGLJIKOVI HIDRATI MONOSAHARIDI. Monosaharidi (enostavni sladkorji): ni jih mogoče razgraditiv milih pogojih

pretvarja v nestrupeno obliko, ki lahko vstopa v biosintezo nukleotidov *i) NH 4

METABOLIZEM MAŠČOBNIH KISLIN IN LIPIDOV

[ C][ D] [ A][ B] Integracija metabolizma. Metabolički putevi koji omogućuju život izuzetno su složeni i međusobno isprepleteni

Seminar 13.b. Glikogen GLIKOGEN. B. Mildner

Energetski metabolizem

Mehanizmi encimske katalize

Uravnavanje encimske aktivnosti

Ogljikovi hidrati - monosaharidi

Endokrino tkivo. otočki v pankreasu obščitnične žleze hipofiza s hipotalamusom ščitnica nadledvična žleza gonade placenta (prehodno)

KATABOLIZAM UGLJENIH HIDRATA

METABOLIZMUS FRUKTÓZY A GALAKTÓZY REGULÁCIA METABOLIZMU SACHARIDOV

IZPIT IZ BIOKEMIJE ZA BIOLOGE (1. ROK)

METABOLISMO DE GLUCÍDOS (CONTINUACIÓN)

Ciklus limunske kiseline-2

Funkcijske vrste. Matematika 2. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 2. april Gregor Dolinar Matematika 2

Encimska kinetika govori o hitrosti encimske reakcije

Uvod 1 1 FIZIOLOGIJA GIBANJA PODLAGA ZA NAČRTOVANJE PREHRANE ŠPORTNIKA 5 ATP OSNOVNA VALUTA ENERGIJE CELIC 8 GLAVNI VIRI OBNAVLJANJA ATP-JA 10

Fotosinteza. 1. Sinteza NADPH+H + in ATP 2. Fiksacija CO 2

Αντιδράσεις οξειδωτικού μέρους. Μη οξειδωτικές αντιδράσεις ΔΡΟΜΟΣ ΤΩΝ ΦΩΣΦΟΤΙΚΩΝ ΠΕΝΤΟΖΩΝ. 6-Ρ γλυκόζη. 5-Ρ ριβουλόζη

ENCIMI ZGRADBA ENCIMOV NEKATERI ENCIMI IN NJIHOVI KOFAKTORJI

OGLJIKOVI HIDRATI. Ogljikovi hidrati...

FIZIOLOGIJA PREHRANE. Zgradba prebavil Funkcija prebavil Hormoni Presnova

[ E] [ ] kinetika encimske pretvorbe. razpolovni čas. ln pretvorba encimov sledi kinetiki prvega reda

Booleova algebra. Izjave in Booleove spremenljivke

FOTOSINTEZA Wan Hill primerjal rastlinsko fotosintezo s fotosintezo BAKTERIJ

Γλυκόζη. Ανασκόπηση μεταβολισμού υδατανθρακών ΗΠΑΡ. ΤΡΟΦΗ Γλυκόζη. Κυκλοφορία. Κυτταρόπλασμα ΓΛΥΚΟΓΟΝΟ. Οδός Φωσφ. Πεντοζών.

Mitohondriji i kloroplasti Stanično disanje Fotosinteza Evolucija metaboličkih reakcija

Državni izpitni center SPOMLADANSKI IZPITNI ROK *M * NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Sreda, 3. junij 2015 SPLOŠNA MATURA

Katedra za farmacevtsko kemijo. Sinteza mimetika encima SOD 2. stopnja: Mn 3+ ali Cu 2+ salen kompleks. 25/11/2010 Vaje iz Farmacevtske kemije 3 1

Prehrana in metabolizem

Disanje (Respiracija)

HIDRATI MONOSAHARIDI IN DISAHARIDI

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 5. december Gregor Dolinar Matematika 1

Diferencialna enačba, v kateri nastopata neznana funkcija in njen odvod v prvi potenci

Uvod u metabolizam - procesi izgradnje i razgradnje u živoj stanici

Laboratorij za termoenergetiko. Vodikove tehnologije in PEM gorivne celice

PONOVITEV SNOVI ZA 4. TEST

Jure Stojan 2. predavanje termodinamične osnove, encimske katalize encimska kataliza časovni potek encimske reakcije začetna hitrost

6 ogljikovih atomov: HEKSOZE (npr. glukoza, fruktoza, galaktoza) Ločimo dve vrsti glukoze: α glukoza in. β glukoza, ki se

Ugljeni hidrati. Uvod. masti, belančevine CO 2. O + hν + hlorofil fotosinteza + H 2. glukoza. skrob. ishrana. ishrana glikogen. celuloza.

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 21. november Gregor Dolinar Matematika 1

Svi živi organizmi imaju potrebu za konstantnim prilivom energije kako bi održali ćelijsku strukturu i rast. 4/17/2013

UNIVERSITATEA DIN BUCURESTI CICLUL 1. LICENTA IN BIOCHIMIE. Biochimie metabolica

Μεταβολισμός Βασικές Έννοιες

OKOLJSKO NARAVOSLOVJE 2. Predavanja v študijskem letu 2. del 2012/2013

3/25/2016. Hemijske komponente ćelije

KEMIJA. Iztok Prislan Biotehniška fakulteta Oddelek za živilstvo

CIKLUS AZOTA I SUMPORA U PRIRODI

TEST PITANJA BIOHEMIJA UGLJENI HIDRATI

Biochimie Curs 9. Glicogen. UDP-glucoza UTP G 1. P = Glucozo-1-fosfat P = Glucozo-6-fosfat ATP. Glucoza G 6

SKUPNE PORAZDELITVE VEČ SLUČAJNIH SPREMENLJIVK

HORMONSKA REGULACIJA METABOLIZMA

4. razred gimnazije - opšti i prirodno-matematički smer UGLJENI HIDRATI

svetloba CO 2 H 2 O C 6 H 12 O 6 + O 2

Digestión de los lípidos

FOTOSINTEZA. Univerza v Ljubljani Biotehniška fakulteta Oddelek za agronomijo. Agronomija - VSŠ 2005/06

ENCIMI PRI PROCESIRANJU ŠKROBA. gelatinizacija škroba nabrekanje, viskozna suspenzija. raztapljanje škroba delna hidroliza, izguba viskoznosti

Laboratorij za termoenergetiko. Vodikove tehnologije

1. TVORBA ŠIBKEGA (SIGMATNEGA) AORISTA: Največ grških glagolov ima tako imenovani šibki (sigmatni) aorist. Osnova se tvori s. γραψ

ZGRADBA ENCIMOV ENCIMI ENCIMI REAKCIJE, KINETIKA IN INHIBICIJA. Aktivni samo v nativni konformaciji. M = Da. Enostavni in sestavljeni

Inzulin, glukagon i. Prof. dr. Zoran Valić Katedra za fiziologiju Medicinski fakultet u Splitu

ZGODOVINA MIKROBIOLOGIJE

FK3. ANTIDIABETIKI ali peroralne hipoglikemične učinkovine ali peroralne antihiperglikemične učinkovine.

Autoriteti. Svetska zdravstvena organizacija (SZO) American Diabetes Association (ADA) Srbija: Nacionalni vodič

Proizvodnja in uporaba encimov

K E M IČ N A V L A K N A IZ N A R AV N IH PO L IM E R O V 1. RAZDELITEV NARAVNIH POLIMEROV [1] N A R AV N A V L A K N A

VODA ELEKTROLITI I ACIDO-BAZNA RAVNOTEŽA...

KOENCIMI IN VITAMINI REGULACIJA ENCIMSKE AKTIVNOSTI KOENCIMI

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

Transcript:

METABLIZEM GLJIKVIH HIDRATV KAK CELICA DBI GLUKZ IN STALE MNSAHARIDE? HRANA ZNTRAJCELIČNI GLIKGEN ali ŠKRB razgradnja s prebavnimi encimi GLUKZA in ostali monosaharidi fosforilitična cepitev prenos do celic GLUKNEGENEZA (sinteza glukoze de novo) PREBAVA GLJIKVIH HIDRATV usta Kompleksni sladkorji dvanajsternik tanko črevo debelo črevo oligosaharidi monosaharidi

PREBAVA ŠKRBA IN GLIKGENA α-amilaza β-amilaza stanek razvejitve α (1 6) glukozidaza debranching enzyme α(1 6) glukozidaza Nadaljnje cepitve z α-amilazo Glavne metabolične poti oglj. hidratov pri rastlinah in živalih GLIKGEN, ŠKRB Riboza 5-fosfat + NADPH+H + katabolizem fosfoglukonatna pot glikoliza GLUKZA NADH+H + +ATP anabolizem glukoneogeneza DISAHARIDI anaerobni metabolizem (živalska mišica) LAKTAT PIRUVAT ACETIL CoA C 2 +NADH +FADH 2 anaerobni metabolizem (npr. kvasovke) ADP + Pi oksidativna fosforilacija ETANL ATP 2 H 2 GLIKLIZA grš. glyco = sladka snov + lysis = cepitev - pretvorba glukoze do piruvata - anaerobna - poteka v živalih, rastlinah in mikroorganizmih - poteka v citoplazmi - 10 encimsko kataliziranih reakcij

1. HEKSKINAZA 2. FSFGLUK- IZMERAZA REAKCIJE V GLIKLIZI Glukoza Dihidroksiaceton fosfat 5. TRIZAFSFAT- IZMERAZA Gliceraldehid 3- fosfat 6. GLICERALDEHID 3-FSFAT DEHIDRGENAZA 1,3-Bifosfoglicerat 10. PIRUVAT KINAZA Glukoza 6-fosfat 4. ALDLAZA 3. FSF- FRUKTKINAZA 7. FSFGLICERAT KINAZA Fruktoza 6-fosfat Fruktoza 1,6-bifosfat 9. ENLAZA 3-Fosfoglicerat 8. FSFGLICERAT MUTAZA Piruvat Fosfoenolpiruvat 2-Fosfoglicerat

GLIKLIZA -SHEMA 1. 2. Glukoza 1-5: Pripravljalna faza 3. 6. 4, 5 2. STPNJA 7. 8. 9. 10. 3-fosfoglicerat 2-fosfoglicerat 6-10: Donosna faza piruvat piruvat

REAKCIJE V GLIKLIZI - ENERGIJA Reakcija Encim ΔG 0 K r ΔG kj/mol kj/mol 1. Glc + ATP Glc-6-P + ADP + H + Heksokinaza -16.7 850-33.9 2. Glc-6- P Fru-6- P P-glukoizomeraza +1.67 0.51-2.92 3. Fru-6-P + ATP Fru-1,6-biP + ADP + H + P-fruktokinaza -14.2 310-18.8 4. Fru-1,6-biP DHA-P + GA-3- P Aldolaza +23.9 6.43x10-5 -0.23 5. DHA-P GA-3- P Trioza-P-izomeraza +7.56 0.0472 +2.41 6. GA-3-P + P i + NAD + 1,3-biP-Gat + NADH+ H + GAP-dehidrogenaza +6.30 0.0786-1.29 7. 1,3-biP-Gat + ADP 3-P-Gat + ATP 3-P-Gat kinaza -18.9 2060 +0.1 8. 3-P-Gat 2-P-Gat P-Gat mutaza +4.4 0.169 +0.83 9. 2-P-Gat PEP + H 2 Enolaza +1.8 0.483 +1.1 10. PEP + ADP + H + Piruvat + ATP Piruvat kinaza -31.7 2.63x10 5-23.0 11. Piruvat + NADH+ H + Laktat + NAD + + H + Laktat dehidrogenaza -25.2 2.63x10 4-14.8 Reakcije 1-5: pripravljalna faza aktivacija vstopajoče glukoze Reakcije 6-10: donosna faza Reakcije z veliko negativno ΔG so mesta regulacije! GLIKLIZA - KNTRLA Pomen uravnavanja metabolizma: zagotavljanje stalne koncentracije ATP (hitra poraba in nastanek) preko kontrole konc. proste in uskladiščene glukoze Uravnavanje vodijo encimi, ki lahko vklapljajo ali izklapljajo reakcije. Na njih delujejo tudi hormoni. Glavni regulatorni encimi: -Heksokinaza -Fosfofruktokinaza -Piruvat kinaza GLIKLIZA PRIPRAVLJALNA FAZA ATP D-Glukoza Heksokinaza Glukokinaza ΔG = -33.9 kj/mol D-Glukoza-6-fosfat 1. reakcija P 3 2- Fosfoglukoizomeraza ΔG = -2.92 kj/mol D-Fruktoza-6-fosfat ATP P 3 2- Fosfofruktokinaza P 3 2- ΔG = -18.8 kj/mol

FSFRILACIJA GLUKZE (1. REAKCIJA) Ekstracelularna tekočina Glukoza Citoplazma Glukoza Glukoza 6-fosfat 2- VLGA GLUKZA 6-FSFATA V RGANIZMU Glukoza Pentoza fosfatna pot C 2 NADPH+H + Pentoze (Riboza) Tetroze Trioze Glukoza- -6-fosfat Fruktoza -6-fosfat Glikogen Glukoza-1-fosfat Glukuronat Glukozamin-1-fosfat Zaloga energije Sinteza oligosah. Glikoliza HEKSKINAZA - eden od 3 regulatornih encimov v glikolizi -alosterično inhibirana s produktom - Km = 0.1 mm - v jetrih: glukokinaza -Km= 10 mm - indukcija z insulinom

GLIKLIZA PRIPRAVLJALNA FAZA ATP D-Glukoza Heksokinaza Glukokinaza ΔG = -33.9 kj/mol D-Glukoza-6-fosfat 2. reakcija P 3 2- Fosfoglukoizomeraza ΔG = -2.92 kj/mol D-Fruktoza-6-fosfat ATP P 3 2- Fosfofruktokinaza P 3 2- ΔG = -18.8 kj/mol FSFRILACIJA FRUKTZA 6- FSFATA (3. REAKCIJA) fosfofruktokinaza Fruktoza 6-P Fruktoza 1,6-biP FSFFRUKTKINAZA - 3. reakcija: fosforilacija fruktoza 6-fosfata - glavna regulacijska stopnja - encim je alosteričen in uravnavan z efektorji: ATP in citrat- inhibitorja fruktoza-2,6-bifosfat in AMP - aktivatorja - ima manjšo aktivnost, če je energetski naboj celice manjši

INHBICIJA FSFFRUKTKINAZE Z ATP Hitrost reakcije Malo ATP Veliko ATP [Fruktoza-6-fosfat] RAZCEP FRUKTZA 1,6-BIFSFATA (4. REAKCIJA) Aldolaza Fruktoza 1,6-biP Dihidroksiaceton fosfat Gliceraldehid 3-fosfat ΔG = -0.23 kj/mol bratna reakcija: aldolna kondenzacija! TVRBA GLICERALDEHID 3- FSFATA (5. REAKCIJA) Trioza Fosfat izomeraza o ΔG = +2.41 kj/mol

TVRBA 1,3-BIFSFGLICERATA (6. REAKCIJA) GAP dehidrogenaza Gliceraldehid 3-fosfat 1,3-Bifosfoglicerat ΔG = -1.29 kj/mol TVRBA 3-FSFGLICERATA (7. REAKCIJA) Fosfoglicerat kinaza 1,3-Bifosfoglicerat 3-Fosfoglicerat ΔG = +0.1 kj/mol TVRBA 2-FSFGLICERATA (8. REAKCIJA) Fosfoglicerat mutaza 3-Fosfoglicerat 2-Fosfoglicerat ΔG = +0.83 kj/mol

TVRBA FSFENLPIRUVATA (9. REAKCIJA) Enolaza 2-Fosfoglicerat Fosfoenolpiruvat ΔG = +1.1 kj/mol TVRBA PIRUVATA (10. REAKCIJA) Piruvat kinaza Fosfoenolpiruvat Piruvat ΔG = - 23.0 kj/mol ATP-SPLŠNI INTERMEDIAT ZA ENERGETSK PVEZAV REAKCIJ ATP + glukoza ΔG 0 = -16.7 kj/mol glukoza 6-fosfat + ADP Fosfoenolpiruvat + ADP ΔG 0 = -31.5 kj/mol Fosfoenolpiruvat + glukoza piruvat + ATP piruvat + glukoza 6-fosfat Ni direktnega prenosa fosforilne skupine s PEP na glukozo! ATP nastaja v glikolizi (iz hidrolize PEP in 1,3-BPG), pri fotosintezi in v oksidativni fosforilaciji (ATP-sintetaza)

PIRUVAT KINAZA -Alosterično regulirana: AMP in fruktoza 1,6-bifosfat aktivatorja ATP in acetil-coa: alosterična inhibitorja - Kovalentna regulacija (v jetrih) ATP - inhibitor REAKCIJE V GLIKLIZI TIPI REAKCIJ Reakcija Encim Tip reakcije 1. Glc + ATP Glc-6-P + ADP + H + Heksokinaza Prenos fosfatne skupine 2. Glc-6- P Fru-6- P P-glukoizomeraza Izomerizacija 3. Fru-6-P + ATP Fru-1,6-biP + ADP + H + P-fruktokinaza Prenos fosfatne skupine 4. Fru-1,6-biP DHA-P + GA-3- P Aldolaza Nehidrolitična cepitev 5. DHA-P GA-3- P Trioza-P-izomeraza Izomerizacija 6. GA-3-P + P i + NAD + 1,3-biP-Gat + NADH+ H + GAP-dehidrogenaza ksidacija/redukcija + Prenos fosfatne skupine 7. 1,3-biP-Gat + ADP 3-P-Gat + ATP 3-P-Gat kinaza Prenos fosfatne skupine 8. 3-P-Gat 2-P-Gat P-Gat mutaza Izomerizacija 9. 2-P-Gat PEP + H 2 Enolaza Nehidrolitična cepitev 10. PEP + ADP + H + Piruvat + ATP Piruvat kinaza Prenos fosfatne skupine 11. Piruvat + NADH+ H + Laktat + NAD + + H + Laktat dehidrogenaza GLIKLIZA - NET REAKCIJA Pripravljalna faza: C6 + 2 ATP 2C3 + 2 ADP Donosna faza: 2C3 + 2P i + 4 ADP + 2 NAD + 2C3+ 4ATP+2NADH + 2H + +2H 2 VSTA: C6+ 2P i + 2 ADP + 2 NAD + 2C3+ 2ATP+2NADH + 2H + +2H 2 Na vsako molekulo glukoze, ki vstopi v glikolizo, nastaneta 2 molekuli ATP in 2 molekuli NADH!

BRAČUN NASTALEGA IN PRABLJENEGA ATP IN NADH PRI GLIKLIZI Št. reakcija (na molekulo glukoze) sprememba ATP (na molekulo glukoze) sprememba NADH (na molekulo glukoze) 1 Glukoza glukoza-6-fosfat -1 0 3 fruktoza-6-fosfat fruktoza1,6-bisfosfat -1 0 6 2 gliceraldehid-3-fosfat 2 1,3-0 +2 bisfosfoglicerat 7 2 1,3-bisfosfoglicerat 2 3-fosfoglicerat +2 0 10 2 fosfoenolpiruvat 2 piruvat +2 0 Skupaj +2 +2 VSTP DRUGIH GLJIKVIH HIDRATV V GLIKLIZ glj. hidrati vstopajo v metabolizem kot: -glukoza 6-fosfat - fruktoza 6-fosfat - dihidroksiaceton fosfat - gliceraldehid 3-fosfat Za pretvorbo ostalih oglj. hidratov (razen glukoze) potrebujemo 1-2 dodatni reakciji. Izjema: galaktoza! VSTP DRUGIH GLJIKVIH HIDRATV V GLIKLIZ Celični glikogen Škrob, glikogen (hrana) GLIKGEN SINTAZA FRUKTKINAZA (jetra) Glukoza 1-fosfat FRUKTZA 1-FSFAT ALDLAZA Gliceraldehid Glicerol Fruktoza Fruktoza 1-fosfat GLICERL KINAZA GLIKGEN FSFRILAZA FSFGLUKMUTAZA HEKSKINAZA (mišica) Dihidroksiaceton fosfat Glicerol 3-fosfat Glukoza Glukoza 6-fosfat Fruktoza 6-fosfat Fruktoza 1,6-bifosfat GLICERALDEHID KINAZA GLICERL 3-FSFAT DEHIDRGENAZA FSFGLUKMUTAZA Gliceraldehid 3-fosfat PIRUVAT Glukoza 1-fosfat UDP-glukoza UDP-galaktoza Galaktoza 1-fosfat Galaktoza UDP-GLUKZA FSFRILAZA UDP-GALAKTZA 4-EPIMERAZA GALAKTZA 1- FSFAT URIDIL TRANSFERAZA GALAKTKINAZA

GLAVNI DISAHARIDI V HRANI Maltoza, saharoza in laktoza. Hidrolizirajo jih glikozidaze v tankem črevesu do monosaharidov. Maltoza + H 2 MALTAZA 2 glukoza Saharoza + H 2 Laktoza + H 2 SAHARAZA LAKTAZA fruktoza+glukoza glukoza+galaktoza glj. hidrati se resorbirajo v kri v monosaharidni obliki! FRUKTZA Vstop v glikolizo: 1. Preko fruktoza 6-fosfata (v skeletni mišici) - encim: heksokinaza (20x večja afiniteta do glukoze!) 2. Preko fruktoza 1-fosfata v dihidroksiacetonfosfat (v jetrih) - encim: fruktokinaza (visoka afiniteta do fruktoze!) FRUKTKINAZA (jetra) FRUKTZA 1-FSFAT ALDLAZA Gliceraldehid Glicerol Fruktoza Fruktoza 1-fosfat GLICERL KINAZA HEKSKINAZA (mišica) Dihidroksiaceton fosfat Glicerol 3-fosfat Fruktoza 6-fosfat Fruktoza 1,6-bifosfat GLICERALDEHID KINAZA GLICERL 3-FSFAT DEHIDRGENAZA Gliceraldehid 3-fosfat PIRUVAT Vstop v glikolizo preko 5 reakcij. Galaktoza se mora aktivirati nastanek UDP-galaktoze! Motnje v delovanju galaktoza 1-fosfat uridil transferaze GALAKTZEMIJA. Dihidroksiaceton fosfat GALAKTZA Glukoza 6-fosfat Fruktoza 6-fosfat Fruktoza 1,6-bifosfat FSFGLUKMUTAZA Gliceraldehid 3-fosfat Glukoza 1-fosfat UDP-glukoza UDP-GLUKZA FSFRILAZA UDP-galaktoza UDP-GALAKTZA 4-EPIMERAZA Galaktoza 1-fosfat GALAKTZA 1- FSFAT URIDIL TRANSFERAZA GALAKTKINAZA PIRUVAT Galaktoza

GLICERL Produkt razgradnje maščob. Vstopa v glikolizo tako, da se pretvori v dihidroksiacetonfosfat. Fruktoza 1,6-bifosfat Dihidroksiaceton fosfat Gliceraldehid 3-fosfat Glicerol GLICERL KINAZA GLICERL 3-FSFAT DEHIDRGENAZA Glicerol 3-fosfat PIRUVAT GLUKZA, NASTALA IZ ZNTRAJCELIČNEGA GLIKGENA ALI ŠKRBA Škrob, glikogen rezervna polisaharida. Sproščanje glukoze iz rezerv: cepitev z anorganskim fosfatom (fosforilitična cepitev) na nereducirajočem koncu polisaharida: glikofen-fosforilaza (škrob-fosforilaza) (glukoza) n + P i (glukoza) n-1 + glukoza-1-fosfat glukoza-6-fosfat Vstop v energijski metabolizem Fosforilaze delujejo izključno na α(1 4) glikozidno vez! SPRŠČANJE GLUKZE IZ ZNTRAJCELIČNIH REZERV Celični glikogen GLIKGEN SINTAZA Glukoza 1-fosfat GLIKGEN FSFRILAZA FSFGLUKMUTAZA Dihidroksiaceton fosfat Glukoza 6-fosfat Fruktoza 6-fosfat Fruktoza 1,6-bifosfat Gliceraldehid 3-fosfat PIRUVAT

DELVANJE GLIKGEN- IN ŠKRB- FSFRILAZE nereducirajoči konec 6 6 6 CH 2 H CH 2 H CH 2 H proti reducirajočem 5 5 H H H 5 H H koncu H 4 H H 1 4 1 4 H 1 H H H H H H H C 3 3 H 2 2 3 2 H H H H H H Glikogen ali škrob (Glc(α1 4)Glc) P H glikogenska fosforilaza 6 novi nereducirajoči konec 6 6 CH 2 H CH 2 H CH 2 H proti reducirajočem 5 H 5 koncu H 5 H H H H 4 H 1 4 H 1 4 H 1 + H H P H H H H H H C 3 2 3 H 2 3 2 H H H H H H Glukoza 1-fosfat Glikogen ali škrob (n-1) RAZLIKE V DELVANJU FSFRILAZ IN AMILAZ Energetsko je cepitev s fosforilazo bolj učinkovita od cepitve z amilazo, ker ni potreben ATP: Hidrolitična cepitev, katalizirana z amilazo: ATP (glukoza) n + H 2 glukoza glukoza-6-fosfat Fosforolitična cepitev, katalizirana s fosforilazo: (glukoza) n + P i glukoza-1-fosfat glukoza-6-fosfat METABLIZEM PIRUVATA Razgradnja do piruvata enaka pri vseh organizmih. Piruvat: metabolno križišče metabolizma! Način nadaljnje pretvorbe piruvata je odvisen od dostopnosti kisika: 1. Aerobni pogoji oksidativna razgradnja v ciklusu citronske kisline in z oksidativno fosforilacijo, akceptorji elektronov so NAD in FAD, končna produkta sta H 2 in C 2 2. Anaerobni pogoji FERMENTACIJA

FERMENTACIJA Fermentacija: pridobivanje energije iz organskih substratov brez kisika kot končnega akceptorja elektronov Delitev fermentacij glede na končni produkt: 1. Mlečna fermentacija (pretvorba glukoze v mlečno kislino (laktat)) 2. Alkoholna fermentacija (pretvorba glukoze v alkohol) ALKHLNA FERMENTACIJA MLEČNA FERMENTACIJA Piruvat Etanol Piruvat dekarboksilaza Alkoholna dehidrogenaza Acetaldehid L-laktat Laktat dehidrogenaza Piruvat glukoza + 2ADP + 2P i 2 alkohola + 2ATP + 2H 2 glukoza + 2ADP + 2P i 2 laktata + 2ATP + 2H 2 DELVANJE ALKHLNE DEHIDRGENAZE NAD + NADH + H + NAD + NADH + H + H CH 3 CH 2 CH 3 C CH 3 C H Alkoholna Aldehidna dehidrogenaza dehidrogenaza CETNA ETANL ACETALDEHID KISLINA

RECIKLAŽA LAKTATA CRIJEV CIKLUS Glukoneogeneza Jetra (velik Glikoliza Mišica (majhen NTP = ATP in GTP BISINTEZA GLJIKVIH HIDRATV Glavne metabolične poti oglj. hidratov pri rastlinah in živalih GLIKGEN, ŠKRB Riboza 5-fosfat + NADPH+H + katabolizem fosfoglukonatna pot glikoliza GLUKZA NADH+H + +ATP anabolizem glukoneogeneza DISAHARIDI anaerobni metabolizem (živalska mišica) LAKTAT PIRUVAT ACETIL CoA C 2 +NADH +FADH 2 anaerobni metabolizem (npr. kvasovke) ADP + Pi oksidativna fosforilacija ETANL ATP 2 H 2

GLUKNEGENEZA sinteza glukoze de novo iz izhodnih spojih, ki niso ogljikovi hidrati izhodne spojine: piruvat, laktat, glicerol, aminokisline in vsi intermediati CCK pri živalih poteka večinoma v jetri in ledvicah podobna glikolizi v obratni smeri, vendar ni popolnoma reverzibilna! 3 obvozi Nove reakcije zagotavljajo spontanost poti (ΔG je negativna v smeri sinteze!), nove mehanizme regulacije REAKCIJE V GLIKLIZI Reakcija Encim ΔG 0 K r ΔG kj/mol kj/mol 1. Glc + ATP Glc-6-P + ADP + H + Heksokinaza -16.7 850-33.9 2. Glc-6- P Fru-6- P P-glukoizomeraza +1.67 0.51-2.92 3. Fru-6-P + ATP Fru-1,6-biP + ADP + H + P-fruktokinaza -14.2 310-18.8 4. Fru-1,6-biP DHA-P + GA-3- P Aldolaza +23.9 6.43x10-5 -0.23 5. DHA-P GA-3- P Trioza-P-izomeraza +7.56 0.0472 +2.41 6. GA-3-P + P i + NAD + 1,3-biP-Gat + NADH+ H + GAP-dehidrogenaza +6.30 0.0786-1.29 7. 1,3-biP-Gat + ADP 3-P-Gat + ATP 3-P-Gat kinaza -18.9 2060 +0.1 8. 3-P-Gat 2-P-Gat P-Gat mutaza +4.4 0.169 +0.83 9. 2-P-Gat PEP + H 2 Enolaza +1.8 0.483 +1.1 10. PEP + ADP + H + Piruvat + ATP Piruvat kinaza -31.7 2.63x10 5-23.0 11. Piruvat + NADH+ H + Laktat + NAD + + H + Laktat dehidrogenaza -25.2 2.63x10 4-14.8 ε ΔG 0' = -74 kj/mol Ireverzibilne reakcije glikolize, ki jih v glukoneogenezi nadomeščajo druge reakcije REAKCIJE GLUKNEGENEZE piruvat + C 2 + ATP oksaloacetat + ADP + Pi + H + oksaloacetat + GTP fosfoenolpiruvat + C 2 + GDP 1. obvoz fosfoenolpiruvat + H 2 2-fosfoglicerat 2-fosfoglicerat 3-fosfoglicerat 3-fosfoglicerat + ATP 1,3-bifosfoglicerat + ADP + H + 1,3-bifosfoglicerat + NADH + H + gliceraldehid 3-fosfat gliceraldehid 3-fosfat + NAD + + Pi dihidroksiaceton fosfat gliceraldehid 3-fosfat + dihidroksiaceton fosfat fruktoza 1,6 bifosfat fruktoza 1,6 bifosfat + H 2 fruktoza 6-fosfat + Pi 2. obvoz fruktoza 6-fosfat glukoza 6-fosfat + H 2 glukoza 6-fosfat glukoza + Pi 3. obvoz

1. BVZ :PIRUVAT FSFENLPIRUVAT piruvat V mitohondriju: karboksilaza piruvat + C 2 + ATP oksaloacetat + ADP + Pi + H + PEP V citosolu: karboksikinaza oksaloacetat + GTP fosfoenolpiruvat + C 2 + GDP Neto reakcija: piruvat+atp+gtp fosfoenolpiruvat+adp+gdp+pi 1. BVZ :PIRUVAT FSFENLPIRUVAT Piruvat karboksilaza: karboksilacija piruvata v oksalacetat Piruvat Bikarbonat ksaloacetat Koencim piruvat-karboksilaze - biotin (prenaša aktivirani C 2 ) MEHANIZEM KARBKSILACIJE ATP Piruvat Karbonilfosfat Bikarbonat Piruvat karboksilaza N-karboksibiotin ksaloacetat

1. BVZ :PIRUVAT FSFENLPIRUVAT PEP karboksikinaza: sinteza PEP PEP karboksikinaza ksaloacetat Piruvat Laktat Piruvat NADH + H + NAD + Piruvat Piruvat ATP, C 2 ksaloacetat ATP, C 2 ksaloacetat GTP ADP Malat Fosfoenolpiruvat Malat GTP Malat ksaloacetat GTP Fosfoenolpiruvat glukoneogeneza ksalacetat Glukoneogeneza 2. BVZ : FRUKTZA-1,6-BIFSFAT FRUKTZA-6-FSFAT Fruktoza-1,6-bifosfataza: hidroliza Fru-1,6-biP (V glikolizi: P-fruktokinaza) Fru-1,6-bifosfat Fru-1,6- bifosfataza Fru-6-fosfat

3. BVZ : GLUKZA-6-FSFAT GLUKZA Citosol Glc-6-P V glikolizi: Heksokinaza Glukoza-6 fosfataza Endoplazemski retikulum Glukoza GLUKNEGENEZA NET REAKCIJA 2 PIRUVAT + 4ATP + 2GTP + 2NADH + 2H + + 6H 2 0 GLUKZA + 2NAD + + 4ADP + 2GDP + 6Pi ΔG 0 = -37.7 kj/mol Regulacija glikolize V krvni obtok Regulacija glukoneogeneze REGULACIJA GLIKLIZE IN GLUKNEGENEZE (I) Glc-6-P Heksokinaza + Fru-2,6-biP + AMP ATP Fosfofruktokinaza Citrat + Fru-1,6-biP Acetil-SCoA ATP Alanin campfosforilacija Piruvat kinaza Glc-6-fosfataza + Glc-6-P Fru-1,6-bifosfataza Fosfoenolpiruvat karboksikinaza Piruvat karboksilaza Fru-2,6-biP AMP + Acetil-SCoA

REGULACIJA GLIKLIZE IN GLUKNEGENEZE (II) FRUKTZA 6-FSFAT fosfofruktokinaza fruktoza-1,6-bifosfataza FRUKTZA 1,6-BIFSFAT ATP + fruktoza-6-fosfat fosfofruktokinaza ADP + fruktoza-1,6-bifosfat fruktoza-1,6-bifosfat + H 2 fruktoza-1,6-bifosfataza fruktoza-6-fosfat + Pi če bi bila encima istočasno aktivna: ATP + H 2 ADP + Pi + toplota (substratni ciklus) AKTIVACIJA GLUKZE IN GALAKTZE ZA BISINTEZ Glikoliza Glukoneogeneza aktivacija ogljikovih hidratov s fosforilno skupino Sinteza disaharidov in polisaharidov nastanek NDP-sladkorjev Nukleotidne skupine aktivirajo monosaharide in jih označijo za biosintezo! Najpomembnejši derivati: UDP-glukoza, GDP-glukoza in UDP-galaktoza, ADP glukoza AKTIVIRANA GLUKZA Uridin difosfat-glc (UDP-Glc) P-P

AKTIVACIJA GLUKZE Glukoza-1-P UDP-Glc pirofosforilaza UDP-Glc NASTANEK UDP-GALAKTZE 1. IZMERIZACIJA UDP-GLUKZE UDP-glukoza UDP-galaktoza UDP-glukoza-4-epimeraza 2. IZMENJAVA UDP galaktoza-1-fosfat + UDP-glukoza UDP-galaktoza + glukoza-1-fosfat galaktoza-1-fosfat-uridil-transferaza SINTEZA GLIKGENA Encim: Glikogen-sintaza ksonijev ion (intermediat) Nereducirajoči konec UDP-glukoza Glikogen (n ostankov) Glikogen (n+1 ostankov)

SINTEZA GLIKGENA NET REAKCIJA Glukoza-6-fosfat + UTP + (glukoza) n + H 2 (glukoza) n+1 + UDP + 2Pi SINTEZA ŠKRBA IN CELULZE Škrob: Glukoza se aktivira z ADP, encim: škrob-sintaza (α1 4 vez) ADP-glukoza + (glukoza) n ADP + (glukoza) n+1 Celuloza: (β1 4 vez) UDP-glukoza ali GDP-glukoza + (glukoza) n UDP ali GDP + (glukoza) n+1 SINTEZA LAKTZE IN SAHARZE Laktoza: encim: laktoza-sintaza (β1 UDP-galaktoza + glukoza 4 vez), uravnavanje s hormoni! UDP + laktoza Saharoza: (α1 2 vez) saharoza-6-fosfat-sintaza UDP-glukoza + fruktoza-6-fosfat saharoza-6-fosfat + UDP saharoza-6-fosfat + H 2 fosfataza saharoza + Pi

Glavne metabolične poti oglj. hidratov pri rastlinah in živalih GLIKGEN, ŠKRB Riboza 5-fosfat + NADPH+H + katabolizem fosfoglukonatna pot glikoliza GLUKZA NADH+H + +ATP anabolizem glukoneogeneza DISAHARIDI anaerobni metabolizem (živalska mišica) LAKTAT PIRUVAT ACETIL CoA C 2 +NADH +FADH 2 anaerobni metabolizem (npr. kvasovke) ADP + Pi oksidativna fosforilacija ETANL ATP 2 H 2 HRMNALN URAVNAVANJE KNCENTRACIJE GLUKZE V KRVI nizka koncentracija glukoze v krvi visoka koncentracija glukoze v krvi α-celice v pankreasu Izločajo GLUKAGN β-celice v pankreasu Izločajo INSULIN Jetrne celice izločajo glukozo v kri Mišične in maščobne celice apsorbirajo glukozo iz krvi Koncentracija glukoze v krvi je uravnana METABLIZEM PRI DIABETESU Pomanjkanje ali okvara v delovanju insulina Zmanjšan vnos glukoze v celice Povečana razgradnja proteinov Povečana lipoliza Hiperglikemija Glukozurija zmotska diureza Izguba elektrolitov Povečana konc. amino kislin, izguba dušika z urinom Dehidratacija Acidoza Tvorba ketonskih teles Koma

HRMNALN URAVNAVANJE KNCENTRACIJE GLUKZE V KRVI adrenalin glukagon URAVNAVANJE DELVANJA GLIKGENSKE FSFRILAZE IN GLIKGENSKE SINTAZE Regulacija z reverzibilno fosforilacijo! Pi glikogenska sintaza (aktivna) ATP fosfataza kinaza ADP glikogenska sintaza (neaktivna) Pi glikogenska fosforilaza (aktivna) Pi ADP kinaza fosfataza ATP Pi glikogenska fosforilaza (neaktivna)