metabolism glucite - glicoliza- catabolism
TRANSCRIPT
11
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
Prin Prin catabolismul glucidelorcatabolismul glucidelor se înţelege degradarea se înţelege degradarea acestor substanţe în organismele viiacestor substanţe în organismele vii Procesul este puternicProcesul este puternic exergonic exergonic şi reprezintă o sursă şi reprezintă o sursă principală de energie pentru plante şi animaleprincipală de energie pentru plante şi animale
Indiferent de tipul organismului acest proces poate Indiferent de tipul organismului acest proces poate decurge în 3 etape:decurge în 3 etape:
- transformarea poliglucidelor în monoglucide
- transformarea glucozei în acid piruvic
- transformarea acidului piruvic
22
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
1. TRANSFORMAREA POLIGLUCIDELOR ÎN MONOGLUCIDE
2. TRANSFORMAREA GLUCOZEI ÎN ACID PIRUVIC
3. TRANSFORMAREA ACIDULUI PIRUVIC
• amidonului (din plante)• glicogenului (la animale)
se referă la transformarea
glucoză
amiloliză
glicogenoliză
glicoliză
• pe cale aerobă• pe cale anaerobă
33
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
- amidonul suferă o hidroliză sub acţiunea amilazelor
DEXTRINE
AMIDON
- degradarea hidrolitică a amidonului duce până la formarea glucozei
- procesul nu are loc în mod instantaneu, ci progresiv, în etape
MALTOZĂ GLUCOZĂ
AMILAMILOLIZAOLIZA
44
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
- are loc sub acţiunea fosforilazei
- se desprinde câte o moleculă de glucozo-1-fosfat din poliglucid
- desprinderea are loc la capătul nereducător al lanţului poliglucidic
GLICOGENGLICOGENOLIZAOLIZA
- în final se formează numai glucozo-1-fosfat
55
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR GLICOLIZAGLICOLIZA
- transformările pornesc de la - transformările pornesc de la glucoză-6-fosfatglucoză-6-fosfat
- decurge atât în condiţii de anaerobioză cât şi în - decurge atât în condiţii de anaerobioză cât şi în condiţii de aerobioză (în prezenţa oxigenului dar fără condiţii de aerobioză (în prezenţa oxigenului dar fără participarea acestuia)participarea acestuia)
- procesul de transformare a glucozei în - procesul de transformare a glucozei în acid piruvicacid piruvic
- este o succesiune de reacţii = calea Embden-- este o succesiune de reacţii = calea Embden-Mayerhof-Parnas = EMP Mayerhof-Parnas = EMP
66
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA
- - glucozo-6-fosfat glucozo-6-fosfat ocupă o poziţie cheie în metabolismul ocupă o poziţie cheie în metabolismul glucidelorglucidelor
- - glucozo-6-fosfat glucozo-6-fosfat rezultă fie prin fosforilarea rezultă fie prin fosforilarea glucozei glucozei libere, fie prin transformarea libere, fie prin transformarea glucozo-1-fosfat glucozo-1-fosfat
AMIDON GLICOGEN
GLUCOZO-1-FOSFAT
GLUCOZO-6-FOSFAT
GLICOLIZĂ
GLUCOZA + ATPCICLUL PENTOZOFOSFAŢILOR
CICLUL ACIZILOR URONICI
77
88
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
O H
OH
OHH
H
OH
CH2OH
HOH
P
O H
OHH
OHH
H
OH
CH2O
HOH
P
glucoza-1-fosfat glucozo-6-fosfat
glucomutaza
- - glucozaglucoza sub acţiunea sub acţiunea hexokinazeihexokinazei se transformă se transformă înîn glucozo- glucozo-66-fosfat-fosfat
O H
OHH
OHH
H
OH
CH2OH
HOH
O H
OHH
OHH
H
OH
CH2O
HOH
P
+ ATP + ADP
glucoza glucozo- 6- fosfat
hexokinaza
GLICOLIZAGLICOLIZA
- - glucozo-1-fosfatglucozo-1-fosfat sub sub acţiunea acţiunea fosfoglucomutazeifosfoglucomutazei se transformă înse transformă în glucozo- glucozo-66--fosfatfosfat
99
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA
- intrând în calea EMP - intrând în calea EMP glucozo-6-fosfat glucozo-6-fosfat se izomerizează în se izomerizează în fructozo-6-fosfatfructozo-6-fosfat
O H
OHH
OHH
H
OH
CH2O
HOH
PO CH2-OHCH2
O
H
H
OH
OHH
P O
fructozo-6-fosfatglucozo-6-fosfat
izomerazaH
- este o reacţie reversibilă ce are loc în prezenţa unei - este o reacţie reversibilă ce are loc în prezenţa unei izomeraze = izomeraze = fosfohexoizomerazafosfohexoizomeraza
1010
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA- - fructozo-6-fosfatfructozo-6-fosfat se fosforilează la C1se fosforilează la C1 înîn fructozo-1,6-difosfat fructozo-1,6-difosfat
- enzima este regulatoare şi limitează viteza glicolizei- enzima este regulatoare şi limitează viteza glicolizei
PO CH2-OCH2
O
H
H
OH
OHH
P OO CH2-OHCH2
O
H
H
OH
OHH
P O
fructozo-1,6-difosfat
fosfofructokinazaH
fructozo-6-fosfat
H
ATP ADP
- reacţia este puternic exergonică şi practic ireversibilă- reacţia este puternic exergonică şi practic ireversibilă
1111
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA
- reacţia este reversibilă şi catalizată de - reacţia este reversibilă şi catalizată de aldolazăaldolază
CH2-O-PO 3H 2C=O
CHOH
CH OH
CH OH
CH2-O-PO 3H 2
CH2-O-PO 3H 2C=O
CH2OH
CH
CH OH
CH2-O-PO 3H 2
O
fructozo-1,6-difosfat
+
dioxiaceton-1-fosfat gliceraldehid-3-fosfat
aldolaza (aldehidliaza)
- - fructozo-1,6-difosfat fructozo-1,6-difosfat este descompus în două fosfotrioze ca este descompus în două fosfotrioze ca urmare a ruperii legăturii covalente între C3 şi C4urmare a ruperii legăturii covalente între C3 şi C4
1212
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA
CH
CH OH
CH2-O-PO 3H 2
OCH2
C=O
CH2-O-PO 3H 2
OH
gliceraldehid-3-fosfat (aldehida 3-fosfoglicerica)
fosfodioxiacetona(dioxiaceton-1-fosfat)
triozofosfat-izomeraza
- în transformarea ulterioară poate intra numai - în transformarea ulterioară poate intra numai aldehida 3-aldehida 3-fosfoglicericăfosfoglicerică
- pe măsură ce- pe măsură ce aldehida 3-fosfoglicericăaldehida 3-fosfoglicerică se consumă, o nouă se consumă, o nouă cantitate de cantitate de fosfodioxiacetona fosfodioxiacetona se izomerizeazăse izomerizează
- astfel din fiecare moleculă de - astfel din fiecare moleculă de fructozo-1,6-difosfatfructozo-1,6-difosfat iau naştere iau naştere 2 molecule de 2 molecule de aldehida 3-fosfoglicericăaldehida 3-fosfoglicerică
1313
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA - în continuarea procesului de glicoliză are loc fosforilarea - în continuarea procesului de glicoliză are loc fosforilarea oxidativă a oxidativă a aldehidei-3-fosfoglicericealdehidei-3-fosfoglicerice
CH
CH OH
CH2-O-PO 3H 2
O
CH OH
CH2-O-PO 3H 2
COONAD+
gliceraldehid-3-fosfat (aldehida 3-fosfoglicerica)
acid 1,3-difosfogliceric
NADH + H+
+ H3PO4
fosfogliceroaldehid dehidrogenaza
~ PO3H2
- este o reacţie importantă deoarece energia este inmagazinată - este o reacţie importantă deoarece energia este inmagazinată într-o legătură macroergicăîntr-o legătură macroergică
1414
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA - printr-o reacţie de defosforilare, sub acţiunea - printr-o reacţie de defosforilare, sub acţiunea fosfoglicerokinazeifosfoglicerokinazei, , acidul-1,3-difosfogliceric acidul-1,3-difosfogliceric se transformă înse transformă în acid 3- acid 3- ffosfoglicericosfogliceric
CH OH
CH2-O-PO 3H 2
COO
CH OH
CH2-O-PO 3H 2
COOHADP
acid 1,3-difosfogliceric
ATP
fosfoglicerokinaza
~ PO3H2
acid 3-fosfogliceric
- prin această reacţie are loc trecerea restului de acid fosforic - prin această reacţie are loc trecerea restului de acid fosforic pe ADP (transfosforilare) cu formare de ATPpe ADP (transfosforilare) cu formare de ATP
1515
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA - în continuare cu ajutorul - în continuare cu ajutorul fosfogliceromutazeifosfogliceromutazei, , acidul-3-acidul-3-fosfogliceric fosfogliceric se transformă înse transformă în acid 2-fosfogliceric acid 2-fosfogliceric
- reacţie decurge în prezenţa ionilor de Mg- reacţie decurge în prezenţa ionilor de Mg2+2+
CH2-OH
CH O-PO3H2
COOH
CH2-O-PO3H2
CH OH
COOH
acid 3-fosfogliceric acid 2-fosfogliceric
fosfogliceromutaza
1616
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA - - acidul 2-fosfogliceric acidul 2-fosfogliceric trece prin acţiunea catalitică a trece prin acţiunea catalitică a enolazei enolazei şi în prezenţa ionilor de Mgşi în prezenţa ionilor de Mg2+2+ şi Mn şi Mn2+ 2+ înîn acid 2-fosfoenolpiruvic acid 2-fosfoenolpiruvic
- prin această reacţie reversibilă ia naştere - prin această reacţie reversibilă ia naştere acidul 2-acidul 2-fosfoenolpiruvicfosfoenolpiruvic care posedă o legătură esterică bogată în energie care posedă o legătură esterică bogată în energie
C-O
CH2
COOH
CH2-OH
CH O-PO3H2
COOH
acid 2-fosfoenolpiruvicacid 2-fosfogliceric
~ PO3H2
H2O
enolaza
1717
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA - în etapa următoare printr-o reacţie de defosforilare are loc - în etapa următoare printr-o reacţie de defosforilare are loc transformarea transformarea acidului 2-fosfoenolpiruvic acidului 2-fosfoenolpiruvic înîn acid piruvic acid piruvic
- reacţie este puternic exergonică, practic ireversibilă- reacţie este puternic exergonică, practic ireversibilă
C=O
CH3
COOH
C-O
CH2
COOH
acid piruvic
piruvatkinaza
acid 2-fosfoenolpiruvic
~ PO3H2
ADP ATP
1818
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA - Din reacţiile glicolizei se constată că:- Din reacţiile glicolizei se constată că:
- la fiecare moleculă de aldehidă-3-fosfoglicerică se sintetizează - la fiecare moleculă de aldehidă-3-fosfoglicerică se sintetizează în proces 2 molecule de ATPîn proces 2 molecule de ATP
- în etapa de transformare a acidului 1,3-difosfogliceric- în etapa de transformare a acidului 1,3-difosfogliceric
- în etapa de transformare a acidului 2-fosfoenolpiruvic- în etapa de transformare a acidului 2-fosfoenolpiruvic
- dintr-o hexoză rezultă 2 trioze înseamnă că plecând de la 1 - dintr-o hexoză rezultă 2 trioze înseamnă că plecând de la 1 moleculă de glucoză se formează 2 molecule de acid piruvic şi 4 moleculă de glucoză se formează 2 molecule de acid piruvic şi 4 moli de ATPmoli de ATP
1919
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA - Din reacţiile glicolizei se constată că:- Din reacţiile glicolizei se constată că:
- în glicoliză se consumă 2 moli de ATP- în glicoliză se consumă 2 moli de ATP
- în etapa de formare a glucozo-6-fosfatului- în etapa de formare a glucozo-6-fosfatului
- în etapa de formare a fructozo-1,6-difosfatului- în etapa de formare a fructozo-1,6-difosfatului
- BILANŢUL ENERGETIC AL GLICOLIZEI CONSTĂ ÎNTR-UN - BILANŢUL ENERGETIC AL GLICOLIZEI CONSTĂ ÎNTR-UN CÂŞTIG DE CÂŞTIG DE 2 MOLI DE ATP2 MOLI DE ATP
- ÎN CAZUL ÎN CARE GLICOLIZA PLEACĂ DE LA AMIDON SAU - ÎN CAZUL ÎN CARE GLICOLIZA PLEACĂ DE LA AMIDON SAU GLICOGEN CÂŞTIGUL ESTE DE GLICOGEN CÂŞTIGUL ESTE DE 3 MOLI DE ATP 3 MOLI DE ATP (nu se (nu se consumă ATP pentru formarea glucozo-6-fosfatului)consumă ATP pentru formarea glucozo-6-fosfatului)
2020
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
GLICOLIZAGLICOLIZA
- Din reacţiile glicolizei se constată că:- Din reacţiile glicolizei se constată că:
- deşi majoritatea reacţiilor sunt reversibile, procesul în - deşi majoritatea reacţiilor sunt reversibile, procesul în ansamblu este ireversibilansamblu este ireversibil
- întregul proces al glicolizei are loc în citoplasmă prin - întregul proces al glicolizei are loc în citoplasmă prin intermediul enzimelor solubile ale acesteiaintermediul enzimelor solubile ale acesteia
2121
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
TRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVICTRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVIC- acidul piruvic rezultat în glicoliză suferă ulterior o serie de transformări- acidul piruvic rezultat în glicoliză suferă ulterior o serie de transformări
- acestea depind de potenţialul de oxido-reducere din celule- acestea depind de potenţialul de oxido-reducere din celule
- transformare anaerobă a acidului piruvic- transformare anaerobă a acidului piruvic
- transformare aerobă a acidului piruvic- transformare aerobă a acidului piruvic
- produse finale: acid lactic, alcool etilic, acid propionic, CO- produse finale: acid lactic, alcool etilic, acid propionic, CO22
- produse finale: CO- produse finale: CO2 2 şi Hşi H22OO
2222
C=O
COOH
CH3
C-OH
COOH
CH3 lactat-dehidrogenaza
NAD+NADH + H+
H
acid lacticacid piruvic
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
TRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVICTRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVIC transformarea anaerobă a acidului piruvictransformarea anaerobă a acidului piruvic
- are loc în organismul animal, la unele plante şi la bacteriile lactice- are loc în organismul animal, la unele plante şi la bacteriile lactice
- - acidul piruvicacidul piruvic este covertit prin reducere la este covertit prin reducere la acid lacticacid lactic
2323
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
TRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVICTRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVIC transformarea anaerobă a acidului piruvictransformarea anaerobă a acidului piruvic
- în organismul animal în condiţii anaerobe se acumulează - în organismul animal în condiţii anaerobe se acumulează acid lacticacid lactic
- are loc acumularea - are loc acumularea acidului lacticacidului lactic în muşchi – important la efort muscular în muşchi – important la efort muscular
- procesul de transformare a - procesul de transformare a glucozeiglucozei în în acid lacticacid lactic stă la baza stă la baza fermentaţiei fermentaţiei lacticelactice produsă de microorganisme produsă de microorganisme
2424
C=O
COOH
CH3CH3
CHO piruvat-decarboxilaza
aldehida aceticaacid piruvic
+ CO2
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
TRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVICTRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVIC transformarea anaerobă a acidului piruvictransformarea anaerobă a acidului piruvic
- la drojdii şi unele mucegaiuri - la drojdii şi unele mucegaiuri acidul piruvicacidul piruvic suferă mai întâi un proces de decarboxilare suferă mai întâi un proces de decarboxilare
- se formează - se formează aldehida aceticăaldehida acetică
- - COCO22 – produs final al – produs final al fermentaţiei alcoolicefermentaţiei alcoolice
2525
alcool-dehidrogenazaaldehida acetica
CH3-CHO CH3-CH2-OH
alcool etilic
NAD+NADH + H+
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
TRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVICTRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVIC transformarea anaerobă a acidului piruvictransformarea anaerobă a acidului piruvic
- prin reducerea - prin reducerea aldehidei acetice aldehidei acetice se formează alcoolul etilicse formează alcoolul etilic
- plantele cresc în mod normal în condiţii de aerobioză- plantele cresc în mod normal în condiţii de aerobioză
- dacă accidental ajung în condiţii de anaerobioză, celulele vegetale îşi procură - dacă accidental ajung în condiţii de anaerobioză, celulele vegetale îşi procură energia necesară tranenergia necesară transsformând glucozformând glucozaa în în COCO22 şi şi alcool etilicalcool etilic
- - alcoolul etilicalcoolul etilic fiind toxic pentru celula vie, celulele mor fiind toxic pentru celula vie, celulele mor
2626
C=O
COOH
CH3 piruvat-dehidrogenaza
NAD+ NADH + H+
acetil-CoAacid piruvic
+ HSCoA CH3-CO~SCoA + CO2
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR
TRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVICTRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVIC transformarea aerobă a acidului piruvictransformarea aerobă a acidului piruvic
- - acidul piruvicacidul piruvic trece în mitocondrii şi se oxidează trece în mitocondrii şi se oxidează
- decarboxilare oxidativă cu formare de - decarboxilare oxidativă cu formare de acetil-CoAacetil-CoA
- - acetil-CoA acetil-CoA este convertită îneste convertită în acid citric acid citric şi se descompune până la şi se descompune până la COCO22 şi şi HH22OO
prinprin ciclul acizilor tricarboxilici – ATC – ciclul lui Krebsciclul acizilor tricarboxilici – ATC – ciclul lui Krebs