Date post: | 16-Sep-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | iuliana-july |
View: | 265 times |
Download: | 7 times |
Metabolismul energetic
Celulele (organismele vii) se supun legii a 2-a a termodinamicii (entropia crete).Celulele preiau energie (chimic, solar) -> cresc nivelul ordinii interne ->cedeaz cldur mediului. Pentru ntreg sistemul (celul + mediu) entropia crete.Energia este stocat n alimente sub form de legturi chimice (energie de legare)Reaciile chimice ce produc cldur sunt cuplate cu o cretere a ordinii moleculare.
Fotosinteza:
Energie (lumin) + CO2 + H2O -> zaharide + O2 + cldur
Respiraia:
Zaharide + O2 -> CO2 + H2O + energie
Surse de energie rezultate n urma procesului de digestiepolizaharide -> glucoza lipide -> acizi graiproteine -> aminoacizi
Surse de energieforma principala e glucozatransportata catre celule prin sangestocata in muschi si ficat sub forma de glicogenATP este produs mai rapid din polizaharide decat din grasimi/proteineDepozitele de PZ pot fi consumate in totalitatePolizaharide (carbohidrati)
Surse de energiestocate in tesutul adipos si muschicelulel musculare pot utiliza acizi grasi ca sursa de energieATP produs mai lent fata de PZfurnizeaza > din ATP in repaus, dar putin in timpul exercitiului fizic intensdepozitele nu pot fi utilizate in totalitateGrasimi (trigliceride)
Surse de energiedescompuse in aminoacizi in intestin, absorbiti si transportati in sangein principal rol anabolicpot furniza 5-15% din ATPProteine
MetanMetanolFormaldehidAcid formicDioxid de carbonOxidarea: pierderea de electroni, chiar si partiala (d+)dehidrogenareAdaptare dup Molecular Biology of the Cell 4th Ed., Bruce Alberts, Garland Science, 2002OX IDARE
ARDEREOXIDARE BIOLOGICEliberare exploziv a energiei
Eliberare treptat a energieiAdaptare dup Molecular Biology of the Cell 4th Ed., Bruce Alberts, Garland Science, 2002
Enzimele scad energia de activare necesara desfasurarii unei reactii -> catalizatoriSunt selective pentru un anumit substrat
G = energia libera (= H-TS)DGe o masura a schimbarii entropiei in urma desfasurarii unei reactiio masura a distantei unei reactii fata de punctul sau de echilibru
Pentru reaciile cuplate, DG se insumeaza. Per ansamblu o reactie este favorabila energetic daca DG e negativ.
Cuplarea reactiilor se realizeaza prin molecule purtatoare de energie (activated carrier molecules)Molecule mici, difuzeaza rapidEnergie stocata in legaturi chimice
fosfat anorganiclegturi fosfoanhidriceEnergieEnergie Riboz Riboz Adenin Adenin
Nicotinamid Adenin Dinucleotid (Phosphate)Adaptare dup Molecular Biology of the Cell 4th Ed., Bruce Alberts, Garland Science, 2002
Flavoproteine: FAD, FMNMolecule transportoare de electroniforma oxidatforma redusCitocromiUbiquinona
Energia rezultata prin hidroliza ATP este utilizata pentru sinteza de polimeri (polizaharide, polipeptide, AN)
Glicoliza anaerobGlucoza din sange este introdusa in citosol prin difuzie facilitata -> transportori pentru glucozainsulina si calciul cresc preluarea glucozei din sangefosforilarea glucozei (G6P) -> sechestreaza glucoza in citosol
Glicoliza anaerob- profit net: 2 mol. ATP - rezult 2 mol. piruvat
Glicoliza anaeroba
Glicoliza anaerobSe desfasoara in citosol, in absenta O2Dintr-o molecula de glucoza rezulta2 molecule de piruvat -> mitocondrie2 molecule de NADH -> mitocondrie2 molecule ATP
In conditii de anaerobioza prelungitapiruvat -> lactat (citosol)NADH -> NAD+
Reglarea glicolizeiConsumul de energie (ATP) este principalul factor de reglareFosfofructokinaza este principala enzima care controleaza (limiteaza) rata glicolizeiStimulatori: Pi, ADP, cresterea temperaturiiInhibitori: ATP, H+, insulina
Adaptare dup Molecular Biology of the Cell 4th Ed., Bruce Alberts, Garland Science, 2002Mitocondria
Complexul piruvat-dehidrogenaz - localizat n matricea mitocondrial - 24 subuniti E1, 24 E2 i 12 E3 - legtura dinte glicoliza anaerob i fosforilarea oxidativDecarboxilarea piruvatului
b oxidarea acizilor grai se desfoar n matricea mitocondrial - acizii grai intr sub form de Acil-CoA - rezult Acetil-CoA
Ciclul KrebsCiclul Krebs se desfoar n matricea mitocondrial - utilizeaz acetil-CoA rezulta 3 mol. NADH, una de FADH2 si una de GTP
sursa de oxaloacetat / cetoglutarat -> anabolism
Lanul transportor de electroni (respirator)
Lanul transportor de electroni (respirator)I. Complexul NADH dehidrogenazei800 kD22 proteine (7 autonome)1 centru flavinicCel putin 5 centre fier-sulfPreia e- de la NADH i i transfer ubiquinonei (CoQ)III. Complexul citocromilor b-c1 500 kD Cel puin 8 proteine (una autonom) Funcioneaz ca dimer (2x500 kD) 3 centre hemice; 1 centru fier-sulf Transfer e- de la CoQ la citocrom cIV. Complexul citocrom oxidazei (citocromilor a-a3) 300 kD 9 proteine (3 autonome) Funcioneaz ca dimer (2x300 kD) 2 citocromi, 2 centre cu Cu2+ Transfer e- de la citocrom c la oxigen, cu producerea de ap
Energia liber (kcal/mol)Direcia fluxului de electroniPotenialul redox (mV)Adaptare dup Molecular Biology of the Cell 4th Ed., Bruce Alberts, Garland Science, 2002ubiquinonCitocromul cdehidrogenaz
Complexul b-c1citocrom oxidaz
Componentele potenialuluimembranei mitocondriale interne ()
Spaiu intermembranarATP-sintaza
ATP sintaza (F0F1 ATP-aza) 500 kD Structur de b de tob (trunchi, gt i cap) Cel puin 9 proteine (2 autonome) Partea transmembranar (F0): canal protonic Gtul i capul (3a + 3b + 1g + + 1d + 1e): ATP sintazaFuncionarea presupune rotirea subunitii F1 ce cuprinde 3 situsuri catalitice Fiecare din situsurile catalitice trece prin trei conformaii succesive: deschis, lax, strnsF0 ATPaza
H Noji et al., Nature 386:299, 1997
Decuplarea lanului respirator de fosforilareCuplarea chemiosmotic (cuplarea lanului respirator cu fosforilarea din ATP sintaz) este esenial pentru producerea ATP;mpiedicarea acestei cooperri conduce la disiparea sub form de caldur a energiei acumulate n gradientul protonic;Decuplantul fiziologic, termogenina, asigur protecia termic a organismelor.
Cai anabolice
Stocarea energiei:glicogenlipide
Funciile mitocondrieiFunciile membranei mitocondriale externePermeabilitate controlat (porine)Acil-CoA sintazaCarnitin-aciltransferaza IInactivarea aminelor biogene (monoaminoxidaza)Utilizarea acizilor grai n ciclul Krebs
Funciile mitocondrieiFunciile compartimentului intermembranarCompartiment tampon (microclimat adecvat funcionrii mitocondriei)Adenilat kinaza (ATP + AMP = 2ADP)Nucleozid difosfokinaze
Funciile mitocondrieiFunciile matricei mitocondrialeCiclul acidului citric (ciclul acizilor tricarboxilici, ciclul Krebs) b-oxidarea acizilor graiBiosinteza proteinelorReplicarea i transcrierea ADN mitocondrial
Funciile mitocondrieiFunciile membranei mitocondriale interneTransportul de metaboliiAdaptare dup Molecular Biology of the Cell 4th Ed., Bruce Alberts, Garland Science, 2002
Funciile mitocondrieiFunciile membranei mitocondriale interne
2. Lanul transportor de electroni (lanul respirator)3. Producerea de ATP4. Cooperarea dintre lanul respirator i ATP sintaz
************************