30. Lecke Az anyagcsere általános jellemzői

A sejtben végbemenő biokémiai folyamatok összessége Sejtanyagcsere: A sejtben végbemenő biokémiai folyamatok összessége A biokémiai folyamatok során anyag-, energia- és információ áramlik A biokémiai folyamatok: Felépítő folyamatok Lebontó folyamatok

Felépítő folyamatok Saját szerves vegyületek felépítése szervetlen vagy szerves vegyületekből Egyszerűbb felépítésű és kisebb energia- tartalmú vegyületekből bonyolultabb felé- pítésű, nagyobb energia tartalmú vegyületek kialakulása Energiaigényes folyamatok H (proton és elektron) szállítója: NADP+

Felépítő folyamatok fajtái szénforrás energiaforrás Szervetlen vegyület ( CO2 ) AUTOTRÓF Szerves vegyület HETEROTRÓF Fényenergia FOTOTRÓF Fotoautotróf (fotoszintézis) _ Kémiai energia KEMOTRÓF Kemoautotróf (kemoszintézis) Kemoheterotróf

Sejt példák a felépítő anyagcsere folyamatok egyes fajtáira: Autotróf felépítés: - kékbaktérium sejt - nitrifikáló baktériumsejt - táplálékkészítő alapszöveti sejt Heterotróf felépítés: - papucsállatka sejt - állati sejt - gomba sejt

Fototróf felépítés: - kékbaktérium sejt - táplálékkészítő alapszöveti sejt Kemotróf felépítés: - nitrifikáló baktériumsejt - állati sejt - gomba sejt Fotoautotróf felépítés: - kékbaktérium sejt - táplálékkészítő alapszöveti sejt Kemoautotróf felépítés: - nitrifikáló bakt. sejt Kemoheterotróf felépítés: - állati és gomba sejt

Élőlények csoportosítása a felépítő anyagcsere folyamataik alapján: Autotróf élőlények: - kékbaktériumok - nitrifikáló baktériumok - növények Heterotróf élőlények: - papucsállatkák - állatok - gombák

Fototróf élőlények: - kékbaktériumok - növények Kemotróf élőlények: - nitrifikáló baktériumok - állatok - gombák Fotoautotróf élőlények: - kékbaktériumok Kemoautotróf élőlények: - nitrifikáló baktérium Kemoheterotróf élőlények: - állatok és gombák

Lebontó folyamatok Szerves vegyületek lebontása szervetlen vegyületekre (CO2 –ra és H2O- ra) vagy szerves vegyületekre (pl. tejsavra) Bonyolultabb felépítésű, nagyobb energia tartalmú vegyületekből egyszerűbb felépítésű kisebb energiatartalmú vegyületek képződése Energia felszabadító folyamatok (ATP képződés) H (proton és elektron) szállító: NAD+

Lebontó folyamatok fajtái Biológiai oxidáció: Aerob körülmények (oxigénben gazdag) Teljes lebontás (oxidáció) - Végterméke: szervetlen vegyület (CO2 , H2O) Maximális energia felszabadulás - Sok ATP képződése (1 glükózból 38 ATP )

Lebontó folyamatok fajtái Erjedés: Anaerob körülmények (oxigén hiányos) Részleges lebontás (redukció) - Végterméke: szerves vegyület (pl. tejsav; etanol) Részleges energia felszabadulás - Kevés ATP képződés ( 1 glükózból 2 ATP )

A sejtben a felépítő és lebontó folyamatok állandóan zajlanak és összekapcsolódnak A folyamatokat összekapcsolja: - az acetil- csoport, mindkét folyamatban köztes termék - az ATP, mindkét folyamatban energiatároló és energiaszolgáltató

Enzimek

Enzimek= a sejtben lejátszódó biokémiai folyamatok felgyorsítói, katalizátorai (biokatalizátorok) - Katalizátorok: olyan anyagok, amelyek a kémiai reakciókat a legkisebb aktiválási energia igényű útra terelik - Aktiválási energia: az az energia mennyiség, amely a molekulán belüli kémiai kötések fellazításához, a molekula reakcióképessé válásához szükséges

Enzimek felépítése: Fehérje molekulák: - egyszerű fehérjék - összetett fehérjék (többségük ilyen)

- prosztetikus csoport: szorosan Összetett fehérje enzim felépítése: - fehérje rész - nem fehérje rész (kofaktor): - koenzim: lazán kapcsolódik a fehérje részhez pl. NAD+, NADP+, KoA - prosztetikus csoport: szorosan kapcsolódik a fehérje részhez pl. hem- csoport

Az enzim működése A működéssel kapcsolatos fogalmak: - Szubsztrát: az a molekula, amelynek a reakcióját katalizálja az enzim - Aktív centrum: az enzim felületének az a része ahová a szubsztrát kapcsolódik

Az enzimműködés folyamata

Az enzimek jellemzői A fajlagosság: - Folyamat fajlagosság: adott enzim csak adott kémiai folyamatot katalizál - Szubsztrát fajlagosság: adott enzim csak adott szubsztrát(ok) reakcióját katalizálja

Csak meghatározott környezeti feltételek között működő képesek (ugyanis az enzimek fehérjék) pl. meghatározott hőmérsékleten és kémhatású közegben

Az enzimek elnevezése Hagyományos elnevezésű enzimek: pl. pepszin, tripszin Tudományos elnevezésű enzimek: - áz végződésűek - utalás a szubsztrátra (szubsztrátokra), ill. a katalizált reakció végtermékére, ill. a katalizált reakcióra pl. aminosav- tRNS- ligáz RNS- polimeráz

Enzimhibán alapuló emberi betegségek Tejcukor- érzékenység: Oka: nincs a vékonybélben, mert nem termelődik vagy van, de nem működik a laktáz nevű enzim Laktáz: a tejcukrot két monoszacharidra bontja, a monoszacharidok felszívódnak a tápcsatorná-ból

A betegség tünetei: - folyékony széklet - hasfájás - has puffadás A tünetek magyarázata: - a vékonybélben felhalmozódó tejcukor vizet köt meg- folyékony széklet - a vastagbélben a bélbaktériumok a tejcukor egy részét bontják, savas bomlástermékek keletkeznek- hasfájás, gázok képződnek- has puffadás