LEBONTÁSI FOLYAMATOK

KATABOLIKUS REAKCIÓK FELADATA: sejtek számára megfelelő energiatermelés. végtermék alapján légzés (respiráció) erjedés (fermentáció) Az energiafelhasználás leghatásosabb útja a légzés, mely aerob folyamat A fermentáció nem igényel oxigént, anaerob folyamat. Mikroorganizmusok anyagcseréjében van szerepe

Flavinenzimek Coenzim-Q FEHÉRJÉK POLISZACHARIDOK LIPIDEK AMINOSAVAK GLÜKÓZ GLICERIN + ZSÍRSAVAK PIROSZŐLŐSAV „B” CO2 ACETIL-CoA Citromsav Oxálecetsav Izo-Citromsav „C” CO2 Almasav -keto-Glutársav CO2 Fumársav Szukcinil-CoA Borostyánkősav NAD+ NADH + H+ Flavinenzimek „D” ADP + Pi ATP Coenzim-Q

Coenzim-Q Citokrom-b ADP + Pi ATP Citokrom-c Citokrom- (a + a3) 2 H+ + O2- H2O „D” Terminális oxidáció

„A” tápcsatornában történik; a polimer molekulák monomerekké, illetve egyszerűbb komponensekké való hidrolizálása „B” monomerek, építőelemek C2-es fragmensekké való degradálódása „C” acetil-CoA citrátkörbe kerülése; C atomok CO2- dá oxidálódása; H2 hidrogénszállító koenzimre kerülése „D” terminális oxidáció: elektronok szállítása, oxidion (O2-) keletkezése; víz létrejötte

SZÉNHIDRÁTOK LEBONTÁSA Magasabb rendűek a poliszacharidok, egyszerű cukrok kis részét tudják felhasználni Cellulóz és a heteroatomot tartalmazó szénhidrátok bontásához nincs enzimkészlete a szervezetnek

1. Emésztés A nyál -amiláz tartalma poliszacharid-láncok (1-4)- kötéseinek hidrolízisét  6-8 monomerből álló oligoszacharidokká Gyomor savas pH-ján nem működik Vékonybél semleges pH-ján a pankreász-amiláz fragmensek maltózegységekké való hasítása (1-6)-kötéseket (1-6)-glükozidáz hasítja

Maltáz - maltóz molekulákat hasít glükóz- egységekre (bélhámsejtek szegélyén) - egyéb diszacharidokat hidrolizál A sejtekbe jutott glükóz a citoplazmában a glikolízisben alakul át köztitermékké

2. A glikogén lebontása foszforiláz  (1-4)kötések hidrolízise; glükóz-1-foszfát egységek keletkezése oligo (1-4)-glükán-transzferáz  lehasítja a 3 utolsó glükózt és szabad láncvégre helyezi (1-6)-kötéseket   (1-6) -glikozidáz hidrolizálja

A glikogénlebontás szabályozása inaktív adenilát-cikláz ADRENALIN ATP aktív adenilát-cikláz inaktív protein-kináz cAMP inaktív foszforiláz-kináz aktív protein-kináz SZINTETÁZ-I aktív foszforiláz-kináz-P Ca++, ATP SZINTETÁZ-D-P foszforiláz-b Glukóz-6-P foszforiláz-a-P

GLIKOLÍZIS

A tápanyagok lebontása során, ill A tápanyagok lebontása során, ill. a glikogén hidrolízisekor keletkezett glükóz a GLIKOLÍZISben alakul tovább 1 molekula glükóz 2 molekula piroszőlősav Izommunka során piroszőlősav  tejsav ANAEROB GLIKOLÍZIS ERJEDÉS v. FERMENTÁCIÓ Oxigén jelenlétében a termékek  CITRÁTKÖR  TERMINÁLIS OXIDÁCIÓ GLIKOLÍZIS AEROB befejezése

Két szakasz: I. 2 ATP felhasználás; C6 glükóz  2 trióz-foszfát II. trióz  piroszőlősav ATP képződik C3 C3

A glikolízist lezáró folyamatok: Alkoholos erjedés:

Tejsavas erjedés: tejsav piroszőlősav

GLIKOLÍZIS SZABÁLYOZÁSA ÉS ENERGIAMÉRLEGE

Glikolízis szabályozása glukóz glukóz-6-P fruktóz-6-P fruktóz-1,6-diP (2) foszfoenolpiruvát (2) piruvát (2) laktát ATP HEXOKINÁZ ADP - - ATP - citrát - ATP FOSZFOFRUKTOKINÁZ I. + AMP, ADP ADP Hosszúláncú zsírsavak - + (2) ADP - ATP PIRUVÁT KINÁZ (2) ATP - Acetil-CoA, citromsav, zsírsavak

Glikolízis energiamérlege 1. lépés -1 ATP 3. lépés -1 ATP 5. lépés +2 (NADH+H+) 6. lépés +2 ATP 9. lépés +2 ATP 11.v.12. lépés -2(NADH+H+) összesen: +2 ATP

Bruttó reakcióegyenlet: glükóz + 2 ATP + 2 Pi  tejsav + 2 ATP ΔG°’ = - 217 kJ Összehasonlítva a glükóz égésével: C6H12O6 + O2  6 CO2 + 6 H2O ΔG°’ = - 2850 kJ a glükóz energiatartalmának Ξ 7,6 %-a szabadul fel a tejsavas erjedés során 217 2850

PIROSZŐLŐSAV OXIDATÍV DEKARBOXILEZÉSE Oxigén jelenlétében nem fermentáció zajlik A piroszőlősav oxidációs folyamatban reagál piruvát  acetil-CoA Oxidáló ágens a NAD+ Piruvát + NAD+ + H-CoA acetil-CoA + NADH + H+ +CO2 Ez a reakció kapcsolja össze a glikolízist és a citrátkört

Multienzim - komplex szükséges: piruvát-dehidrogenáz, dihidrolipoil-transzacetiláz, dihidrolipoil-dehidrogenáz 5 koenzim TPP, liponsav, FAD, NAD+, CoA

A piruvát-dehidrogenáz tiamin-pirofoszfát koenzimje reagál a piroszőlősavval, majd a komplexből lehasad a szén-dioxid és hidroxi-etil csoport alakul ki. A TPP-hez kapcsolódó hidroxi-etil rész a dihidrolipoil-transz-acetiláz liponsav koenzimjének diszulfid hídjához kapcsolódik acetilcsoport formájában. A diszulfid híd egyik tagja SH-csoporttá redukálódik. Az acetilcsoportot a koenzim-A veszi át, és acetil-CoA képződik, ami belép a citrátkörbe.

A redukált liponsavat a dihidrolipoil-dehidrogenáz a FAD koenzim segítségével visszaoxidálja, és ismét kialakul a diszulfid-híd. A redukált FADH2-t a NAD+ oxidálja, a hidrogének NADH formában szállítódnak tovább. Acetil-CoA nagy koncentrációja gátolja a dihidrolipoil – transzacetilázt A NADH a dihidrolipoil- dehidrogenázt gátolja ATP nagy koncentrációja a piruvát-dehidrogenázt inaktiválja, az ADP serkent.

PIRUVÁT-DEHIDROGENÁZ

FAD NAD+ FADH2 NADH + H+ DIHIDROLIPOIL-TRANSZACETILÁZ