Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Oksidativni metabolizam

4,541 views

Published on

Za PMS

Published in: Education
  • Follow the link, new dating source: ♥♥♥ http://bit.ly/2F90ZZC ♥♥♥
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • Sex in your area is here: ❤❤❤ http://bit.ly/2F90ZZC ❤❤❤
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here

Oksidativni metabolizam

  1. 1. ОКСИДАТИВНИ МЕТАБОЛИЗАМ ЋЕЛИЈСКА РЕСПИРАЦИЈА * Реакције које су овде дате су прилагођене за средњошколце
  2. 2. ►Оксидација органских материја у присуству кисеоника ►Ослобађа се енергија ►Органски угљеник се оксидује до CO2 ►Настаје вода
  3. 3. CO2 O2 Енергија АТР Органска материја C6H12O6 Н2О CO2
  4. 4. PROTEINI Aminokiseline Monosaharidi POLISAHARIDI Masne kiseline i glicerol FAZA I Razlaganje makromolekula do osnovnih gradivnih blokova NH3 CO2 CITOSOL LIPIDI Acetil-S-CoA GLIKOLIZA GLUKOZA PIRUVAT O2 H2O OTPADNI MATERIJAL Okidativna fosforilacija MITOHONDRIJANADH ATP NADH ATP ATP ATP FAZA II Razlaganje osnovnih gradivnih blokova do acetil-S-CoA uz sintezu male koli~ine ATP i NADH FAZA III Kompletna oksidacija acetil-S-CoA do H2O i CO2 povezam sa sintezom velike koli~ine ATP i NADH u mitohondrijama Ciklus limunske kiseline
  5. 5. da omogući formiranje i degradaciju biomolekula potrebnih za specijalne funkcije pojedinih ćelija da oslobodi hemijsku energiju iz redukovanih jedinjenja da konverguje nutrijente iz spoljašnje sredine u gradivne blokove ili druge prekursore za biosintezu da povezuje gradivne blokove u makromolekule BIOLOŠKI ZNAČAJ METABOLIZMA 1 2 3 4 METABOLIZAM = + ANABOLIZAMKATABOLIZAM AMFIBOLIZAM KATABOLIZAM ANABOLIZAM
  6. 6. CIKLUS ENERGIJE PREKO ATP-a Redukovana jedinjenja Pi ATPADP TRANSPORT MEHANIČKI RAD KATABOLIZAM BIOSINTETSKI RAD O2 CO2 H2O
  7. 7. ATP
  8. 8. REDUKTIVNE BIOSINTETSKE REAKCIJE NADP + Redukovana jedinjenja Oksidovana jedinjenja KATABOLIZAM NADPH + H + DIREKTNI PRENOS ENERGIJE PREKO CIKLUSA NADP /NADPH + Oksidovana jedinjenja Redukovana jedinjenja
  9. 9. R NAD - Никотин-амид динуклеотид
  10. 10. ГЛИКОЛИЗА
  11. 11. ►ДЕШАВА СЕ У ЦИТОПЛАЗМИ ►АНАЕРОБНА ►КОД СВИХ ОРГАНИЗАМА ►КОД АЕРОБНИХ: припрема за Кребсов циклус и оксидативну фосфорилацију ►КОД АНАЕРОБНИХ: припрема за алкохолно и млечнокиселинско врење
  12. 12. РЕАКЦИЈЕ ГЛИКОЛИЗЕ
  13. 13. I. ПРИПРЕМА (фосфорилација) II. ГЛИКОЛИЗА
  14. 14. I. ПРИПРЕМА (фосфорилација):
  15. 15. Glukoza ATP ADP Fruktozo-1,6-bisfosfat (FRU-1,6-BisP) 1 3 GLIKOLIZA - I faza 1 Dihidroksiaceton fosfat (DHA-P) Gliceraldehid 3-fosfat (GLA--3P)4 ADP ATP 2 Glokozo-6-fosfat
  16. 16. 1. Глукоза се прво фосфорилује у глукозу-6-фосфат уз утрошак 1 АТР-а 2. Глукоза-6-фосфат се фруктозу-1,6-бисфосфат уз утрошак 1 АТР-а ► Суштина реакција - подизање молекула на виши енергетски ниво
  17. 17. 3. фруктоза 1,6-бисфосфат се разлаже на две триозе: глицералдехид-3-фосфат (G3P) и дихидроксиацетон-фосфат (DHAP) 4. Ове две триозе су изомери и прелазе једна у другу с тим што је G3P главни супстрат за даљу гликолизу
  18. 18. II. ГЛИКОЛИЗА
  19. 19. GliceraldehidDihidroksiaceton fosfat (DHA-P) 3-fosfat (GLA-3-P) 1,3-bisfosfoglicerat 3-fosfoglicerat 4 2 GLIKOLIZA - II faza 3 FOSFORILACIJA NA NIVOU SUPSTRATA X 2 NADH +H + 5 +NAD P i+ ATP ADP 6 Fosfoenolpiruvat (PEP) Piruvat (PGK) C CH3 COO O H2O 7 ADP 8 ATP
  20. 20. 5. G3P се оксиддује у 1,3-фосфоглицеринску киселину; истовремено се редукује NAD у NADH+H+
  21. 21. 6. Дефосфорилација 1,3- фосфоглицеринске киселине у 3-фосфоглицеринску киселину уз преношење фосфорне групе на АDP и стварање АТР-а (фосфорилација на нивоу супстрата) 7. 3-фосфоглицеринска киселина прелази у фосфоенол- пирогрожђану киселину (фосфоенол-пируват PEP)
  22. 22. 8. Дефосфорилација фосфоенол-пирогрожђане киселине (PEP) у пирогрожђану киселину (пируват - ПГК); одвајање још једне фосфатне групе и преношење на други АDP тј. стварање другог молекула АТР-а (фосфорилација на нивоу супстрата)
  23. 23. ►И друга триоза добијена од фруктозе такође подлеже овим реакцијама тако да се као крајњи продукт гликолизе добијају ДВА МОЛЕКУЛА пирогрожђане киселине (пируват) ►ПГК у аеробном дисању прелази у митохондрије и бива даље искоришћена за добијање енергије
  24. 24. СУМАРНА РЕАКЦИЈА ГЛИКОЛИЗЕ C6H12O6 + 2АТP + 2NAD  2 C3H4O3 +2ATP + 2NADH +2H+
  25. 25. ЕНЕРГЕТСКИ БИЛАНС ГЛИКОЛИЗЕ (АТР) РЕАКЦИЈА АТР глукоза ->глукозо-6-фосфат -1 фруктозо-6-фосфат -> фруктозо-1,6- бисфосфат -1 2х 1,2-бисфосфоглицерат -> 2х 3- фосфоглицерат +2 2х фосфоенол пирогрожђана кис. -> 2х пирогрожђана кис. +2 НЕТО +2
  26. 26. УКУПНИ ЕНЕРГЕТСКИ БИЛАНС ГЛИКОЛИЗЕ 2 МОЛЕКУЛА АТР-а се ТРОШЕ у припреми 4 МОЛЕКУЛА АТР-а се ДОБИЈАЈУ у окцидацији 2 МОЛЕКУЛА NAD-a се редукују за обе триозе 2 МОЛЕКУЛА АТР-а су крајњи енергетски резултат 2 МОЛЕКУЛА NADH+H+ су продукт гликолизе
  27. 27. Значај гликолизе ► Синтеза других значајних једињења (компоненте ћелијског зида, протеина, фосфолипида, хормона) ► Продукција АТП-а ► Продукција NADH+H+ који је богат енергијом и може се користити :  За оксидацију у митохондријама  Као извор електрона у бројним реакцијама ► Продукција ПГК која, зависно од услова, може даље да се користи у процесима:  Ферментације – врења (анаеробно)  Кребсовом циклусу (аеробно)
  28. 28. АНАЕРОБНИ ПУТ ПИРОГРОЖЂАНЕ КИСЕЛИНЕ
  29. 29. ►Добијају се свега два молекула АТР-а за сваки молекул глукозе ►Врше анаеробни микроорганизми, бактерије и квасци ►У мишићима кад нема довода кисеоника ВРЕЊЕ (ФЕРМЕНТАЦИЈА)
  30. 30.  ПГК СЕ ДЕКАРБОКСИЛУЈЕ У АЦЕТАЛДЕХИД  АЦЕТАЛДЕХИД СЕ РЕДУКУЈЕ У ЕТИЛ-АЛКОХОЛ  ТРОШИ СЕ 1 NADPH+H+ ЗА РЕДУКЦИЈУ (ензим алкохолна дехидрогеназа)  Добијени NAD се у анаеробним условима редукује у гликолизи АЛКОХОЛНО ВРЕЊЕ:
  31. 31. EtanolAcetaldehidPiruvat Glikoliza Alkoholna dehidrogenaza NAD + C CH3 OHH HCO2 + H ALKOHOLNA FERMENTACIJA NADH + H + C COO CH3 O C H CH3 O
  32. 32.  ДИРЕКТНА РЕДУКЦИЈА ПГК У МЛЕЧНУ КИСЕЛИНУ  ТРОШИ СЕ 1 NADPH+H+ ЗА РЕДУКЦИЈУ (ензим лактат дехидрогеназа)  Добијени NAD се у анаеробним условима редукује у гликолизи МЛЕЧНОКИСЕЛИНСКО ВРЕЊЕ:
  33. 33. Piruvat Laktat dehidrogenaza NAD + L-laktat C COO CH3 O 1 2 3 HO HC CH3 COO 3 2 1 MLEČNOKISELINSKA FERMENTACIJA Mehanizam delovanja Laktat dehidrogenaze NADH + H + Glikoliza
  34. 34. КРЕБСОВ ЦИКЛУС Циклус лимунске киселине
  35. 35. ► Заједнички крајњи низ реакција који служи за разградњу свих састојака хране. ► Крајњи продукти аеробног метаболизма су СО2 и вода. ► Исти ови продукти настају и при сагоревању. ► Процес органског сагоревања у организму изводи се преко низа реакција ► Тако организам постиже ефикасније коришћење енергије органских састојака хране ► Поред СО2 и воде, продукти органског сагоревања су редуковани коензими који у респираторном ланцу дају АТР
  36. 36. I. ПРИПРЕМА ПИРОГРОЖЂАНЕ КИСЕЛИНЕ Оксидативна декарбоксилација пирувата
  37. 37. Оксидативна декарбоксилација пирувата
  38. 38. 1. Декарбоксилација ПГК и ослобађање СО2
  39. 39. 3 1 PIRUVAT COO C O CH3 CO2 Acetil-S-CoA CoAS O CCH3 HS CoA SUMA REAKCIJA OKSIDATIVNE DEKARBOKSILACIJE PIRUVATA Acetil-S-CoA HS-CoA +++ NADH CO2 + NAD+Piruvat + H +
  40. 40. 2. Двокарбонски остатак, ацетат, се везује за коензим А (СоА) и настаје ацетил-СоА ► Коензим А је носач ацетил групе у метаболичким реакцијама ► Састоји се од аденина, рибозе, фосфата и витамина В-комлекса
  41. 41. Pantotenska kiselina ADP fosforilat Ацетилни остатак
  42. 42. Реакције Кребсовог циклуса
  43. 43. 1. Ацетил-СоА (С-2) се везује са оксалосирћетном киселином (С-4) и даје лимунску киселину (С-6)  Суштина реакције је пренос двокарбонског остатка пирогрожђане киселине на четворокарбонски носач (оксалосирћетна киселина).
  44. 44. ►Даље реакције су реакције трансформације лимунске киселине која има три карбоксилне групе ►Одвија се оксидативна декарбоксилација трикарбонских киселина ►Ацетилни двокарбонски остатак се потпунo разгрaђује дo CO2
  45. 45. 2. Цитрат (6C) у више корака прелази у изоцитрат 3. Изоцитрат се оксидује у оксалсукцинат уз редукцију NAD у NADН + Н+ 4. Оксалсукцинат се декарбоксилује у - кетоглутарат (5C) 5. Кроз низ реакција -кетоглутарат прелази у сукцинат (4C) при чему долази до још једне редукције NAD у NADН + Н+, декарбоксилације и фосфорилације на нивоу супстрата где настаје GTP који прелази у АТP. 6. У следећој серији реакција сукцинат прелази у малат уз редукцију FAD у FADH2 7. Малат (4C) прелази у оксалацетат (4C) уз редукцију NAD у NADН + Н+
  46. 46. Acetil-S-CoA O C S-CoACH3 OKSALACETAT оксалсирћетна CITRAT Лимунска киселина NADH + H + OKSALSUKCINAT IZOCITRAT -KETOGLUTARAT CO2 5 SUKCINAT Ћилибарна киселина GTP FADH2 6 MALAT Јабучна киселина 7 4C 2C 6C 6C 6C 5C NADH + H + CO2 4C 4C NADH + H + Ciklus limunske kiseline 1 2 3 4
  47. 47. Продукти Кребсовог циклуса
  48. 48. 1. Два молекула СО2 у два ступња (кораци 3 и 4) 2. Енергија ослобођена у оксидацијама у 4 ступња у облику редукованих кеонзима NADH+H+ и FADH+H+ (кораци 3, 4, 6, 8) 3. Регенеришу се оксалсирћетна киселина и Ацетил-СоА који поново улазе у циклус
  49. 49. ►Значај Кребсовог циклуса није само у разградњи хранљивих састојака и добијању енергије из њих ►Кребсов циклус представља раскрсницу метаболизма – има и амфиболичку природу ►Међупродукти који се јављају у циклусу представљају резервоар за анаболизам свих органских материја које организам изграђује за своје потребе
  50. 50. AMFIBOLIČKA PRIRODA Ciklusa limunske kiseline Prolin Asparagin Glutamin Glutamat Arginin OKSALACETAT CITRAT IZOCITRAT α-KETOGLUTARATSUKCINIL-S-CoA FUMARAT Porfirin CO2 CO2 GLUKOZA Ciklus limunske kiseline BIOSINTEZA MASNIH KISELINA Aspartat Metionin Treonin Lizin
  51. 51. КРЕБСОВ ЦИКЛУС и ГЛИКОЛИЗА КАО РАСКРСНИЦА МЕТАБОЛИЗМА ► Извор прекурсора за синтезе многих материја ► Примери:  G3P, DHAP- за добијање триглицерида  3-фосфоглицеринска киселина – за добијање аминокиселина преко серина  ПЕП – за добијање ароматичних АК, полифенола, лигнина  ПГК – за добијање аминокиселина преко аланина  Ацетил- СоА – за добијање масних киселина, пут у глуконеогенезу   кетоглутарат – за добијање аминокиселина преко глутамата и глутамина; добијање нуклеинских киселина  Сукцинил СоА – за добијање порфирина  Оксалоацетат – за добијање аминокиселина и нуклеинских киселина преко аспартата
  52. 52. Оксидативна фосфорилација
  53. 53. STRUKTURA MITOHONDRIJA KRISTE MEDJU- MEMBRANSKI PROSROR MATRIKS SPOLJNA MEMBRANA UNUTRA[NJA MEMBRANA
  54. 54. ►Дешава се на унутрашњој мембрани митохондрија ►Електрон-транспортни респираторни ланац ►Крајњи акцептор електрона је О2 при чему настаје вода
  55. 55. ►Услед преношења електрона кроз мембрану (кроз електрон- транспортни ланац), долази и до транспорта протона кроз мембрану, њиховог пумпања у међумембрански простор и успостављања електрохемијског градијента ►У мембрани се налази и протонска пумпа која има и функцију синтезе АТР-а ►Она користи градијент протона за производњу АТР-а
  56. 56. Spoljašnja membrana mitohondrija Unutrašnja membrana mitohondrija Međumembranski prostor Matriks Visoka + H ATPADP + Pi Niska + H + H e + ++ ++ + ++ + H2O2 O2 1 + H + H + H + ++ ++ + + + + ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ + POVEZIVANJE PROCESA PRENOSA ELEKTRONA I SINTEZE ATP-a
  57. 57. ►Оксидацијом једног NADH+H+ настају три молекула АТР-а ►Оксидацијом једног молекула FADH+H+ настају два молекула АТР-а
  58. 58. Енергетски биланс гликолизе, Кребсовог циклуса и оксидативне фосфорилације Улазни молекули: ►1 мол глукозе или ►2 молa триозе (ПГК)
  59. 59. 2x FADH2 2x (NADH + H ) + ENERGETSKI BILANS KATABOLIZMA GLUKOZE GLUKOZA ANAEROBNI USLOVI AEROBNI USLOVI 2x (ATP) PIRUVAT2x Glikoliza LAKTAT2x Ukupni prinos: 2x ATP GLUKOZA 2x (ATP) PIRUVAT2x Ciklus limunske kiseline 2x (3 NADH + H ) + 2x (CO2) 2x (GTP)= 2x (ATP) Respiratorni lanac Oksidativna fosforilacija 2x (NADH + H ) + 4x (CO2) 34x (ATP) ACETIL-S-CoA2x 6x (H2O) C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O Ukupni prinos: 38 x ATP Glikoliza Oksidativna dekarboksilacija piruvata Oksidativna fosforilacija Ciklus limunske kiseline
  60. 60. ►38 молекула АТР-а ►2 АТР-а из гликолизе (фосфорилација на нивоу супстрата) ►2 АТР-а из гликолизе (из 2 NADH+H+) ►6 АТР-а из оксидативне декарбоксилације пирувата (из 2 NADH+H+) ►2 АТР-а из Кребсовог циклуса (из 2 GTP-a) ►18 АТР-а из Кребсовог циклуса (из 6 NADH+H+ ) ►4 АТР-а из Кребсовог (из 2 FADH+H+)
  61. 61. 38 АТP Elektron transportni lanac i oksidativna fosforilacija MITOHONDRIJA KREBSOV CIKLUS CITOPLAZMA GLIKOLIZA GLUKOZA2 PIRUVATA ENERGETSKI BILANS KATABOLIZMA GLUKOZE
  62. 62. β- ОКСИДАЦИЈА МАСНИХ КИСЕЛИНА
  63. 63. ОКСИДАЦИЈА МАСТИ ►Да би били оксидовани ЛИПИДИ се најпре разграђују на глицерин и масне киселине. Реакцију катализује ензим ЛИПАЗА ►Оксидација МК се код животиња врши у митохондријама, а код биљака у глиоксизомима и пероксизомима
  64. 64. ► Масне киселине које настају разградњом триглицерида су једињења са дугим угљеничним ланцима  Палмитинскa киселина има 16 C атомa: CH3 (CH2)14 COOH  Стеаринскa са 18 C атомa: CH3 (CH2)16COOH
  65. 65. ►Масне киселине које настају разградњом триглицерида се оксидују у реакцијама  оксидације. ► оксидација се одвија у митохондријама. ► оксидација је назив добила по томе што се оксидација врши нa  угљениковом атoму, а то је II C атом од карбoксилне COOH групе.
  66. 66. ►С-2 фрагменти се везују за носач СоА ►При сваком одвајању С-2 фрагмента стварају се редуковани коензими NADH+H+ и FADH+H+ ►Оксидацијом масти се добија далеко више енергије него из глукозе јер се добија већи број редукованих коензима који предају електроне респираторном ланцу ►Дакле, добија се више АТР-а!
  67. 67. Значај ►Код животиња је више усмерена на ослобађање велике количине енергије  1 мол палмитинске киселине (С16Н32О2) ослободи 129 нето АТР-а 7 обрта х 5 АТР = 35 + 8 ацетил-СоА х12 =96 - 2 АТР = 129 ►Код биљака је више усмерена на глуконеогенезу – синтеза шећера
  68. 68. Глиоксилатни циклус и глуконеогенеза ► Дешава се у сeменима богатим мастима, где долази до преобраћања масних материја у угљене хидрате. ► Код биљака липиди више служе као ДЕПО угљеника као ГРАДИВНЕ компоненте, а не као извора енергије (као код животиња)
  69. 69. Глиоксилатни циклус и глуконеогенеза PEP Пируват Acetil- CoA Масне киселине
  70. 70. Глиоксилатни циклус ►ГЦ je мoдификaциja Крeбсoвoг циклусa; oдигрaвa сe у органелама глиoксизoмимa ►У њeму сe рaзлaгaњeм лимунскe кисeлинe прoизвoдe ћилибaрнa кисeлинa (сукцинат) и глиoксилaт кojи зaтвaрa циклус ►Ћилибaрнa кисeлинa (сукцинат) идe у митoхoндриje гдe нaстaje jaбучнa кисeлинa (малат) кoja излaзи у цитoплaзму и oксидуje сe у пирoгрoжђaну кисeлину (пируват)
  71. 71. Глуконеогенеза ►ПГК рeвeрзнoм (oбрaтнoм) гликoлизoм дaje фруктoзу и глукoзу oд кojих нaстaje сaхaрoзa ►Прoцeс ствaрaњa шeћeрa oд мaсти зoвe сe глукoнeoгeнeзa (биљкaмa су шeћeри пoгoдниjи извoр eнeргиje зa рaстeњe и рaзвићe)
  72. 72. Утицај спољашњих фактора на дисање 1. Teмпeрaтурa – пoрaст тeмпeрaтурe у oпсeгу oд 0- 40o убрзaвa дисaњe (2-3 путa зa пoрaст тeмпeрaтурe oд 10o); тeмпeрaтурa изнaд 45o нeгaтивнo дeлуje нa eнзимe кojи учeствуjу у дисaњу 2. Вoдa – дисaњe je интeнзивниje у млaдим листoвимa и oргaнимa кojи сaдржe дoстa вoдe и рaсту 3. Кoнцeнтрaциja кисeoникa 4. Кoнцeнтрaциja CO2
  73. 73. ЛИТЕРАТУРА ►Тописировић Б. - БИОХЕМИЈА, неауторизована скрипта ►Боришев М. – Физиологија биљака, презентације са предавања - Кaтeдрa зa бoтaнику, Лaбoрaтoриja зa физиoлoгиjу биљaкa, Дeпaртмaн зa биoлoгиjу и eкoлoгиjу Прирoднo-мaтeмaтички фaкултeт

×