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.
Metabolismecatabòlic:respiracióifermentació<br />1<br />
2<br />Procés en el qual s’allibera energia que s’emmagatzema en enllaços fosfat de l’ATP<br />El metabolisme cel·lular és...
Obtenir energia per dur a terme les funcions vitals.</li></ul>Es poden considerar 2 fases en el metabolisme:<br /><ul><li>...
L’anabolisme o construcció de matèria orgànica.</li></li></ul><li>Energia: ATP<br /><ul><li>Ribosa (monosacàrid: pentosa)<...
Com es sintetitza ATP?<br /><ul><li>Fosforilació a nivell de substrat (quinases): síntesi ATP gràcies a l’eneriga que s’al...
 Per mitjàd’enzims del grup de les ATP-sintetases: a les crestesdelsmitocondris i alstilacoidesdelscloroplastsquan un fluz...
1. El catabolisme<br />5<br />Catabolisme: conjunt de reaccionsbioquímiques que transformen les macromolècules en molècule...
Rutes metabòliques<br />Les reaccions normalment no succeeixen en un pas, sinó en un conjunt de petites reaccions que form...
Catabolisme<br />Podem obtenir energia de:<br /><ul><li>Glúcids
Lípids
Proteïnes</li></ul>L’obtenció d’energia no és 100% eficient, per això una part de l’energia es perd en forma de calor i co...
8<br />1. Tipus de catabolisme<br />Segons el graud’oxidació de la matèriaorgànica i segonsquiésl’acceptor final d’electro...
9<br />2. Catabolisme per respiració<br />A) Catabolisme de glúcids<br />La primera fase és la hidròlisi en elssistemesdig...
10<br />A) Catabolisme de glúcids<br />1. La glicòlisio ruta d’Embden-Meyerhof<br />Procéson la glucosa es degrada en dues...
Glicòlisi<br />Té lloc al CITOPLASMA (sarcoplasma al múscul)<br />Per iniciar el procés cal energia: se liafegeix un fosfa...
2 Hidrògens</li></ul>El compost de 3C és oxidat a piruvat<br />
12<br />A) Catabolisme de glúcids<br />2. La via de les pentoses<br />Procés en el qual la glucosa es transforma en les pe...
13<br />A) Catabolisme de glúcids<br />2. La via de les pentoses<br />També serveix per produir altres monosacàrids difere...
14<br />A) Catabolisme de glúcids<br />3. El cicle de Krebs<br />El pirúvic entra en la matriu i es produeix una descarbox...
15<br />A) Catabolisme de glúcids<br />3. El cicle de Krebs<br />Aquestconjunt de reaccionsrequereixenquantitatselevades d...
El destí del piruvat si hi ha oxigen<br />L’AcetilCoaAentra al cicle de Krebs<br />Té lloc a la MATRIU MITOCONDRIAL<br />P...
 8 Hidrògens
 2 CO2</li></ul>El piruvats’oxida a acetilCoA, i s’obtenen 2 hidrògens<br />L’acetilCoA es combina amb un compost de 4C, p...
17<br />A) Catabolisme de glúcids<br />4. La cadena respiratòria<br />Procés acoblat a enzims de membrana (deshidrogenases...
18<br />A) Catabolisme de glúcids<br />5. La fosforilació oxidativa<br />http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/etc/movie....
Destí dels hidrògenshttp://www.johnkyrk.com/mitochondrion.html<br />Té lloc a la MEMBRANA INTERNA MITOCONDRIAL<br />Fosfor...
Els electrons es mouen per la cadena de transport d’electrons.
Els protons són bombejats des de la matriu a la membrana interna mitocondrial, això genera un gradient electroquímic.
Els protons difonen per la proteïna canal provocant un canvi de conformació de la proteïna de forma que l’ATPasa genera ATP.
Dins la matriu els electrons i els protons es combinen amb oxigen per forma aigua.
Per cada NAD s’obtenen 3 ATP i per cada FAD s’obtenen 2 ATP.</li></li></ul><li>20<br />A) Catabolisme de glúcids<br />6. B...
21<br />Elslípidsemmagatzematstenenfuncióenergètica.<br />L’enzim lipasa separa elsàcidsgrassos de la glicerina. Dins del ...
Àcidsgrassos:segueixenuna sèrie de b-oxidacions o hèlix de Lynen. Cal que estiguincombinatsamb el CoA per ser oxidats i tr...
Oxidació d’àcids grassos<br />Primer té lloc la separació del glicerol i els àcids grassos<br />Elsàcidsgrassos es descomp...
23<br />C) Catabolisme de les proteïnes i els aminoàcids<br />Les proteïnestenenfuncionsdiferents a l’energètica. Només si...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Catabolisme

4,098 views

Published on

http://aixoplugat.blogspot.com

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Catabolisme

  1. 1. Metabolismecatabòlic:respiracióifermentació<br />1<br />
  2. 2. 2<br />Procés en el qual s’allibera energia que s’emmagatzema en enllaços fosfat de l’ATP<br />El metabolisme cel·lular és el conjunt de reaccions químiques que es produeixen a l’interior de les cèl·lules i que condueixen a:<br /><ul><li>Obtenir matèria per créixer
  3. 3. Obtenir energia per dur a terme les funcions vitals.</li></ul>Es poden considerar 2 fases en el metabolisme:<br /><ul><li>El catabolisme o degradació de la matèria orgànica.
  4. 4. L’anabolisme o construcció de matèria orgànica.</li></li></ul><li>Energia: ATP<br /><ul><li>Ribosa (monosacàrid: pentosa)</li></ul>- Adenina (base nitrogenada)<br /><ul><li> Grups fosfat</li></ul>ATP (adenosin trifosfat)<br />ADP (adenosin difosfat)<br />Emmagatzema i cedeixenergiaambmoltafacilitat:<br />- 7,3 kcal/mol d’energia cada enllaç (en té dos)<br />
  5. 5. Com es sintetitza ATP?<br /><ul><li>Fosforilació a nivell de substrat (quinases): síntesi ATP gràcies a l’eneriga que s’alliberad’unabiomolècula (substrat) quan es trenca algundelsseusenllaçosrics en energia. P.e: glicòlisi.
  6. 6. Per mitjàd’enzims del grup de les ATP-sintetases: a les crestesdelsmitocondris i alstilacoidesdelscloroplastsquan un fluz de protons (H+) travessaaquestsenzims.</li></ul>ATP (adenosin trifosfat)<br />ATP: moneda energètica – energiad’úsinmediat<br />
  7. 7. 1. El catabolisme<br />5<br />Catabolisme: conjunt de reaccionsbioquímiques que transformen les macromolècules en molèculesorgàniquespetites, i aquestes en inorgàniques. Durantaquestprocéss’alliberaenergia<br />Tenen unes primeresviesconvergents, fins a acetilCoA i s’anomenacatabolismeintermediari; i elscompostos que van apareixent: metabòlits.<br />Solen ser reaccionsd’oxido-reduccióons’alliberenelectrons que passen a transportadorsd’electrons i elsmetabòlitspassen de nivellsenergèticselevats a mésbaixos.<br />
  8. 8. Rutes metabòliques<br />Les reaccions normalment no succeeixen en un pas, sinó en un conjunt de petites reaccions que formen la ruta metabòlica.<br />
  9. 9. Catabolisme<br />Podem obtenir energia de:<br /><ul><li>Glúcids
  10. 10. Lípids
  11. 11. Proteïnes</li></ul>L’obtenció d’energia no és 100% eficient, per això una part de l’energia es perd en forma de calor i contribueix a mantenir la temperatura corporal.<br />
  12. 12. 8<br />1. Tipus de catabolisme<br />Segons el graud’oxidació de la matèriaorgànica i segonsquiésl’acceptor final d’electrons es distingeixen:<br />A. Respiració: l’oxidacióés completa i l’acceptor final d’electronsés un compost inorgànic:<br />* Respiracióaeròbica: l’oxigenésl’acceptor; elsproductesfinalsdesprés de la cadena respiratòriasón l’H2O i CO2. 36-38 ATPs<br />* Respiracióanaeròbica: el nitrogen (NO3-), el sofre (SO42-) o CO2sónelsacceptorsfinalsdonantlloc a NH4, SH2 o CH4després de la cadena respiratòria. 36-38 ATPs. Bacteris<br />B. Fermentació: oxidació no completa de la matèriaorgànica. Un compost orgànicésl’acceptor final del electrons. S’obté poca energia (2 ATP) doncs no hi ha cadena respiratòria. Fongs<br />
  13. 13. 9<br />2. Catabolisme per respiració<br />A) Catabolisme de glúcids<br />La primera fase és la hidròlisi en elssistemesdigestius en organismespluricel·lulars o en vacúolsdigestius en unicel·lularsgràcies a enzims. Únicamentelsmonosacàrids poden entrar en el sistema circulatori. <br />Produeixcalor.<br />
  14. 14. 10<br />A) Catabolisme de glúcids<br />1. La glicòlisio ruta d’Embden-Meyerhof<br />Procéson la glucosa es degrada en duesmolèculesd’àcidpirúvic o piruvat.<br />Característiques:<br /> 1. Éscitoplasmàtica<br /> 2. Ésanaeròbica (no intervél’oxigen)<br /> 3. Començaamb una activació (-2ATP)<br /> 4. Produeix:<br /> * 4 ATP – 2 ATP = 2 ATP<br />fosforilació a nivell de substrat<br /> * 2 NAD + 2e- + 2H+ 2 NADH2<br />5. Produeix 2 molècules de piruvat<br /> 2 CH3 – CO - COOH<br />
  15. 15. Glicòlisi<br />Té lloc al CITOPLASMA (sarcoplasma al múscul)<br />Per iniciar el procés cal energia: se liafegeix un fosfat a la glucosa i s’obté un compost de 3C.<br />http://www.science.smith.edu/departments/Biology/Bio231/glycolysis.html<br />S’obté:<br /><ul><li>2 ATP
  16. 16. 2 Hidrògens</li></ul>El compost de 3C és oxidat a piruvat<br />
  17. 17. 12<br />A) Catabolisme de glúcids<br />2. La via de les pentoses<br />Procés en el qual la glucosa es transforma en les pentoses ribulosa i xilulosa de manera reversible.<br />Necessària per produir nucleòtids, CoA, NAD i FAD.<br />Característiques:<br /> 1. És citoplasmàtica<br /> 2. Produeix una descarboxilació<br /> 3. Produeix dues deshidrogenacions<br /> i genera 2 NADPH2<br />
  18. 18. 13<br />A) Catabolisme de glúcids<br />2. La via de les pentoses<br />També serveix per produir altres monosacàrids diferents.<br />
  19. 19. 14<br />A) Catabolisme de glúcids<br />3. El cicle de Krebs<br />El pirúvic entra en la matriu i es produeix una descarboxilacióoxidativaproduintacetatactiu+ NADH2 + CO2<br />El cicle de Krebso cicle de l’àcidcítric o delsàcidstricarboxílics es produeix en organismesaerobisgràcies a enzims solubles en la matriu mitocondrial.<br />El catabolisme de lípids i proteïnesconvergeixen a aquestnivell.<br />Alguns del metabòlits poden ser utilitzats per sintetitzaraminoàcids no essencials<br />
  20. 20. 15<br />A) Catabolisme de glúcids<br />3. El cicle de Krebs<br />Aquestconjunt de reaccionsrequereixenquantitatselevades del coenzim NAD, de tal manera que si no estàsincronitzadaamb la cadena respiratòria que regenera NAD es col·lapsa, i no deixa entrar pirúvic<br />Característiques:<br /> 1. Requereixindirectamentoxigen<br /> 2. Produeix per cada acetilCoA:<br /> * 3 NADH2<br /> * 1 FADH2<br /> * 1 ATP<br /> 2 descarboxilacions = 2 CO2<br />http://www.science.smith.edu/departments/Biology/Bio231/krebs.html<br />
  21. 21. El destí del piruvat si hi ha oxigen<br />L’AcetilCoaAentra al cicle de Krebs<br />Té lloc a la MATRIU MITOCONDRIAL<br />Per cada acetilCoA s’obtenen:<br /><ul><li>1 ATP
  22. 22. 8 Hidrògens
  23. 23. 2 CO2</li></ul>El piruvats’oxida a acetilCoA, i s’obtenen 2 hidrògens<br />L’acetilCoA es combina amb un compost de 4C, per formar-ne un de 6C que seràdescarboxilat i deshidrogenatfins a donar CO2 i el compost inical de 4C<br />
  24. 24. 17<br />A) Catabolisme de glúcids<br />4. La cadena respiratòria<br />Procés acoblat a enzims de membrana (deshidrogenases i citocroms)<br />El NADH2 i el FADH2 (en llocs d’acoblament diferents) s’oxiden alliberant H+ i e- que viatgen per citocroms produint la sortida dels protons a l’espai intermembranós (baixa el pH a la vegada que augmenta la seva concentració). En darrer lloc els electrons són agafats pel ½O2+2e- O2-<br />Per augmentar l’eficàcia d’aquest procés, el mitocondri pot:<br /> * formant crestes: augmenta la superfície membranosa interna<br /> * dividir-se: augmenta el nombre de mitocondris<br />
  25. 25. 18<br />A) Catabolisme de glúcids<br />5. La fosforilació oxidativa<br />http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/etc/movie.htm<br />Segons la teoria quimiosmòtica de Mitchel el gradient elèctric i químic provoca el pas dels protons per un enzim especial (localitzat a nivell del cloroplast i mitocondri) anomenat ATPsintetasa aixó permet a aquest enzim convertir aquesta energia en energia química sintetitzant ATP.<br /> 1 NADH2 3 ATP<br /> 1 FADH2 2 ATP<br />Els protons en passar són agafats per al oxigen:<br />2 H+ + O2- H2O o aigua metabòlica<br />
  26. 26. Destí dels hidrògenshttp://www.johnkyrk.com/mitochondrion.html<br />Té lloc a la MEMBRANA INTERNA MITOCONDRIAL<br />Fosforilació oxidativa<br /><ul><li>Els hidrògens alliberats poden reduir coenzims com el NAD o el FAD. Aquest coenzim agafa tant l’electró com el protó de l’hidrogen.
  27. 27. Els electrons es mouen per la cadena de transport d’electrons.
  28. 28. Els protons són bombejats des de la matriu a la membrana interna mitocondrial, això genera un gradient electroquímic.
  29. 29. Els protons difonen per la proteïna canal provocant un canvi de conformació de la proteïna de forma que l’ATPasa genera ATP.
  30. 30. Dins la matriu els electrons i els protons es combinen amb oxigen per forma aigua.
  31. 31. Per cada NAD s’obtenen 3 ATP i per cada FAD s’obtenen 2 ATP.</li></li></ul><li>20<br />A) Catabolisme de glúcids<br />6. Balanç energètic de la degradació aeròbica de la glucosa<br />La glucosa és la molècula energètica per excel·lència. Algunes cèl·lules, com les neurones, únicament poden utilitzar glucosa per obtenir energia.<br />
  32. 32. 21<br />Elslípidsemmagatzematstenenfuncióenergètica.<br />L’enzim lipasa separa elsàcidsgrassos de la glicerina. Dins del mitocondrisegueixenviesdiferents:<br /><ul><li>Gicerina: combina amb un grupfosfat i perd dos hidrogens: s’incorpora a la glicòlisi.
  33. 33. Àcidsgrassos:segueixenuna sèrie de b-oxidacions o hèlix de Lynen. Cal que estiguincombinatsamb el CoA per ser oxidats i transformar-se en acilCoAambdespesad’unATP, per a poder entrar al mitocondri.</li></ul>B) Catabolisme de lípids<br />Una molècula de 16 carbonis produeix 130 ATP:<br /> * 7 b-oxidacions: - 8 acetil CoA<br /> - 7 NADH2<br /> - 7 FADH2<br />8 Cicles de krebs<br />
  34. 34. Oxidació d’àcids grassos<br />Primer té lloc la separació del glicerol i els àcids grassos<br />Elsàcidsgrassos es descomponen en una sèrie de reaccions per generar compostos de 2C, elsqualsaniran al cicle de Krebs: beta-oxidació<br />Com que elsàcidsgrassosnomés poden ser respiratspel cicle de Krebs, només poden fer servir la respiracióaeròbia. No poden ser utilitzatsquan no hi ha oxigen<br />Per una molècula de palmític (C16) s’obtenen 131 ATP<br />
  35. 35. 23<br />C) Catabolisme de les proteïnes i els aminoàcids<br />Les proteïnestenenfuncionsdiferents a l’energètica. Només si estan en excés, es degraden elsseusAminoàcids.<br />També en situacions de dejuniprolongat.<br />En el catabolismedelsAahi ha tres processos:<br /><ul><li>Transaminació
  36. 36. Desaminacióoxidativa
  37. 37. Transformació en compostos per al cicle de Krebs.</li></li></ul><li>Transaminacions<br />Les transaminacions són catalitzades per els enzims transaminases.<br />Es produeix al citosol i als mitocondris de tots els teixits, sobretot el fetge.<br />El grup amino d’unaminoàcid es transfereix a un a-cetoàcid(acostuma a ser l’ a-cetoglutàric) per donar lloc a un nouaminoàcid (àcidglutàmic)<br />Àcidpirúvic<br />
  38. 38. Desaminació oxidativa<br />El producte resultant entrarà al cicle de Krebs a diferent nivell en funció de l’aminoàcid<br />Es produeix al citosol i als mitocondris del fetge i ronyons.<br />Se li treu el grup amino, el qual podrà fer-se servir en les transaminacions<br />Amoníac<br />Té com a inhibidor el GTP i l’ATP<br />
  39. 39. Transformació de la resta resultant en àcidpirúvic, acetilcoenzim A o en algun compost del cicle de Krebs<br />D’aquesta manera la cadena hidrocarbonada seràcompletament degradada. <br />Segons el tipusd’Aa, es transforma en un delscompostosesmentats o en un altre.<br />
  40. 40. Eliminaciódelsgrups aminos<br />Els grups amino (-NH2) alliberats formen amoníac (NH4).<br />A l’aigua dóna lloc a ió amoni (NH3 + H2O NH4+ + OH-)<br />Aquest és molt tòxic ja que augmenta el pH, hi ha de ser eliminat:<br /><ul><li>Animals amoniotèlics: invertebrats i peixos en aigua dolça. Absorveixen aigua per osmosi i s’excreta el ió directament.
  41. 41. Animals ureotèlics: peixos aigua salada i mamífers. Es transforma en UREA, al fetge.
  42. 42. Animals uricotèlics: insectes, rèptils i ocells. El nitrogen s’excreta en forma d’àcid úric, que es pot concentrar més en ser menys tòxic.</li></ul>PROTEÏNA<br />Grup amino (N)<br />Grup àcid<br />El primer que cal fer és eliminar el grup amino<br />
  43. 43. 28<br />ÀcidsNucleics<br />Degradatsfins a nucleòtids en el tubdigestiudelsanimalsgràcies a les nucleases.<br />Posteriormentsóndegradats en:<br /><ul><li>Pentosa (ribosa o desoxiribosa)
  44. 44. Segueixen la vía delsglúcids
  45. 45. Bases nitrogenades
  46. 46. Sintetitzarnousnucleòtids
  47. 47. O degradació a àcidúric, urea o amoníac
  48. 48. Àcidfosfòric
  49. 49. En part es segrega com a iófosfat (PO43+)
  50. 50. Síntesi ATP</li></li></ul><li>29<br />3. Catabolisme per fermentació<br />Al final de la glucolisi l’àcid pirúvic, si no hi ha oxigen suficient i la demanda d’energia és elevada, entra en les vies fermentatives:<br /><ul><li> Tenen lloc en el citoplasma
  51. 51. Són molt menys energètiques
  52. 52. Les produeixen llevats, alguns bacteris i cèl·lules musculars.
  53. 53. Regeneren el NAD
  54. 54. L’acceptor final d’electrons i protons és un compost orgànic</li></li></ul><li>30<br />3. Les fermentacions<br />2. La fermentació alcohòlica<br />A partir de 2 àcids pirúvics procedents d’una glucosa es produeixen 2 molècules d’alcohol etílic i 2 molècules de CO2.<br />Els llevats del gènere Saccharomyces són els especialistes. Després es poden destil·lar els productes finals per augmentar la concentració d’alcohol.<br />La degradació de l’etanol en el fetge és una reacció inversa, que produeix acetaldehid, que provoca mal de cap<br />
  55. 55. Fermentació alcohòlica<br />Alguns llevats en condicions anaeròbies redueixen el piruvat a etanol i CO2, utilitzant l’hidrogen del NAD reduït.<br />Es fa servir a la indústria alimentària per obtenir begudes alcohòliques.<br />
  56. 56. 32<br />3. Les fermentacions<br />1. La fermentació làctica<br />Única fermentació que poden fer les cèl·lules musculars.<br />La producció d’àcid làctic provoca una certa acidosi, però el producte final no és tòxic, cristal·litza (dolor muscular i cruiximent) i la reacció es reversible en presència d’oxigen en el fetge<br />Amb Lactobacillus elaborem productes com el yogourt i formatge<br />
  57. 57. Fermentaciólàctica<br />http://www.whitneyhs.org/ourpages/auto/2009/3/25/46351135/fermentation.swf<br /><ul><li>Es produeixen només 2 molècules d’ATP.
  58. 58. El lactat o àcid làctic produït s’acumula a la cèl·lula i disminueix el pH, inhibint els enzims que catalitzen les reaccions de la glucòlisi, portant el múscul a un estat de fatiga o aparició de rampes.
  59. 59. El lactat pot donar lloc a petits cristalls que punxen el múscul i produeixen les tiretes.</li></li></ul><li>Altresfermentacions<br />Bacterisanaerobis (Bacillusamilobacter / Clostridiumbutiricum)<br />Fermentació butírica<br />Descomposició de subst. Glucídiquesd’origen vegetal (pe: midó, glucosa) en àc. Butíric, hidrogen i diòxid de carboni i algunessubstàncies que fan pudor.<br />Contribueix a la descomposició de les restes vegetals del sól.<br />Fermentació pútrida<br />Putrefacció<br />Elssubstrats que es degraden són de naturalesa proteica i aminoàcida.<br />Elsproductesobtingutssónorgànics i pudents (pe: indole, cadaverina, escatol)<br />Cadàversd’animals i llavors en descomposició.<br />Algunesputrefaccions donen productespoc desagradables, per aixòs’utilitzen per produirels gustos típicsd’algunsformatges i vins.<br />34<br />
  60. 60. Evoluciócatabolisme<br /><ul><li>4600 milionsanys: formació Terra (no O2)
  61. 61. 3800 milionsanys: 1ers bacteris: fermentadors
  62. 62. 1rs bacterisfotosintetitzadors
  63. 63. 2600 milionsanys: cianobacteris: fotosíntesiambdesprendiment d’O2
  64. 64. 1ers bacterisambrespiració
  65. 65. 1600 milionsanys: 1ers eucariotes (simbiosi – mitocondris) – catabolisme per respiració</li></ul>35<br />

×