(CH3COCOOH) Glükoosi lagundamine: C6 H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O 38ADP + 38P 38ATP 1. Glükolüüs - kõigis rakkudes toimuv glükoosi esmane lagundamine. Aeroobne glükolüüs: Toimub küllaldase hapniku olemasolul. Ühest glükoosi kuuesüsinikulisest molekulist saadakse kaks kolmesüsinikulist püroviinamarihappe molekuli ja eraldub neli vesiniku aatomit (glükoos 2püroviinamari + 4H). Kaasneb kahe ATP molekuli süntees (2ADP + 2P 2ATP). H aatomid seostuvad NADiga (2NAD + 4H 2NADH2). Anaeroodne glükolüüs: Glükoosi lagundamine hapniku puudujäägi korral, saaduseks piimhape või etanool ja CO2. Piimahppekäärimine toimub lihaskoe rakkudes ja piimhappebakterie elutegevuse käigus. Ühest glükoosi molekulist saadakse kaks piimhappe molekuli, H aatomeid ei eraldu ning protsess piirdub kahe ATP molekuli sünteesiga (2ADP + 2P 2ATP). Piimahppest
b) millises raku kompartmendis reaktsioonid toimuvad - tsütoplasmas c) protsess on aeroobne / anaeroobne - hapniku defitsiidi korral toimub anaeroobne glükolüüs ja hapniku küllaldasel olemasolul aeroobne glükolüüs, need erinevad püruvaadile järgnevate reaktsiooniproduktide poolest. d) kas / milline on energiavajadus (ATP vormis) protsessi käivitamiseks - esimeses faasis tarbitakse 2 molekuli ATP, et teda hiljem rohkem toota. e) energiasaagis ATP ja taandatud koensüümidena (NADH) - 2ADP tekib 2ATP ning 2NAD+ tekib 2 NADH. 2. Glükolüüsi reaktsiooniahel koosneb 10-st üksikreaktsioonist, mida võib rühmitada järgmisteks faasideks: heksoosi- ja trioosifaas - heksoosifaasis on kõik intermediaadid heksoosid (C6-suhkrud) , toimub energia investeerimine ehk siis 2ADP molekuli muudetakse ATP-ks (1-5 reaktsioon) ; trioosifaasis on kõik intermediaadid trioosid (C3-suhkrud), toimub energia genereerimine ehk siis sünteesitakse 4 ATP ja 2 NADH molekuli (6-10 reaktsioon). 3
piisavalt. etanool või piimhape. Bakterid ja seened saavad kääritamisega oma energia. Käärimisi on palju erinevaid. 1. Piimhappekäärimine piimhappebakterite elutegevuse käigus, tekivad jogurtid, juustud, hapupiim, keefir, hapukapsad/kurgid jne. Glükoos 2 piimhappe (C3H6O3) 2ADP + 2P 2ATP Aga ka lihastes hapniku puudusel. Treenimata lihastes põhjustab valu, väsimust ja krampe. Hiljem piimhape kandub verega maksa ja lagundatakse seal. Piimhappebakterid tekitavad ka hambaauke. 2. Etanoolkäärimine Glükolüüsi lagunemine pärmseente toimel. Eraldub süsihappegaas. Glükoos 2 etanool (C2H5OH) + CO2
Substraatide kättesaadavuse muutmisega ensüümimolekulidele nt rakumembraani läbitavuse muutmise kaudu. Hormoonide toimemehhanismid. Õp 103-108 Ainevahetusrajad Glükolüüs Glükolüüs on glükoosi anaeroobse lagundamise protsess, mille tulemusel ühest glükoosi molekulist tekib kaks molekule laktaati. Iga glükoosi lagundamise käigus vabaneb energia, mille arvelt toodetakse 2 molekuli ATP-d. Kokkuvõtlikult: GLÜKOOS + 2ADP + 2P ->2 LAKTAAT + 2H + + 2ATP Glükolüüsi käigus vabaneb vaid 7% energiast ning sellest 60% kasutatakse vaid ATP sünteesiks. Glükolüüsi protsessis võib eristada üldistatult peamiselt kahte staadiumit. Esiteks glükoosi fosforüülimine glükoos-6 fosfaadiks ning jagunemine kaheks nii et tekib kaks molekuli glütseeraldehüüd-3-fosfaati. Selle käigus kasutatakse ATP-d ning 2ATP-d muundatakse 2ADP-ks. Teises staadiumis toimub glütseeraldehüüd-3-
Toimub lihaskue rakkudes piimhappe bakterite elutegevuse kägius. Vesinikku ei eraldu. Glükoos -> 2piimhape (C2H4COOH); 2ATP +P1 -> 2ATP Treenimata lihastes põhjustab valu, väsimust ja krampe. Etanooli käärimine Suhkru lagundamine pärmiseente toimel. Protsess kestab seni kuni jätkub glükoosi, või tekkiv etanool pärsib pärmiseente elutegevuse. Eraldub süsihappegaas. Glükoos 2etanool(C2H5OH) +CO2 2ADP+P -> 2ATP Aeroobne käärimine Erinevate ensüümide toimel toimub 10 erinevat üksteisele järgnevat reaktsiooni, mille tulemusena tekib 2 püroviinamarihappe molekulis ning 4 vesiniku aatomit. Glükoos -> 2 püroviinamarihape(CH3COCOOH) + 4H 2ADP +P -> 2ATP Eralduvad vesiniku aatomid seostuvad vesiniku kandjana. NAP mis võimaldab vesiniku aatomeid hiljem kasutada. Tsitraaditsükkel
GTP energia valkude sünteesiks, ATP, GTP, CTP, UTP Rna sünteesiks ATP, GTP, CTP, TTP vajalik DNA 2-koristumisel Energiavarustus süsivesinike baasil: 1. ettevalmistav etapp: polüsahhariidid lagunevad monosahariidideks nt: tärklis või klükogeen laguneb glükoosiks, vabanev energia hajub soojusena. 2. glükoosi lagunemine(aeroobselt): glükoos laiemas mõttes 1)glükoos (kitsamas mõttes) toimub tsütoplasma võrgustikus: C6H12O62CH3-CO-COOH+4H ,püroviinamarihape 3H+3NAD2NADH2 *2ADP+2H2PO42ATP+2H2O 2)tritraaditsükkel, toimub mitokondri maatriksis 2CH3COCOOH+6H2O6CO2+2OH 2OH+10NAD10NADH2 3) hingamisahel, toimub mitokondri harjakestel 12NADH212NAD+24H 6O2+24H12H2O * 36ADP+36H3PO436ATP+36H2O glükoosi lagunemise summaarne võrrand: C6H12O6+6O26CO2+6H2O 38ADP+38H3PO438ATP+38H2O anaeroobne glükolüüs: glükoosi lagunemine ilma 02 osavõtuta 1) C6H12O62CH3COCOOH+4H 2ADP+2H3PO42ATP 2CH3COCOOH+4H2C2H4OHCOOH 1
molekuli (glükolüüsi teine etapp) → tulemusena tekib 2 püroviinamarihappe (pürovaadi) molekuli ning 4 vesiniku glükoos → 2 püroviinamarihape + 4H → osa vesiniku ioone seostuvad vesinikukandjaga NAD (nikotiinamiidadeniindinukleotiid), see võimaldab vesinikioone kasutada edasistes reaktsioonides. NAD + H ↔ NADH üldvalem:glükoos + 2NAD + 2ADP + 2P → 2 pürovaati + 2NADH + 2H + 2ATP +2HO 2. tsitraaditsükkel (Krebsi tsükkel): kolmesüsinikulised ühendid lagundatakse edasi süsinikdioksiidiks. → toimub mitokondri sisemuses → eralduvad pürovaadist CO ja 2 H (mis seotakse NAD molekuliga). → tekib 2 NADH molekuli, pürovaat on muundatud atsetüül CoA'ks (Atsetüül-CoA ülesanne on süsinikuaatomite tootmine atsetüül-grupina CH CO tsitraaditsükklisse, kus seda energia saamiseks oksüdeeritakse)
-) Kuidas säilitavad organismid oma glükoosivarusid? (1p) *) Taimed säilitavad tärklisena ribosoomis; loomad säilitavad glükogeenina lüsosoomides. -) Kuidas ja kus säilitavad taimed oma glükoosivarusid? (1p) *) Taimed säilitavad oma glükoosivarusid tärklisena juurtes, ribosoomides. -) Selgitage, kus toimub glükolüüs ning millised on selle protsessi lähtained ja lõpp-produktid? (2p) *) Toimub tsütoplasmavõrgustikus. *) Lähtaineteks:glükoos, 2ADP, 2NAD. *) Lõpp-produktiks: 2 piimviinamarihape't, 2 NADH2 & 2ATP. -) Mis on fotosünteesi tähtsus. (4p) *) 1. Ilma fotosünteesita ei oleks looduses toimuvad toiduahelad üldse võimalikud. *) 2. Fotosünteesil moodustuv glükoos on lähtaineks paljude anorgaaniliste ainete sünteesimisel. *) 3. Glükoos on organismi peamine energiaallikas. *) 4. Enamus meid ümbritsevast õhuhapnikust on moodustnud fotosünteesi tulemusena. -) Mis tähtsus on fotosünteesil eralduval hapnikul
Püruvaadi edasine metabolism NAD molekul nikotiinamiid adeniin dinukleotiid sõltub organismist ja metabolismi tingimustest Glükoos 2ADP, NAD+ Glükolüüs 2ATP, NADH Püruvaat NADH NAD+
ATP ja H2O. H2 ühineb hapnikuga, tekib ATP ja eraldub taas NAD. Tekib 36 ATP-d, NAD ja H2O. 7. Anaeroobne glükoos ehk käärimine on hapniku puudusel rakkude tsütoplasmas toimuv glükoosi lagundamine, mille lõpp-produktiks on kas piimhape või etanool. 8. Piimhappekäärimine toimub hapniku puudusel lihaskoe rakkudes, aga ka piimhappebakterite elutegevuse käigus. Glükoosi molekulist saadakse 2 piimhappe molekuli ning H aatomeid ei eraldu. Gcl2piimhape 2ADP+2Pi2ATP. Etanoolkäärimine toimub anaeroobsetes tingimustes (bakterid, pärmseened). GclPVA+H2C2H5OH+H2 9. Fotosüntees on klorofülli sisaldavates taimerakkudes toimuv assimilatsiooni protsess, mille käigus salvestatakse valgusenergia orgaaniliste ühendite keemiliste sidemete energiaks. Peamiseks lähteaineks on CO2 ja H2O ning lõpp-produktiks glükoos, ühtalsi eraldub O2. 10. Fotosünteesi toimumiseks peab valguskiirgus jõudma taime tohelistes osades asuvate kloroplastideni
RAKUHINGAMINE EHK GLÜKOOSI LAGUNDAMINE O₂ + C₆H₁₂O₆ -> CO₂ + H₂O ( FOTOSÜNTEESIGA RISTI VASTUPIDI) Rakuhingamine jagatakse 3 etappi: 1. Glükolüüs a. Toimub tsütoplasmavõrgustikul b. Glükoos lõhustatakse, tekib 2 püroviinamajahape molekuli ning 4 vesiniku aatomit: i. Eraldunud vesiniku C₆H₁₂O₆ -> 2C₃H₄O₃ + 4H 2ADP + P -> 2ATP ESIMENE ETAPP Aeroobne (+o₂) – püroviinamarjahape Anaeroobne( -O₂) - tekib piimhape või etanool TEINE ETAPP Ainult, kui on aeroobne Tsitraaditsükkel (mitokondri sisemuses) TEKIB 10 NH₂ 2. Tsitraaditsükkel a. Tekib süsihappegaas i. Püroviinamarjahappest eraldub süsihappegaas ii. 10 NADH₂ 3
anorgaanilistest ühenditest (nt taimed, vetikad, tsüanobakterid, kemosünteesivad bakterid) Heterotroof- organism, kes saab elutegevuseks vajaliku energia toidust, valmis orgaaniliste ainete lagundamisel (nt loomad, seened ja paljud bakterid). GLÜKOOSI AEROOBSE LAGUNDAMISE ETAPID 1 ETAPP . Glükolüüs (tsütoplasmavõrgustikus) 1 glükoos lagundatakse 2 püroviinamarihape C6H12O6 2C3H4O3+4H 2ADP+2P12ATP NAD roll on selles prootonite ülekandmine Eraldunud vesinikuioonid seostuvad NAD-molekulidega 2NAD+4H2NADH2 2. ETAPP Tsitraaditsükkel (mitokondris) Püroviinamarihappe edasine lagundamine, erinevad reaktsioonid, tekivad CO2 ja H.ioonid, mis seotakse NAD- dega, tekib 10 NADH2. 2 püroviinamarihape6CO2+10NADH2 Seega tekib ühe glükoosi molekuli kohta kokku 12NADH. 3. ETAPP Hingamisahel 12NADH2+6O2 12NAD+12H2O 36 ADP+36P36ATP Rakuhingamise üldvõrrand: C6H12O6+6O26O2+6H2O
Aeroobne glükolüüs - erinevate ensüümide toimel ligikaudu kümme toimuvat reaktsiooni ... ehk glükoosi algne lagundamine 2 Glükolüüsi tulemusena tekib glükoosist kaks püroviinamarihappe (püruvaat) molekuli ning 4 vesiniku iooni/aatomit ?? C6H12O6 2CH3COCOOH + 4H Glükolüüsiga kaasneb 2 ATP molekuli süntees 2ADP + Pi 2ATP Eraldunud vesiniku aatomid/ioonid seostuvad vesinikukandja NAD-iga, mis võimaldab neid vesinike aatomeid hiljem kasutada NAD + 2H NADH2/2NADH ?? Anaeroobne glükolüüs toimub hapniku puudumisel ... ehk käärimine lõpeb piimhappe või etanooli ja süsihappegaasi moodustamisega Piimhappekäärimine toimub hapniku puudusel lihaskoe rakkudes. Sel juhul saadakse piimhappebakterite tegevusel ühest glükoosist kaks piimhappe molekuli, kuid H aatomeid ei
võrdsetes kaalulistes kogustes. C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 180 g 92 g 88 g Ensüümireaktsioonide ahelat, milles glükoos konverteerub püruvaadiks, tuntakse glükolüüsi nime all. Kahe järgneva reaktsiooniga muundatakse püruvaat etanooliks ja CO 2 ks. Glükoosi molekulis sisalduvast keemilisest energiast salvestub glükolüüsi käigus osa ATP-sse, enamus aga jääb tekkivasse püruvaati. C6H12O6 + 2ADP + 2NAD+ + 2Pi 2CH3COCOOH + 2ATP + 2NADH+H+ + 2H2O glükoos püruvaat Glükoosi konversioon püruvaadiks on eksergooniline protsess, mille standartne vaba energia muut G10 = - 146 kJ mol-1. ATP süntees ADP-st ja anorgaanilisest fosfaadist on endergooniline protsess, mille vaba energia muut G20 = 2 x 30,5 = 61 kJ mol-1. Juhul, kui ei toimu biomassi moodustumist, avaldub glükolüüsi summaarne vaba energia muut
Aeroobsetes tingimustes laktaati kudedes ei moodustu, sest püruvaadist tekib atsetüül-CoA ja NADH regenereerimiseks kasutatakse hingamisahelat. Glükoosi oksüdatsioonil vabanev energia. Aeroobse glükolüüsi protsessis esmalt tarbitakse 2 ATPd glükoosi aktivatsiooniks, hilisemates staadiumites produtseeritakse 4 ATPd ja 2 NADHd. Summaarselt tekib seega 1 mooli glükoosi konverteerimisel 2 mooliks püruvaadiks 2 mooli ATPd ja 2 mooli NADH. Glc + 2ADP + 2NAD+ + 2Pi => 2Püruvaat + 2ATP + 2NADH + 2H+ (Glükolüüsis moodustunud NADH kasutatakse aeroobsete tingimuste korral mitokondris ATP sünteesiks, rakendades oksüdatiivse fosforüülimise protsessi. Olenevalt sellest, kuidas glükolüüsis redutseeritud NADH elektronid sisenevad mitokondriaalsesse hingamisahelasse (glütseroolfosfaadi või malaadi-aspartaadi süstiku vahendusel), on ATP ligikaudne saagis 1 NADH mooli kohta kas 1.5 või 2.5 mooli
reaktsioone. 1. Glükolüüs - kõigis rakkudes toimuv glükoosi esmane lagundamine. Anaeroodne glükolüüs: Glükoosi lagundamine hapniku puudujäägi korral, saaduseks piimhape või etanool ja CO2. Piimahppekäärimine toimub lihaskoe rakkudes ja piimhappebakterie elutegevuse käigus. Ühest glükoosi molekulist saadakse kaks piimhappe molekuli, H aatomeid ei eraldu ning protsess piirdub kahe ATP molekuli sünteesiga (2ADP + 2P 2ATP). H aatomid seostuvad NADiga (2NAD + 4H 2NADH2). Tsitraaditsükkel - mitokondri sisemuses toimuv tsükliline reaktsiooniahel, mille käigus viiakse lõpule glükoosi lgundamine. Protsessi käigus eralduvad püroviinamarihappest järk- järgult CO2 molekulid ja H aatomid. Ühe glükoosimolekuli kohta eraldub kokku 20H aatomit. H aatomid seotakse NADi poolt, tulemuseks on 10NADH2 molekuli, mis võimaldab neid järgnevalt kasutada hingamisahela reaktsioonides
ATP moodustumine ADP-st, mis kaasneb elektronide transpordiga piki ÜLEKANDJATE ahelat (hingamisahelat) taandatud koensüümilt NADH (FADH2) hapnikule. Elektrontranspordi ahel = hingamisahel Mitokondri sisemembraanis paiknev elektronide ülekandjate süsteem koosneb: Koensüüm Q - ubikinoon ( Q) Tsütokroomid - heemi sisaldavad kromoproteiinid (C) Fe2+ Fe3+ Oksüdeeriva fosforüülimise üldvõrrand: NADH + H+ + ½ O2 + 3ADP + 3Pi NAD+ + H2O + 3ATP FADH2 + ½ O2 + 2ADP + 2Pi FAD +H2O + 2ATP SÜSIVESIKUTE KATABOLISM TAANDATUD KOENSÜÜMID NADH FADH 2 · Tekivad toitainete oksüdatsioonil · Toimivad elektronide (vesiniku) ülekandjatena · Energiarikkad molekulid, kuna sisaldavad kõrge ülekandepotentsiaaliga elektrone · Reoksüdeerumisega hingamisahelas kaasneb ADP fosforüülimine ATP-ks NADH = 3ATP FADH2 = 2ATP GLÜKOLÜÜS Glükolüüs - ensümaatiliste reaktsioonide ahel, mille käigus glükoos muudetakse püruvaadiks. Ühe
1. Glükolüüs - kõigis rakkudes toimuv glükoosi esmane lagundamine. Anaeroodne glükolüüs: Glükoosi lagundamine hapniku puudujäägi korral, saaduseks piimhape või etanool ja CO2. Piimhappekäärimine toimub lihaskoe rakkudes ja piimhappebakterite elutegevuse käigus. Ühest glükoosi molekulist saadakse kaks piimhappe molekuli, H aatomeid ei eraldu ning protsess piirdub kahe ATP molekuli sünteesiga (2ADP + 2P 2ATP). H aatomid seostuvad NADiga (2NAD + 4H 2NADH2). Tsitraaditsükkel - mitokondri sisemuses toimuv tsükliline reaktsiooniahel, mille käigus viiakse lõpule glükoosi lagundamine. Protsessi käigus eralduvad püroviinamarihappest järk-järgult CO2 molekulid ja H aatomid. Ühe glükoosimolekuli kohta eraldub kokku 20H aatomit. H aatomid seotakse NADi poolt, tulemuseks on 10NADH2 molekuli, mis võimaldab neid järgnevalt kasutada hingamisahela reaktsioonides
tsütosooli. 3)Tsütosooli transporditud tsitrulliin ühineb aspartaadiga argininosuktsinaadiks 4)Argininosuktsinaas lõhustub arginiiniks ja fumaraadiks 5)Arginiin lõhustub karbamiidiks ning taastub ornitiin. Karbamiid difundeerub verre, viiakse neerudesse ja väljutakse. Ornitiin transporditakse mitokondritesse, kus ta lülitub uureatsükli uude ringi. Uureatsükkel kulutab ATP-d, et muuta ammoniaak karbamiidiks. CO2 + NH4 + 3ATP + aspartaat + H2O -> Karbamiid + 2ADP +2Pi + AMP + Ppi +Fumaraat Karbamiid väljutatakse neerude kaudu ning fumaraat konverteeritakse tsitraaditsüklis oksaloatsetaadiks, mis sea transamiinimisega annab jälle aspartaadi. 11. Kirjeldage aminohapete süsinikskeleti lagundamist. V: Aminohapete süsinikskeletid lõhustatakse energia saamiseks või kasutatakse glükoosi ja lipiidide biosünteesiks. 20 aminohappe süsinikskeletid muudetakse 7 võtmeühendiks(atsetüül.-CoA, atsetoatsetüül CoA, alfa-ketoglutaraat, fumaraat,
on: valke 4,7g,rasvu 1,8g, süsivesikuid 15,2 Energia= (4,7*17,6+1,8*38,9+15,2*17,5)*1,5=630kJ Adenosiintrifosfaat ehk ATP Universaalne energia talletaja ja ülekandja, mis osaleb kõigi rakkude metabolismis GTP- guaniin CTP-tsütosiin TTP-tümidiin UTP- uratsiil Glükoosi lagundamine C6H12O66CO2+6H2O+energia 1. Glükolüüs algselt toimub tsütoplasma võrgustikus 1. Aeroobne(glükoos2püroviinamarihape[(CH3COCOOH)+4H] 2ADP+Pi 2ATP 2. Anaeroobne- hapnikku ei jätku piisavalt Glükoos 2piimhape (C2H4COOH) 2. Tsitraaditsükkel toimub mitkondri maatriksis... Eralduvad süsihappegaasi molekulid ja vesiniku aatomid. Moodustavad NADH molekuli. 3. Hingamisahel Toimub mitokondri kristadel. Kasutatakse 12 NADH molekuli. 4. Fotosüntees,3 5. 6CO2+12H2O = C6H12O6+6H2O+6O2 *Fotosüntees toimub nähtava valguse vahemikus 380-750nm
Piimhappe tekkimine Piimhappekäärimine Etanoolkäärimine Anaeroobne glükolüüs on anaeroobses keskkonnas toimuv biokeemiliste reaktsioonide ahel, mille tulemusena tekib glükoosist laktaat. I etapp AEROOBNE GLÜKOLÜÜS C6H12O6 2CH3COCOOH + 4H + 2ATP glükoosi molekul 2 püroviinamarihappe molekuli + 4 vesiniku aatomit + 2 ATP molekuli tingimuseks on piisava koguse hapniku olemasolu rakus 2ADP + 2P 2ATP 2NAD + 4H 2NADH2 NAD viib vesinikud hingamisahelasse (mitokondrisse) Saadud 2 püroviinamarihappe molekuli lähevad tsitraaditsüklisse (mitokondrisse) II etapp TSITRAADITSÜKKEL Ühe glükoosimolekuli lagundamiseks tehakse tsitraaditsükkel läbi kaks korda, kuna glükolüüsil tekkis kaks püroviinamarihapet Enne tsitraaditsüklisse sisenemist: 1 püroviinamarihappe molekul atsetüülkoensüüm A + 1 CO2 molekul + 2 vesiniku aatomit TSITRAADITSÜKKLIS:
8. Anaeroobne glükolüüs – hapnikuvaeguse korral: piimhappe tekkimine; piimhappekäärimine; etanoolkäärimine. Anaeroobne glükolüüs: biokeemiliste reaktsioonide ahel, mille tulemusena tekib glükoosist laktaat. I etapp: Aeroobne glükolüüs: C6H1206 -> 2CH3COCOOH + 4H + 2ATP glükoosi molekul -> 2 püroviinamarihappe molekul + 4 vesiniku aatomit + 2 ATP molekuli. Tingimuseks piisava koguse hapniku olemasolu rakus. 2ADP + 2P -> 2ATP /// 2NAD + 4H -> 2NADH2 -> NAD viib vesinikud hingamisahelasse (mitokondrisse). Saadud 2 püroviinamarihappe molekuli lähevad tsitraaditsüklisse (mitokendrisse). II etapp: Tsitraaditsükkel: Ühe glükoosimolekuli lagundamiseks tehakse tsitraaditsükkel läbi kaks korda, kuna glükolüüsil tekkis kaks püroviinamarihapet. Enne tsitraaditsüklisse sisenemist: 1. püroviinamarihappe molekul ->
* Fotosünt pimedustaadium - 1) calvini tsükkel- pannakse kokku glükoosi molekul läbi erinevate keemiliste reaktsiionide. 3. Ülesanne monohübriidsest ristamisest NR 14 1. Glükoosi lagunemine. Selle 3 etappi C6H12O66CO2+6H2O+energia 1. Glükolüüs algselt toimub tsütoplasma võrgustikus 1. Aeroobne(glükoos2püroviinamarihape[(CH3COCOOH)+4H] 2ADP+Pi 2ATP 2. Anaeroobne- hapnikku ei jätku piisavalt Glükoos 2piimhape (C2H4COOH) 2. Tsitraaditsükkel toimub mitkondri maatriksis... Eralduvad süsihappegaasi molekulid ja vesiniku aatomid. Moodustavad NADH molekuli. I Glükolüüs - tsütoplasmavõrgustikul II Tsitraaditsükkel mitokondri maatriksis III Hingamisahel mitokondri sisemembraani harjakestel Glükoosi lagundamine on universaalne ainevahetuslik protsess, mille käigus glükoosist vabanev
Tema energia vabaneb, kui on vaja teha järsku tugevat pingutust. ATP-d ei tohi olla rakus liiga palju, sest ATP/ (ADP+AMP) (suhe) määrab ära ensüümtasakaalu. Kui teda saab liiga palju, hakkab organism sünteesima kreatiinfosfaati. ATP-d sünteesitakse glükoosi oksüdatsioonil vabaneva energia arvel. Selles ∆G˚’=2879 kJ/mol. ATP sünteesi I faasis sünteesitakse 1 C6H12O6 oksüdatsioonil vabaneva energia arvel 2 ATP molekuli. See on anaeroobne tsükkel: C6H12O6 + 2ADP³‾ + 2HPO4²‾ + 2H+ ⇄ 2CH3COCOOH + 2[H] + 2ATP4‾+ 2H2O Krebbsi tsükkel (aeroobne), saadakse veel 36 ATP-d. 2CH3COCOOH + 2[H] + 36 ADP³‾ + 36 HPO4²‾ + 36H+ + 6O2 = = 36ATP4‾ + 36H2O + 6CO2 + 6H2O seotud ATP sünteesiga↑ ↑seotud C6H12O6 oksüdatsiooniga Glükoosi oksüdatsiooni termodünaamiline pöörduvus on oluliselt kasvanud ja me saame küllalt palju kasulikku tööd: η = 38 · (–30) · 100 = 40%
Glükolüüs ja glükogenolüüs. Glükogeeni süntees. Glükoneogenees. 1. Glükolüüs kui glükoosi anaeroobse lagunemise ensümaatiline protsess: Glükolüüsi all mõistetakse glükolüüsi anaeroobse ensümaatilise lagundamise protsessi, mille tulemusena glükoosi molekulist tekib kaks molekuli laktaati. Seejuures vabaneb iga glükoosi ühiku lammutamise käigus energia, mille arvel produtseeritakse kaks molekuli ATP-d. GLÜKOOS + 2ADP + 2Pi → 2LAKTAAT + 2H+ + 2 ATP . Glükolüüsi käigus vabaneb vaid ca 7% glükoosis kätketud energiast. 2. Glükolüüsi ja glükogenolüüsi energeetiline efektiivsus: Glükolüüsi käigus vabaneb iga glükoosi ühiku lammutaise käigus energia, mille arvelt produtseeritakse kaks molekuli ATP-d. Glükolüüsi käigus vabaneb vaid ca 7% glükoosis kätketud energiast. 3. Glükolüüsi kaks peamist etappi:
Glükolüüs SISSEJUHATUS 1. Defineerige glükolüüs. Selgitage milline on glükolüüsi roll energeetilises metabolismis. Glükolüüs on rada, millega glükoos konverteeritakse püruvaadiks. Selles protsessis moodustub 2 ATP-d. Glükoos aktiveeritakse fosforüülimise teel. Fosforüülitud vaheühedid konverteeritakse makroergilisteks ühenditeks. Makroergiliste ühendite energiat kasutatakse ATP sünteesiks. Summaarne reaktsioon: Glükoos + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ 2Püruvaat + 2NADH + 2ATP + 2H2O + 4H+ 2. Kirjeldage 3 erinevat teed glükolüüsi raja reaktsioonide lõpetamiseks. Kirjutage vastavad summaarsed reaktsioonivõrrandid. 3. Loetlege reaktsioonide tüübid, mis esinevad glükolüüsi rajas. Loetlege glükolüüsi raja vaheühendid. Tüübid: fosforüülimised kinaaside reaktsioonid, isomerisatsioonid, aldolaasi reaktsioon C-C sideme katkemine, redoksreaktsioon, dehüdratatsioon.
c. Mis on redoksreaktsioon G3P + Glütseeraldehüüd3fosfaadi dehüdrogenaas = 1,3BPG d. Mis on kõige olulisem kontrollreaktsioon PEP+ Püruvaadi kinaas = püruvaat e. Kus tekivad trioosfosfaadid Dihüdroksüatsetoonfosfaat (DHAP) ja glütseeraldehüüd 3fosfaat (G3P) on tasakaalus trioosfosfaadi isomeraasi poolt 16. Kirjutage glükolüüsi raja summaarne reaktsioonivõrrand Summaarselt tekib 1 mooli glükoosi konverteerimisel 2 mooliks püruvaadiks 2 mooli ATPd ja 2 mooli NADH. Glc + 2ADP + 2NAD+ + 2Pi => 2Püruvaat + 2ATP + 2NADH + 2H+ 17. Selgitage lühidalt, miks on fermentatiivsed reaktsioonid vajalikud Fermentatsiooni biokeemia oluline ülesanne on NAD+ regenereerimine. Seda on vaja, sest NAD+ on rakus limiteeritud hulgal ja NAD+ ammendumisel glükolüüs seiskub. 18. Kirjutage võrrand fermentatiivsetele (kas alkohoolne fermentatsioon või laktaatne fermentatsioon) reaktsioonidele koos kofaktorite ja ensüümide näitamisega a. pärmirakkudes ja b. lihaskoe rakkudes 19
Tema produktiks on püruvaat, mis võib aeroobsetes tingimustes oksüdeeruda edasi tsitraaditsüklis või anaeroobsetes tingimustes konverteeruda käärimisproduktideks. Glükolüüsil toimuv substraatne fosforüülimine toodab 2 ATPd 1 molekuli püruvaadini oksüdeeritava glükolüüsi kohta. Suhkur aktiveeritakse fosforüülimisega. Oksüdatiivsed reaktsioonid toodavad NADH-d, mis võidakse reoksüdeerida TCA tsüklis või käärimisproduktide tekkega. Glükoos + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ 2püruvaati + 2ATP + 2NADH + 2H+ Arhedel ei esine tüüpilist glükolüüsi. Neil on modifitseeritud glükolüüs, milles heksokinaasi- ja fosfofruktokinaasireaktsioonis osaleb fosforüüli doonorina mitte ATP vaid kas ADP või pürofosfaat. Erinevad suhkrud lülituvad glükolüüsi erinevalt: Laktoos laktoos glükoos + galaktoos (beeta-galaktosidaas) Galaktoos galaktoos + ATP galaktoos-1-P + ADP (galaktokinaas) Gal-1-P Glc-1-P
Mis on redoksreaktsioon G3P + Glütseeraldehüüd3fosfaadi dehüdrogenaas = 1,3BPG d. Mis on kõige olulisem kontrollreaktsioon PEP+ Püruvaadi kinaas = püruvaat e. Kus tekivad trioosfosfaadid Dihüdroksüatsetoonfosfaat (DHAP) ja glütseeraldehüüd 3fosfaat (G3P) on tasakaalus trioosfosfaadi isomeraasi poolt 16. Kirjutage glükolüüsi raja summaarne reaktsioonivõrrand Summaarselt tekib 1 mooli glükoosi konverteerimisel 2 mooliks püruvaadiks 2 mooli ATPd ja 2 mooli NADH. Glc + 2ADP + 2NAD+ + 2Pi => 2Püruvaat + 2ATP + 2NADH + 2H+ 17. Selgitage lühidalt, miks on fermentatiivsed reaktsioonid vajalikud Fermentatsiooni biokeemia oluline ülesanne on NAD+ regenereerimine. Seda on vaja, sest NAD+ on rakus limiteeritud hulgal ja NAD+ ammendumisel glükolüüs seiskub. 18. Kirjutage võrrand fermentatiivsetele (kas alkohoolne fermentatsioon või laktaatne fermentatsioon) reaktsioonidele koos kofaktorite ja ensüümide näitamisega a. pärmirakkudes ja b
annaabi.ee 
