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. millisel juhul ja miks tekib lihastes piimhape ja mis sellest edasi saab? 2CH3COCOOH+4H2C2H5OH+2CO2 2
3. tekib glükoos ja H2O 3. tekib H2O ja CO2 4. orgaaniline aine tekib 4. org ainet lagundatakse 5. valgusenergia muundub 5. talletatakse energiat keemiliseks energiaks 6. kõrvalsaadus O2 6. kõrvalsaadus CO2 REAKTSIOONID Glükoosi lagundamine: C6 H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O 38ADP + 38P 38ATP I Glükolüüs: C6 H12O6 + 6O2 2CH3COCOOH + 4H (4H + 2NAD 2NADH2) 2ADP + 2P 2ATP II Tsitraaditsükkel: 2CH3COCOOH + 6H2O 6CO2 + 20H (20H + 10NAD 10NADH2) III Hingamisahelreaktsioon: 12NADH2 + O2 12NAD + 12H2O (6H2O II; 2NAD I; 10NAD II) 36ADP + 36P 36 ATP Fotosüntees: 6CO2 + 12H2O C6 H12O6 + 6O2 + 6H2O I Fotosüsteem II 2H2O O2 + 4H+ + 4 18ADP + 18P 18ATP II Fotosüsteem I 12NADP + 24 + 24H+ 12NADPH2 III Pimedusstaadium 6CO2 + 12NADPH2 C6 H12O6 + 6H2O + 12NADP 18ATP 18ADP + 18P
o hingamisahela reaktsioonid toimuvad mitokondri harjakeste membraanidel 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
NB! ASSIMILATSIOONIPROTSESSIDE PÕHIEESMÄRGIKS ON ATP KASUTAMINE, DISSIMILATSIOONIPROTSESSIDE PÕHIEESMÄRGIKS ON ATP MOODUSTAMINE. | GLÜKOLÜÜS TOIMUB TSÜTOPLASMAVÕRGUSTIKUS, TSITRAADITSÜKKEL TOIMUB MITOKONDRIS, HINGAMISAHEL TOIMUB MITOKONDRITE SISEMEMBRAANIDE HARJAKESTES. | GLÜKOOSI REAKTSIOONIVÕRRAND: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O (38 ATP) | GLÜKOLÜÜSI REAKTSIOONIVÕRRAND: C6H12O6 2CH3COCOOH + 4H (2 ATP) | ANAEROOBSE GLÜKOLÜÜSI E. KÄÄRIMISE REAKTSIOONIVÕRRAND: C6H12O6 2C2H4OHCOOH (2 ATP) | ETANOOLKÄÄRIMISE REAKTSIOONIVÕRRAND: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 (2 ATP) | HINGAMISAHELA REAKTSIOONIVÕRRAND: 12NADH2 + 6O2 12NAD + 12H2O (36 ATP) NB! ORGANISMID JAOTATAKSE KAHTE RÜHMA: AUTOTROOFID (VÕIVAD OLLA NII FOTOSÜNTEESIVAD KUI KEMOSÜNTEESIVAD) JA HETEROTROOFID.
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 G0sum = G10 + G20 = -146 + 61 = -85 kJ mol-1
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% –2879
Tulemus: suhkrud, mille ühinemisel moodustub glükoos, NADP ja ADP. METABOLISM LOOMARAKUS GLÜKOOSI MOLEKULI LAGUNDAMINE C6H12O6+6O2 = 6CO2+12H2O + 38 ATP Vajalik on hapniku olemasolu. Energiast 40% salvestatakse ATP molekulides, 60% hajub soojusena. 3 etappi: 1. Glükolüüs Toimub tsütoplasmavõrgustikus. Aeroobne glükolüüs kui hapniku on piisavalt. Anaeroobne glükolüüs kui on hapnikuvaegus (tekib piimhape või etanool). C6H12O6 = 2CH3COCOOH + 4H + 2 ATP Tulemus: glükoosi molekulist saadakse 2 püroviinamarihappe molekuli (CH3COCOOH) ning eraldub 4 vesiniku aatomit ja 2 ATP molekuli. NAD viib vesiniku hingamisahelasse (mitokondrisse) 2NAD + 4H = 2NADH2 2 püroviinamarihappe molekuli (CH3COCOOH) lähevad tsitraaditsüklisse (mitokondrisse). 2. Tsitraaditsükkel Püroviinamarihappe edasine lagundamine toimub mitokondris. Enne tsüklisse sisenemist eralduvad püroviinamarihappest CO2 molekul ja 2 H aatomit
· Aeroobne glükolüüs toimub, kui on piisavalt hapnikku · Anaeroobne glükolüüs toimub hapnikuvaeguses 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
tsitraaditsükkel (mitokondri sisemuses); 3. hingamisahela reaktsioonid (mitokondri harjakeste membraanides). 7. Aeroobne glükolüüs – toimub, kui on piisavalt hapnikku; 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
annaabi.ee 
