Glükolüüs on üksikreaktsioonide jada. Glükoosi osaline lõhustumine toimub hapniku defitsiidi tingimustes nt. intensiivselt töötavates lihasrakkudes, erütrotsüütides. See toimub tsütoplasmas ja tekib laktaat. Glükoosi lõplik lõhustumine toimub hapniku juuresolekul. Tekivad CO 2 ja H2O ning see toimub mitokondrites tsitraaditsükli vahendusel. Glükoosi lõhustumise etapid: I Glükoosi aktiveerimine fosforüleerimise teel. Süneesitakse glükoos-6-fosfaat ensüümi heksoosi kinaas vahendusel. Reaktsioon on sisuliselt pöördumatu ja vajab 1 molekuli ATP-d. II Glükoos-6-fosfaat isomeriseerub fruktoos-6-fosfaadiks ensüümi fosfoglükoosi isomeraasi vahendusel. Reaktsioon on pöörduv ja mittereguleeritav. III Fruktoos-6-fosfaat fosforüleeritakse ensüümi fosfofruktoosi kinaasi vahendusel (see on glükolüüsi keskne ensüüm, allosteeriliselt reguleeritav) fruktoos-1,6-bisfosfaadiks. Reaktsioon on pöördumatu ja vajab 1 molekuli ATP-d.
-polümeersed tärklis (amüloos ja amülopektiin) ja glükogeen -tselluloos kuulub paljude toiduainete koosseisu, kuid ei ole seeditav. Süsivesikute metabolismi esimene etapp on seeditavate polümeeride lagundamine lihtsamateks, hästilahustuvateks ja soolestikus organismi imenduvateks molekulideks. Süsivesikute lagundamine algab suus. Nõrgalt happeline sülg (pH6.8) sisaldab amülaasi. Amülaas on esmane süsivesikuid hüdrolüüsiv ensüüm. Süljes sisalduva amülaasi toime piirdub toidumassiga, mis paikneb suus ja söögitorus, sest mao tugevalt happeline keskkond inaktiveerib selle ensüümi praktiliselt täielikult. Mao happeline keskkond aitab kaasa toidumassi seedimisele denatureerides makromolekulide struktuuri. Spetsiifilised mao proteaasid ja lipaasid aitavad läbi viia valkude ja lipiidide hüdrolüüsi.
mõjul samuti glütseeraldehüüd-3-fosfaadiks ning glükolüüsi rada jätkub kahe identse rajana. Siis glütseeraldehüüd-3-fosfaat oksüdeeritakse glütseeraldehüüd-3-fosfaadi dehüdrogenaasi poolt 1,3- bisfosfoglütseraadiks. Selles reaktsioonis osaleb koensüümina NAD+, mis redutseeritakse NADH+H+. Seejärel kantakse 1,3-bisfosfoglütseraadilt fosfoglütseraadi kinaasi toimel üks fosfaatrühm üle ADP-le, mille tulemusena tekib ATP ja 3-fosfoglütseraat. Sellega on reaktsioon energeetiliselt tasakaalustunud (kulutatud on 2 molekuli ATP-d ja sünteesitud samuti 2 molekuli ATP-d). See fosfaatrühm kantakse fosfoglütseraadi kinaasi toimel üle teisele süsinikule, tekib 2-fosfoglütseraat, millest enolaasi toimel saadakse fosfoenoolpüruvaat. Sellest võtab püruvaadi kinaas ära fosfaatrühma, mille ta seob ADP-ga (tekib ATP) ning fosfoenoolpüruvaadist saab lihtsalt püruvaat. Püruvaat redutseeritakse laktaadiks laktaadi dehüdrogenaasi abil ning samal
Lõpetage hemiatsetaali ja hemiketaali moodustumise reaktsioonide võrrandid. Selgitage nende reaktsioo- nide tähtsust suhkrute keemias. Hemiatsetaal ühend, kus karbonüülrühmale on formaalselt lisatud OH, st (CHO-s on O asendatud OH-ga) Hemiketaal - Ühend, kus karbonüülrühmale on formaalselt lisatud OH. St (=0 on asendatud OH-ga.) 5. Millises stereoisomeerses vormis (D / L? põhjendus?) on Fischeri projektsioonina esitatud 2-desoksüriboosi molekul ? Kirjutage molekuli Haworthi projektsioon (tsükliline furanoosi vorm) a-anomeerina ja ß-anomeerina. Selgitage, kuidas toimub tsüklilisse vormi üleminek ja kuidas anomeere eristatakse. CHO | H-C-H | H-C-OH | H-C-OH | CH2OH Tegemist on D-vormiga, kuna viimane kiraalse süsniku juures olev OH rühm on suunatud paremale. Üleminek tsüklilisse vormi järgneval näitel: Anomeeri a, ß määramine: a - CH2OH ja OH on trans-asendis.
kus tehakse sellest uuesti püruvaat ja saadetakse uuesti lihastesse. C6H1206 glükoos. Selle poolestamieks, et saada püruvaat on vaja täpselt 10 reaktsiooni. 1. 4.ja 10. On pöördumatud reaktsioonid. Hapnku juures olekul ei redutseeru püruvaat laktaadiks kuna redutseerimiseks vajalik NADH eimineeritakse hingamisaehelas. Püruvaa difundeerub mitokondrsse, kus toimub lõplik oksüdatsioon üle atsetüül-CoA. Glükoüüsi regulatioon Fosfofruktosi kinaas: kinaasi aktiivsus limiteerb kogu raja kiirust. Kinaas allosteerilised inhbiitord on ATP , tsitraat ja H+ ioonid. ATP muutub teatud taseme juures signaaliks, et teda pole enam vaja juurde, toimub küllastatus ning rohkem juurde ei sünteesita. Heksooso kinaas. Selle kinaasi aktiivust inhibeerib glükoos-6-fosfaat( produkt)heksoosi kinaasi afiinsus glükoosi suhtes onväga kõge, mistõttu ensüümi maksimaalne kiirus saavutatakse madaa glükosi kontsentratsiooni juures
Glükoosi aktiveerimine Keemiliselt inertse Glc fosforüülimine Glc-6-P-iks Glükoosi põhimetaboolsed rajad Anaeroobse glükolüüsi põhiskeem ( Glc+2 ADP+2 Pi -> 2 laktaat+ 2 ATP+ 2H++ 2 H2O) Anaeroobse glükolüüsi protsess I osa (võtmeensüüm allosteeriline fosfofruktoosi kinaas-1) Glc-i aktiveerimine Glc-6-P-iks (Mg2+- heksoosi kinaas) Glc-6-P-i muundumine Fru-6-P-iks ( Mg2+-fosfoglükoosi kinaas) Fru-6-P muundumine Fru-1,6-P-iks (Mg2+ -fosfofruktoosi kinaas, ATP defosforüleerimine ADP-diks) Fru-1,6-P-i lõhkumine GAP- iks ja DAP-ks ( aldolaas A) DAP-i muundumine GAP-iks (trioosfosfaadi isomeraas) II osa ( metaboolse energia salvestamise faas) 2 GAP-i oksüdeerimine 1,3-BPG- iks ( NAD-GAP dehüdrogenaas) 1,3-BPG-i defosforüleerimine 1-BPG-iks (Mg2+- fosfoglütseraadi kinaas, 2 ADP fosforüleerimine ATP-ks) 1-BPG-i fosforüleerimine BPG-iks (Mg2+-K+ fosfoglütseraadi mutaas) PEP-i muundumine Pyr-iks ( püruvaadi kinaas)
b) Reaktsioonide toimumise koht rakus punased verelibled, rasvkoes, närvikoes, lihaskoes, maks. Toimub raku tsütoplasmas. c) Protsessi aeroobsus/anaeroobsus hapnikut tarbiv / mitte tarbiv. Anaeroobsetes rakkudes on glükolüüs ainus ATPd tootev rada. Aeroobsetes rakkudes esimene etapp süsivesikute oksüdatsioonil. Anareoobse glükolüüsi käigus toodetakse 1st glükoosist 2 püruvaati ja 2 ATP molekuli. Enamikes rakkudes kulgeb edasi reaktsioon ning lõpp-produktideks saadakse etanool ja piimhape. Rakud, mis täidavad aeroobse hingamise eesmärki, toodavad rohkem ATP molekule (aga seda mitte glükolüüsi käigus). Kokku toodab eukarüootne rakk aeroobse hingamise käigus 34 ATP molekuli ühe glükoosi kohta. Anaeroobsetes rakkudes on glükolüüs ainus ATP-d produtseeriv rada. Aeroobsetes rakkudes on see esimeseks etapiks süsivesikute oksüdatsioonil.
Valkude pöörduv ankurdamine membraanile ja vabastamine membraanilt kontrollib signaaliülekannet. 4 ankru tüüpi: Amiid-seotud müristüülankrud; Tioester-seotud (rasvhappe-) atsüülankrud; Tioeeter-seotud prenüülankrud; Glükosüül-fosfatidüülinositoolankrud. 3. Membraanitransport. Vähesed apolaarsed ained lahustuvad membraani lipiidses kaksikkihis ning suudavad iseseisvalt läbida membraani. Polaarsed ja laetud ühendid ning ioonid ei suuda läbida membraani ilma membraanivalkude abita. Tüübid: passiivne difusioon ja soodustatud difusioon ei vaja välist energiat, kulgeb kontsentratsiooni või laengu gradiendi suunas. Aktiivne transport (primaarne ja sekundaarne) kulgeb vastu kontsentratsiooni gradiendi suunda, vajab ATP hüdrolüüsi või ioongradiendi energiat. ionofooride vahendatud ioonide transport, ioonkanalite vahendatud ioonide
Oksügeensetel (O2 eraldavatel) fototroofidel (taimed, rohevetikad ja tsüanobakterid) on kaks fotosüsteemi, fotosünteesivaatel mitte-oksügeensetel bakteritel ainult üks fotosüsteem (FSI väävlibakteritel ja FSII purpurbakteritel). Palju klorofülli molekule, kuid vaid üks reaktsioonitsenter. Fotosüsteem koosneb sadadest valgust püüdvatest klorofüllide ja abipigmentide molekulidest pluss mõni eriotstarbeline fotokeemiliselt reaktiivne klorofülli molekul nn. reaktsioonitsentris. Valguskvant (hv), mis on püütud antenn-klorofülli poolt, kustub selles esile pii-elektroni ergastuse, mis kantakse resonantsenergia ülekande teel ühelt klorofüllilt teisele, kuni jõuab reaktsioonitsentrisse, aktiveerides selle. Elektronide loovutamisel tekib katioonne vaba radikaal Chl+ (toimib nüüd elektronide aktseptorina) ning taandatud elektronkandja A-. Klorofülli molekulid moodustavad koos teiste pigmentidega fotosüsteeme:
EKSAMI VARIANDID I VARIANT 1. Iseloomustage DNA ahela ehitust millistest komponentidest ahel koosneb, millised kovalentsed sidemed on komponentide vahel ja millised sidemed on ahela ehituslikuks aluseks DNA koosneb kahest nukleiinhappe ahelast moodustades kaksikspiraal, milles suhkur- fosfaat selgroog on väljaspool ja lämmastikalused asuvad heeliksi sisemuses. Lämmastikalused paarduvad omavahel vesinisidemete abil. Paarid moodustuvad puriinide ja pürimidiinide vahel. Nukleiinhappe ahela ehituslikuks aluseks on 3´5´-fosfordiesterside. 2. Kirjutage ensüümireaktsiooni algkiiruse võrrand (Michaelis-Menten'I võrrand) ja iseloomustage selles olevaid tegureid. Arvutage, millega võrdub suhe v/Vmax, kui substraadi kontsentratsion ületab 8-kordselt Km väärtust.
Lihtsustamise eesmärgil on töös lähemalt kirjeldatud vaid C3 tüüpi fotosünteesi. Töö põhineb David W. Lawleri raamatul „Photosynthesis” (Oxford: BIOS, 2001). 1. ELEKTRONTRANSPORT FOTOSÜNTEESIS Valgustsükli reaktsioonides toimub valgusenergia muundamine keemiliseks energiaks. Valgusenergia mõjul toimub fotosünteesi aktiivtsentri klorofülli-molekulide ergastamine, selle tulemusena vabaneb elektron, mis transporditakse primaarsete aktseptoriteni, et produtseerida tugevalt redutseeritud vaheühendeid. Saadud vaheühendeid kasutatakse fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonides süsihappegaasi taandamiseks. Footoni jõudmine fotosüsteemi ning ergastumise liikumine fotosüsteem II ja I kannab energiat, mis on vajalik vee oksüdatsiooniks, elektronide liikumiseks elektroni aktseptorile ning prootonite liikumiseks tülakoidi luumenisse, et saaks toimuda ATP süntees.
Kloroplastides leidub alati nii klorofülli a kui ka b vormi. Mõlema vormi esinemine laiendab veelgi neeldumisriba. Abipigmendid (ntks -karoteen) laiendavad veelgi neeldumisriba sellistele spektrialadele, kus klorofüllid ei neela. Karotenoidid toimivad ka fotoprotektoritena lõhustades vabu hapniku radikaale. Fotosüsteem koosneb sadadest valgustpüüdvatest klorofüllide ja abipigmentide molekulidest pluss mõni eriotstarbeline fotokeemiliselt reaktiivne klorofülli molekul nn reaktsioonitsenter. Valguskvant kantakse resonantsenergia teel ühelt klorofüllilt teisele, kuni jõuab reaktsioonitsentrisse. 4. Kõik klorofülli molekulid kuuluvad ühte kahest fotosüsteemi. Fotosüsteem I (FSI (P700)) absorbeerib kiirgust 700 nm juures (klrfl a ja lisapigmendid) Fotosüsteem II (FSI (P680)) absorbeerib kiirgust 680 nm juures (klrfld a ja b ning lisapigmendid). Koosneb enam kui 20 subühikust
temperatuuril ja konstantsel rõhul • Ülearune energia hajub soojusena • ∆G, vaba energia muut reaktsioonil näitab reaktsiooni võimalikkust ja seda kas reaktsioonil vabaneb või neeldub energiat (negatiivse vaba energia muuduga reaktsioonid kulgevad spontaanselt (katabolism) • Lõhustatava (muundatava) substraadi energia muutmine kasutatavaks metaboolseks energiaks Gibbsi energia • Molekulid võtavad oleku, kus nende energia on madalam (vaba energia äraandmine), molekul on madalama energiaga olekus stabiilsem •A B, GA > GB ehk GB – GA = - G • Metaboolse raja korral vaatleme üksikreaktsioonide vaba energia muutuste summat – kui kogusummas on vaba energia muutus negatiivne, siis on raja kulgemine võimali Makroergilised ühendid • Makroergilised ühendid on ajutised energia salvestajad/ülekandjad • Ühend on makroergiline, kui tema (hüdrolüüsil) lõhustamisel tekib üle 25 kJ/mol energiat
prosteetilise rühmana. Biotiin on seotud amiidsidemega lüsiini jäägiga ensüümi koosseisus. Biotiini osalusel katalüüsitakse ATP sõltuvaid karboksüleerimisreaktsioone. Reaktsiooni lähtesubstraadiks on HCO3-, mis reaktsiooni esimeses etapis liidetakse ühe biotiini lämmastiku aatomi külge. Teises etapis toimib biotiin kui karboksüüli doonor. Imetaja organismis on 4 biotiini sisaldavat ensüümkompleksi 1. Püruvaadi karboksülaas, ensüüm mis katalüüsib glükoneogeneesi esimest etappi ja seega ka reaktsiooni, mis on oluliseks oksaalatsetaati tootvaks anaplerootiliseks reaktsiooniks TCA tsükli jaoks 2. AcCoA karboksülaas, produtseerib malonüülCoA. Kontrolletapp rasvhapete sünteesis. 3. PropionüülCoA karboksülaas, produtseerib metüülmalonüülCoA, esimene reaktsioon paarituarvulise süsiniku aatomitega rasvhappe kataboliseerimisel tekkiva propionüülCoA konverteerimisel suktsinüülCoA-ks
Nii on glükoosi metabolismi defektid põhialuseks kahele üldisele metaboolsele haigusele: suhkurtõbi ja rasvumine. Need on aga tihedalt seotud terve rea tõsiste meditsiiniliste probleemidega nagu ateroskleroos, kõrgvererõhktõbi, retinopaatia, neeruhaigused, kasvajad jt. Sahhariidide seedimine: 1 1. Suuõõnes algab tärklise ja glükogeeni hüdrolüüs sülje -amülaasi toimel. Ensüüm lõhustab sisemisi glükosiidsidmeid. 2. Maos jätkub tärklise ja glükogeeni seedimine sülje amülaasi toimel, kuni ensüüm inaktiveerub maosoolhappe toimel. Maos ei ole süsivesikuid seedivaid ensüüme. 3. Peensooles süsivesikute seedimise põhikoht. a) Pankrease -amülaas jätkab sülje amülaasi alustatud tärklise ja glükogeeni seedimist. See toimub pms. 12sõrmiksoole valendikus, kus on pankrease amülaasi põhihulk
· kloroplastid fotosüntees Viirused nukleiinhapete supramolekulaarsed kompleksid, mis on kapseldatud kattevalkudega ja saavad paljuneda ainult toimides parasiitidena peremeesrakkudes Henderson-Hasselbachi võrrand pH = pKa + log [A-] / [HA] puhverlahuse pH. Puhverlahus on lahus, mis koosneb nõrgast happest ja selle konjungeeritud alusest (tavaliselt soolast), puhverlahuse tema mingi parameeter säilitab püsiva väärtuse. Gibbsi vabaenerga · G= 0, reaktsioon on tasakaalus · G < 0, produktide siseenergia on väiksem kui reaktantidel, reaktsioon kulgeb spontaanselt (eksergooniline) · G > 0, produktide siseenergia on suurem kui reaktantidel, reaktsioon ei kulge spontaanselt (endergooniline) Aminohapete klassifitseerimine · proteogeensed (esinevad valkude koostises) apolaarsed, polaarsed, happelised, aluselised · aproteogeensed ei esine valkude koostises Peptiidside aminohapetes
METABOLISMI PÕHIMÕISTED Metabolism = ainevahetus kõigi elusrakus kulgevate keemiliste reaktsioonide võrk Katabolism keerulise ehitusega ühendite lagundamisega (degradatsiooniga) seotud reaktsioonide kogum Anabolism raku makromolekulide sünteesiga seotud reaktsioonide kogum Vahemetabolism ainevahetusreaktsioonid, milles osalevad (intermediaarne metabolism) väikesed molekulid (nn. intermediaadid) Metaboliidid raku ainevahetuses osalevad ained Metaboolsed rajad järjestikuste ensüüm reaktsioonide ahelad; ühe lõppprodukt on substraadiks järgmises reaktsioonis Metaboolsed rajad on paljuastmelised · Lineaarsed · Hargnenud · Tsüklilised METABOLISM KULGEB ÜKSIKUTE, KONTROLLITUD ASTMETENA Glükoosi kontrollimatul lagundamisel vabaneks korraga suur hulk energiat. Paljuastmelises ensümaatilises protsessis on vabanevad energiahulgad väikesed (mitte üle 60 kJ/mol) ja ülekanne
a) Glükoos - C6H12O6 b) Fruktoos-1,6-difosfaat - C6H14O12P2 c) Glütseeraldehüüd-3-fosfaat - C3H7O6P d) 1,3-difosfoglütseraat - C3H4O10P2 e) Fosfoenoolpüruvaat - C3H3O6P f) Püruvaat - C3H4O3 5. ATP toimib ainevahetusreaktsioonides kui võimas modulaator. Millist toimet avaldab ATP kontsentratsiooni suurenemine järgmistele ensüümidele: a) fosfofruktokinaas (PFK) - kõrgetel ATP kontsentratsioonidel on reaktsioon kooperatiivne, kõrge ATP inhibeerib PFK, vähendades afiinsust fruktoos-6-P suhtes b) püruvaadi kinaas - ATP inhibeerib püruvaadi kinaasi ehk siis mida suurem ATP, seda väiksem reaktsiooni kiirus. 6. Nimetage, milline ühend on anaeroobse glükolüüsi reaktsiooniahela nn tinglik lõpp-produkt ja kirjutage selle struktuurivalem. Kirjeldage selle ühendi edasise transformatsiooni võimalikke radu. Anaeroobse glükolüüsi viimaseks etapiks on püruvaadi muutmine laktaadi dehüdrogenaasi
Elu Maal ei ole isoleeritud süsteem; lisaenergiat ammutatakse Päikeselt. 9. Kuidas on vabaenergia muutus seotud muutusega entalpias ja entroopias (valem, ühikud)? dG=dH dST, kus d tähistab deltat e muutust. 10. Kuidas on vabaenergia muutus seotud reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonidega (valem, ühikud)? Glükoos + ATP Glc 6fosfaat + ADP 11. Milline on isevoolulise reaktsiooni G märk? Isevoolulised protsessid kulgevad Gibbsi energia vähenemise suunas, G< 0. 12. Reaktsioon: glütseeraldehüüdfosfaat dihüdroksüatsetoonfosfaat on jõudnud tasakaalu. Milline on reaktsiooni G märk sellel hetkel? G=0 13. Kas tasakaaluolekus on reeglina suurem pärisuunalise või vastassuunalise reaktsiooni kiirus? Tasakaaluolekus ei ole soodustatud ei pärisuunaline ega vastassuunaline reaktsioon. G=0 14. Kas reaktsioon on isevooluline ja kuidas võib muutuda reaktsiooni isevoolulisus temperatuuri tõustes, kui
Mõõdetavat potentsiaali nimetatakse standardseks bioloogiliseks elektroodipotentsiaaliks Eo’. Redoksreaktsiooni vabaenergia on arvutatav otse Eo’ väärtusest Nernsti võrrandi abil. ΔGo’ = -nFΔEo’ Selles võrrandis on n- reaktsioonis osalevate elektronide arv F- Faraday constant (94.4 kJ/V/mol) Keemiliste reaktsioonide (loomulikult ka redoksreaktsioonide) kulgemisega kaasneb vabaenergia muutumine ja iga reaktsioon kulgeb eelistatult ühes suunas. Kui elektronid liiguvad spontaanselt ühe ühendi koosseisust teisele ühendile, kaasneb sellega energia vabanemine. NADH ja FADH2 on väga kõrge negatiivse redokspotentsiaaliga ja elektronid saavad liikuda sealt spontaanselt teiste ühendite koosseisu, mille redokspotentsiaal on positiivsem. Selle käigus vabaneb energia. Hapnik, viimane elektronide akseptor hingamisahelas on kõige positiivsema ehk madalama redokspotentsiaaliga
triglutseriidide biosunteesiks voi konverteeritakse glutseraldehuud-3-fosfaadiks, mida saab kasutada glukoneogeesiks (glukoosi biosunteesiks) voi edasiseks konverteerimiseks puruvaadiks ning lohustumiseks tsitraaditsuklis 7. Mis on rasvhapete oksüdatiivse lagundamise põhiline metaboolne rada? Kirjeldage lühidalt. Rasvhapete oksudatsiooni pohirada on β-oksudatsioon, mille tulemusel eraldub rasvhappe ahelast 2-susinikuline molekul. Toimib mitokondrite membraanis, rasvhapet transpordib karnitiin Atsüül-CoA→trans-enoüül-CoA→L-hüdroksüatsüül-CoA→β-ketoatsüül-CoA→Atsüül- CoA(lühem)+Atsetüül-CoA 8. Mis on ajukoe peamine energiallikas? Miks? Ainus energiaallikas aju jaoks, glükoos läbib piisava kiirusega hemato-entsefaliitset barjääri, suudab tagada ajukoe energiavajadused. Aju kasutab 110-130g glükoosi ööpäevas. 9. Kirjeldage nii üksikasjalikult kui suudate aminohapete aminorühma
mittepolaarse hüdrofoobse külgahelaga aminohapped, polaarse hüdrofiilse külgahelaga aminohapped, happelise külgahelaga aminohapped, aluselise külgahelaga aminohapped. 5. Nukleiinhapped. Nukleotiidid kui nukleiinhapete ehitusplokid, nende keemiline struktuur - riboos ja desoksüriboos, lämmastikalused (puriin- ja pürimidiinalused), fosforhappe jäägid. 3', 5'-fosfodiestersideme keemiline olemus. Nukleiinhapped kui polünukleotiidid. DNA molekul kui kaksikheliks, fosfaadi- ja suhkrujääkide ning lämmastikaluste paiknemine kaksikheeliksis, lämmastikaluste paardumise printsiip. DNA funktsioonid. DNA replikatsioon RNA eri liikide suhteline kogus ja asukoht rakus. Valgusünteesi biokeemiline mehhanism. Transkriptsioon. Translatsioon. Geneetilise koodi olemus ja lühiiseloomustus. Geen, genoom. 6. Ensüümid. Ensüümid kui bioloogilised katalüsaatorid, nende valguline ehitus, toime biokeemiliste
TKT) TCA seosed raku teiste ainevahetusradadega 1. Andke seletus järgmistele mõistetele: a. multiensüümkompleks - funktsionaalsed kompleksid, mis tekivad valkude omavahelise seondumise tulemusena ja seda struktuuritasandit nimetatakse ka valgu kvaternaarseks struktuuriks. b. mitokondri maatriks - eukarüootide puhul funktsioneerib selles Krebsi tsükkel (seal toimub ka rasvhapete oksüdatsioon). c. anaplerootne reaktsioon - TCA tsükli intermediaatide taastootmiseks täiendatakse oksaalatsetaadi (ka malaadi) varu; taimedes, seentes ja bakterites konverteerib fosfoenüülpüruvaadi karboksülaas PEP oksaalatsetaadiks; loomades (maksas, neerudes) on tähtsaim püruvaadi konversioon oksaalatsetaadiks. d. glüoksülaadi tsükkel - aitab taimedel kasvada pimedas; toimub ka idanevates seemnetes, kus
dG=dHdST, kus d tähistab deltat e muutust. 10. Kuidas on vabaenergia muutus seotud reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonidega (valem, ühikud)? Glükoos + ATP Glc6fosfaat + ADP (võivad olla erinevad reaktsioonid) G = Gº + RT ln ([produktid]/[lähteained]) Vabaenergia ühikJ 11. Milline on isevoolulise reaktsiooni G märk? Isevoolulised protsessid kulgevad Gibbsi energia vähenemise suunas, G< 0. 12. Reaktsioon: glütseeraldehüüdfosfaat dihüdroksüatsetoonfosfaat on jõudnud tasakaalu. Milline on reaktsiooni G märk sellel hetkel? (võivad olla erinevad reaktsioonid) G=0 13. Kas tasakaaluolekus on reeglina suurem pärisuunalise või vastassuunalise reaktsiooni kiirus? Tasakaaluolekus ei ole soodustatud ei pärisuunaline ega vastassuunaline reaktsioon. G=0 14. Kas reaktsioon on isevooluline ja kuidas võib muutuda reaktsiooni isevoolulisus temperatuuri tõustes, kui a) H > 0
Ioonide hüdratatsioon - positiivse laenguga ioone ümbritsevad vee osaliselt negatiivse laenguga hapniku aatomid; negatiivse laenguga ioone ümbritsevad vee osaliselt positiivse laenguga vesinikuaatomid. Hüdrofoobse aine ümber moodustub vee keskkonnas vee molekulidest klatraaditaoline struktuur. Vee vesiniksidemete võrgustik reorganiseerub apolaarse ühendi vastuvõtmiseks, millega tõuseb vee järk s.t väheneb entroopia. Amfifiilne molekul sisaldab nii hüdrofiilseid kui hüdrofoobseid rühmi ning mida tõmbab samaaegselt nii polaarse kui apolaarsesse keskkonda. Vesikeskkonas organiseerub molekul nii, et hüdrofiilsed osad orienteeruksid mitselli pinnale ja interakteeruvad polaarsete vee molekulidega; hüdrofoobsed osad orienteeruvad tsentrisse ja neile toimivad hüdrofoobsed vastasmõjud. Negatiivse pinnalaengu tõttu mitsellid tõukuvad üksteisest ning tulemusek on suhteliselt stabiilne lahus.
Glükolüüs Glükolüüs Anaeroobne glükolüüs Aeroobne glükolüüs Anaeroobsed tingimused Aeroobsed tingimused Lõpp-produkt: laktaat Lõpp-produkt: CO2 ja H2O Energeetiline kasum väike Energeetiline kasum suur 61kJ/mol 1159kJ/mol Joonis 3. Glükolüüsi jagunemine Anaeroobne glükoosi katabolism e anaeroobne glükolüüs Glükoosi kinaas Vaheühendite ensüümid: Fosfofruktoosi kinaas-1 LDH GLUT 1-5 Heksoosi kinaas Püruvaadi kinaas Glükoos G-6-P Püruvaat Laktaat RAKK Joonis 4. Anaeroobne glükolüüs Glükoos siseneb rakku glutterite (GLUT 1-5) abil (kergendatud difusioon) GLUT2 esineb pankrease - ja maksa rakkudes
Kulon (C) on laeng mis tõmbab teist samasuurt vastasmärgilist laengut 1 m kauguselt jõuga 1N. Plancki konstant seob minimaalse võimaliku energia ja võnkesageduse. h=6,626*10-34Js. Potentsiaalide vahe mõõtühikuks on volt (V). Elektriväljas kahe punkti potentsiaalide vahe on 1 Volt kui laengu 1 Kulon üleviimisel ühest punktist teise tehakse tööd 1 Džaul. Max potentsiaalide vahe mis saab keemiliselt olla on 13V. Elektronvolt on töö, mida tuleb teha, et üks elektron viia ühe voldi võrra negatiivsemale potentsiaaline. Mis on faraday arv? F=96500. Ühe mooli elektronide liikumisel läbi potentsiaalide vahe 1 V tehakse tööd 96500 J. Faraday arv tähistab tööd, mida tuleb teha, et üks mool elektrone viia läbi potentsiaalide vahe 1V. Kvandi energia E=hv. Kus v=c/λ. Ehk E=hc/λ. Nähtava valguse lainepikkus on vahemikus u 400-700 nm Punase valguse lainepikkus 625-740 (680) nm Sinise valguse lainepikkus 440-486 nm
Vesi Jää Vesiniksidemed 2,3 vesiniksidet 1 vee 4 vesiniksidet 1 vee molekuli molekuli kohta kohta Eluiga Umbes 10 pikosekundit Umbs 10 mikrosekundit 5. Vesi kui lahusti ioonide hüdratatsioon, hüdrofoobsed interaktsioonid vesikeskkonnas. Amfifiilsed molekulid ja nende käitumine vees. Elektrolüüdi ioonid on alati vees hüdraatunud olekus. Hüdrofoobse aine ümber moodustub vee molekulidest katraaditaoline struktuur. Amfifiilne ehk amfipaatne tähistab molekule mis sisaldavad nii hüdrofiilseid (polaarseid) kui hüdrofoobseid (apolaarseid) rühmi ning mida ,,tõmbab" samaaegselt nii polaarsesse kui apolaasesse keskkonda. 6. Hape-alus tasakaal: pH mõiste, pH skaala; vee ionisatsioon; tugevate ja nõrkade elektrolüütide dissotsiatsioon mis on Ka, mis pKa? Puhverlahused. Henderson-
NADPH ja sünteesitakse pentoos-suhkruid (5C). PF rajal on kaks eristatavat faasi: • esimene on oküdatiivne faas, kus toodetakse NADPH • teine on mitte-oksüdatiivne, kus sünteesitakse erinevaid 5-süsinikulisi suhkruid. See rada on ka alternatiiv glükolüüsile. Kuna PF rada hõlmab endas glükoosi oksüdeerimist, on tema primaarne roll pigem anaboolne kui kataboolne Oksüdatiivne rada Üldine reaktsioon: Glucose 6-phosphate + 2 NADP+ + H2O → ribulose 5-phosphate + 2 NADPH + 2 H+ + CO2 Mitte-oksüdatiivne rada uurea tsükkel 9. loeng Uurea tsükkel . tsütosoolis, mitokondris Aminohapete aminorühmad muudetakse karbamiidiks ehk uureaks (NH2CONH2) maksas ja väljutatakse sellisel kujul neerude abil. Kolmandas tsüklis – aldimiin -> quinonoid intermediate + h+ (kinoidne intermediaalne) transaminaasid Aminohapete koosseisust kantakse lämmastik glutamaadi koosseisu
beeta amülaas maltoos ja glükoamülaas glükoos, lõpp-produktiks on vabad glükoosi molekulid. c) Milliste kudede rakkudes ja millises raku osas glükogeeni varu säilitatakse? Glükogeeni varu säilitatakse lihaste, maksarakkude tsütosoolis. d) Millises vormis säilitatakse rakkudes glükogeeni? Glükogeen hoitakse suure molekulmassiga graanulites, kus leiduvad nii glükogeeni sünteesi ja lagundamise ensüümid kui ka glükolüüsi ensüümid. 6. Esmatähtis ensüüm glükogeeni katabolismis on glükogeeni fosforülaas. Selgitage a) milline on selle ensüümi toimespetsiifika ( kuhu/millisele sidemele toimib, mida teeb) Polüsahhariidi Fosforülaas. Polüsahhariid (n jääki) + Pi Polüsahhariid (n-1 jääki) + Glükoos-1-fosfaat. Aktiveerib: AMP. Inhibeerib: ATP, Glükoos-6-fosfaat. NB! Ensüüm lõpetab sidemete lõhkumise 4 suhkrujäägi kauguselt glükogeeni hargnemiskohtadest (- (16) hargnemised).
sadestumine suuruse järgi. Geelelektroforeesi põhimõte lahutamine poorses keskkonnas elektrivälja toimel. (1 aine liigub teiste suhtes, liikuma panev jõud- elekter). Kasutatavad polüakrüülamiid geel ja agaroos. Isoelektriline fokuseerimine. Biomolekulide detekteerimise meetodid geelis. Geel värvitakse valgu spetsiifilise värviga/spets antikehad. Geeli sisu peab olema aluseline, kõik valgud aluselises KK on neg. laenguga- ioonid liiguvad 11. Nukleotiidid Nukleiinhapped on biomakromolekulid, milles nukleotiidijäägid on seostunud fosfodiestersidemega. Inimkehas on kaks nukleiinhapet DNA ja RNA. Nukleotiid koosneb lämmastikalusest (N-alustest, pentoosist ja ühest või enamast fosfaatrühmast: · N-aluseks on puriin voi pürimidiin · Pentoosiks on D-riboos voi 2-desoksü-D-riboos N-aluse ja pentoosi kompleks on nukleosiid.
Lüaasid sidemete C-C, C-O, C-N ja C-S lõhkumine Isomeraasid isomerisatsioonireaktsioonid Ligaasid sünteesireaktsioonid. Ensüümid tõstavad alandavad reaktsiooni kiirust limiteerivat energeetilist barjääri. 15. Ensüümide toimemehhanism, substraat, ensüümaktiivsus, aktiivtsenter, koensüüm. Ensüümreaktsiooni toimumiseks peab ensüüm siduma ja muundama ühendit (substraati). Ensüümimolekulil on selleks vastav pinnaala (aktiivtsenter). Aktiivtsenter seob spetsiifiliselt substraadi ja teostab tema katalüüsi produktiks. Aktiivtsentrit iseloomustab: 1) substraadiga kontakteeruvad aktiivtsentri AHjääkide katalüütilised rühmad, mis muundavadki substraati 2) liitensüümides on aktiivtsentris ka koensüüm või mõni muu kofaktor 3) substraat fikseeritakse katalüüsiks vajalikku asendisse paljude sidemetega
komponendina on fosforil tähelepanuväärne roll raku energeetikas. Fosforüülimise defosforüülimise teel reguleeritakse rea ensüümide aktiivsust. Negatiivse laenguga fosfaatioonid osalevad organismi ainevahetuse tulemusena tekkivate happeliste jääkproduktide neutraliseerimises. Kaalium, kloor ja naatrium (K,Cl, Na) – määrav tähtsus membraanipotensiaali tekitamises. Membraanipotensiaali olemasolu on rakkude normaalse talitluse põhilisi tingimusi. Kõik nimetatud ioonid omavad keskset rolli ka osmootse tasakaalu regulatsioonis, mõjutades seeläbi veebilanssi nii rakkude ja rakkudevälise ruumi kui ka organismi kui terviku tasandil. Kloori ioonid on lisaks eelöeldule möödapääsmatult vajalikud maonõre olulise komponendi soolhappe sünteesimiseks. Maomahla normaalne happelisus on inimese seedesüsteemi häireteta talitluse põhitingimusi. Väävel (S) – Tsüteiini molekulis esinevad väävlit sisaldavad tioolrühmad omavad
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
