mitteregulatiivsed ei ole niivõrd suure tähtsusega protsessid. Pmts on ju näha, et regulatiivsed toimuvad kohe alguses, seega ilma nendeta ei saaks Krebsi tsükkel üldsegi toimida. 1) alfa-ketoglutaraat 2) ?????? 7. Millised TCA tsükli produktid on raku jaoks energiakandjad? NADH ning FADH2. Nimetage, mitu ja millise a) makroergilise fosfaadi molekuli tekib - 1 ATP 9. TCA tsükli 6. staadiumis leiab aset fumaraadi (-OOC-CH=CH-COO-) süntees suktsinaadist (-OOC-CH2-CH2-COO-). Selgitage: a) Kas see ensüüm vajab koensüümi? Jah, FAD-d. b) Mis toimub suktsinaadiga - oksüdeerimine 11. TCA tsüklit nimetatakse amfiboolseks tsükliks, kuna 12. Analüüsige TCA tsükli seoseid rakkude teiste ainevahetusradadega ja nimetage, millised TCA intermediaadid on prekursoriteks a) aminohapete - oksaalatsetaat, fumaraat b) puriinide - alfa-ketoglutaraat
suktsinüül-CoA, eraldub CO2 (väljub teine süsiniku aatom) ning toodetakse NADH 4) -ketoglutaraadi konverteerumine suktsinüül-koensüüm A-ks 5) Toimub suktsinüül-CoA konventeerumine suktsinaadiks a. Ainuke reaktsioon tsitaaditsüklis, mille käigus toodetakse energiarikas fosfaatside 6) Suktsinaadi konventeerumine fumaraadiks a. Toimub suktsinaadi dehüdrogeenimine annab fumaraadi ning tekib FADH2 b. Tsitraaditsükkel on seotud hingamisahelaga suktsinaadi kaudu 7) Fumaraadi konventeerumine malaadiks 8) Malaadi konventeerumine oksloatsetaadiks a. Toimub malaadi dehüdrogeenimine, mille tulemusel regenereeritakse oksaloatsetaat ning toodetakse NADH b. Oksaloatsetaat kondenseerub uue atsetüül-CoA molekuliga tsitaadiks ning algab uus tsükkel Tsitraaditükli regulatsioon
molekulide kontsentratsioon sõltub Gº väärtusest [A] = [A]0 e-Gº/RT Mida kõrgem aktivatsioonienergia seda väiksem kiiruskonstant Kiiruskonstant on aktivatsioonienergiaga seotud k = Q e-Gº/RT k = Q eSº/R e-Hº/RT = Q`e-Hº/RT Q - konstant (s-1) Aktivatsioonientalpia (Hº) Aktivatsioonientroopia (Sº) Aktivatsioonienergiat on võimalik määrata kiiruskonstandi temperatuurisõltuvusest ln k = ln Q` - Hº/RT Arrheniuse teljestik ln k versus 1/T Joonisel on andmed fumaraadi hüdrataasi katalüüsitava reaktsiooni kohta Malaat Fumaraat + H2O Mida teeb katalüsaator? Katalüsaator alandab reaktsiooni teel esinevat energeetilist barjääri alandab aktivatsioonienergiat Kuidas? · üleminekuoleku stabiliseerimine · erinev reaktsiooni tee vaheühend lokaalses energia miinimumis Tulemus kiiruskonstant kasvab Katalüsaator ei mõjuta tasakaaluolekut kiireb nii päri- kui vastassuunaline reaktsioon Katalüüsi mehhanismid
3Fe-3S ja 4Fe-4S tüüpi struktuuriga. Kompleksi II koosseisu kuuluvad kaks hüdrofoobset integraalset membraani subühikut on väikesed ja E. coli puhul on näidatud, et nende kahe vahel paikneb heemi molekul. Heemi ligandideks on 2 His jääki, kumbki eri subühikult. Heem ei ole aga funktsionaalselt ega ka strukturaalselt vajalik, sest mutantsed ensüümid, mis ei ole võimelised heemi siduma, funktsioneerivad sama edukalt kui metsikut tüüpi kompleks. Sarnase funktsiooniga fumaraadi reduktaas bakterites ei sisalda heemi, selle asemel on aga 2 kinooni, mis on tugevalt ensüümiga seotud teine teiselpool membraani. Fumaraadi reduktaasis liiguvad elektronid maatriksipoolselt kinoonilt Fe- S klastritele ja edasi aktiivtsentri FAD-le. Suktsinaadi dehüdrogenaasi korral liiguvad elektronid suktsinaadilt FAD-le ja edasi FeS klastritele ja sealt edasi kinoonile. ETF on membraanivalk, mille koostisesse kuulub üks FAD ja üks 4Fe-4S tsenter.
muudatused. Näiteks E.Coli sünteesib kahte erinevat tsütokroomi oksüdaasi. Madala hapniku tingimustes on vaja terminaalse oksüdaasi kõrgemat afiinsust hapnikule, seetõttu on indutseeritud kõrgema afiinsusega tsütokroom-d kompleks ja madalama affinsusega tsütokroom-o kompleks on represseeritud. Anaeroobsetes tingimustes toodetakse lisaks veel vähemalt viite terminaalset oksüreduktaasi (nitraadi reduktaas, DMSO/TMAO reduktaas, TMAO reduktaas, fumaraadi reduktaas). Kui mitmed elektroni akseptorid on olemas üheaegselt, siis energeetiliselt rohkem soodustatud akseptoreid kasutatakse kõigepealt. Kogu see akseptorite süsteem on reguleeritud erinevate mehhanismide poolt. ArcAB süsteem ArcAB kahe-komponendiline signaali transduktsiooni süsteem kontrollib geeni ekspressiooni vastuseks kasvu respiratoorsetele tingimustele ja on kaasa arvatud bakteriaalsesse patogeneesi. 3
Ensüümiks on -ketoglutaraadi dehüdrogenaasne kompleks (tsitraaditsükli võtmeensüümkompleks). V Suktsinüül-CoA makroergiline tioesterside hüdrolüüsub, mille arvel toimub GDP fosforüleerimine GTP-ks ja tekib suktsinaat ensüümi suktsinüül-CoA süntetaasi vahendusel. Reaktsioon on pöörduv. See on ainus reakstioon tsitraaditsüklis, mille käigus sünteesitakse energiarikas fosfaatside. VI Suktsinaadi dehüdrogeenimine sukstinaadi dehüdrogenaasi vahendusel annab fumaraadi ja tekib FADH 2. Reaktsioon on pöörduv. VII Fumaraat hüdrateeritakse malaadiks ensüümi fumaraasi vahendusel. Reaktsioon on pöörduv. VIII Toimub malaadi dehüdrogeenimine, mille tulemusel regeneeritakse oksaloatsetaat ning toodetakse NADH. Ensüümiks on malaadi dehüdrogenaas. Reaktsioon on pöörduv. Oksaloatsetaat kondenseerub uue atsetüül-CoA molekuliga tsitraadiks ning algab uus tsükkel. 4. Millises vormis säilitatakse organismis rasvhappeid?
oksüdaas (kodeeritud geenide cydAB poolt) Vastavate geenide transkriptsiooni reguleerib ArcB/ArcA 2-komponendiline süsteem. Mõlema tsütokroomi geenid on Fnr poolt represseeritavad. Muutused geeniekspressioonis kui energiat genereeritakse ühel viisil, on teiste energia genereerimisviisidega seotud geenid represseeritud. 1) Erinevate reduktaaside geeniregulatsioon Aeroobsetes tingimustes on represseeritud geenid, mis kodeerivad nitraadi reduktaasi, fumaraadi reduktaasi ja teisi reduktaase ning toimub ainult aeroobne hingamine. Hapniku puudumisel, kuid nitraadi olemasolul on aktiveeritud ainult nitraadi reduktaasi geen. Samas on teiste lämmastikühendite reduktaaside geenid inaktiivsed toimub nitraatne hingamine. 2) Püruvaadi dehüdrogenaasi geeni avaldumise kontroll Aeroobsetes tingimustes moodustub püruvaadist püruvaadi dehüdrogenaasi toimel atsetüül-CoA.
Samas ei saa puhtalt ketogeensete aminohapete arvel glükoosi sünteesida. Paljud aminohapped kuuluvad aga korraga mõlemisse kategooriasse. Puhtalt ketogeensed: Lüsiin, leutsiin Nii ketogeensed kui glükogeensed: isoleutsiin, treoniin, fenüülalaniin, trüptofaan, türosiin Ülejäänud on glükogeensed. 11. Püruvaadi perekonna aminohapped. Alaniin, valiin, leutsiin. 12. Oksaalatsetaadi perekond. Aspartaat, asparagiin, metioniin, treoniin, isoleutsiin, lüsiin. 13. Fumaraadi perekond. Türosiin, fenüülalaniin. 14. -ketoglutaraadi perekond. Glutamiin, proliin, arginiin. 15. SuktsinüülCoA perekond. 16. AcCoA ja atseetoatsetüülCoA perekond. Lüsiin, leutsiin. 17. Monooksügenaasid ja dioksügenaasid. Hapniku ja glutatiooni roll aromaatsete aminohapete katabolismis. Monooksügenaas liidab substraadiga hapnikuaatomi, dioksügenaas liidab substraadiga hapnikumolekuli. 18
Pürimidiinide puhul sünteesitakse lämmastikalus enne kui lisatakse riboos-5-fosfaat. Pürimidiinringi kõik 4 C ja 2 N aatomit pärinevad karbamoüül-P ja aspartaadist. 2. Puriini ringsüsteem ehitatakse üles riboos-5-P baasil. IMP insuliin-5'-monofosfaat, tema baasil sünteesitakse AMP ja GMP. Sünteesis kasutatavad aminohapped: Glu, Gly, Gln, Asp. AMP süntees: (1) 6-O asendamine aspartaadiga (2) fumaraadi mittehüdrolüütiline eraldamine. GMP süntees: (1) oksüdatsioon C2 juures (2) Amiidi-N ülekanne glutamiinilt. 3. Puriinide 'säästmine' reaktsioone katalüüsivad fosforibosüültransferaasid. Pürofosfotaasid hüdrolüüsivad PP i, muutes sellega vabaneva energia arvel reaktsioonid pöördumatuks. PRPP fosforibosüülpürofosfaat on puriinide sünteesis limiteeriv aine.
geeni (ptsG), püruvaadi dehüdrogenaasi (aceE), kaudselt tRNA ja ribosoomi valkude, ja RNAP geenid. Sellega suurendab Crp glükoosi juuresolekul püruvaadi sisenemist tsitraaditsüklisse ning glükoosi katabolismist saadud energia kasutamist valgusünteesiks. Glükoosi olemasolul on paljude geenide transkriptsioon pärsitud Crp vahendusel. Pärsitud on tsitraaditsükli geenide ekspressioon, mis kataboliseerib -ketoglutaraati (2-oksoglutaraat) edasi üle suktsinaadi, fumaraadi oksaalatsedaatiks. Samuti on pärsitud oksaalatsetaadi kineerimine PEP-ks (geenid sucAB, sucCD, sdhAD, fumA, mdh, pckA). Crp pärsib ka glüoksülaadirada tsitraaditsüklis (aceA, aceB). Pärsitud on sekundaarsete C- allikate katabolismi ja transpordigeenid ning mõningate aminohapete süntees: aspartaadi, trüprofaani ja seriini süntees. Pärsitakse ka proteaaside geenide süntees. Metaboliitide kaudu regulatsioon. PTS süsteemi komponent EIIA
dekarboksüleerimine -ketoglutaraadi dehüdrogenaasiga (kompleks koosneb kolmest ensüümist, mis kokku kasutavad viit koensüümi). Reaktsioon 5: Substraadi taseme fosforüleerimine suktsinüül-CoA süntetaasiga. Reaktsioon 6: suktsinaadi oksüdatsioon FAD osalusel suktsinaadi dehüdrogenaasiga (suktsinaadi oksüdeerimisega kaasneb FAD taandamine FADH 2-ks, mille re-oksüdeerimine kannab elektronid koensüüm Q-le). Reaktsioon 7: katalüüsib fumaraadi transhüdratatsiooni L- + malaadiks fumaraasiga. Reaktsioon 8: malaadi NAD -sõltuv oksüdatsioon oksaalatsetaadiks malaadi dehüdrogenaasiga.
propioonhappebaktereid. Propioonhappebakteritel on suhkrute kääritamise aluseks glükolüüsirada. Peale suhkrute kääritavad nad ka glütserooli, malaati ja laktaati. Produktideks on propioonhape, atsetaat ja CO 2. Laktaadi kääritamine propioonhappeks ja atsetaadiks: CO 2 fikseerimine CO2 fikseerimine toimub püruvaadi karboksüülimisel oksaalatsetaadiks. Membraanne fosforüülimine propionaadi moodustumises osaleb ka membraaniga seotud fumaraadi reduktaas. Kui fumaraat aktsepteerib elektronid, siis kaasneb sellega prootonite liikumine läbi membraani ja membraanne ATP süntees. See tõstab propioonhappekäärimise energeetilist efektiivsust. Propioonhappekäärimise stöhhiomeetria: 3laktaati 2propionaati + 1atsetaat + 1CO 2 Atsetaadi ja CO2 teke propioonhappekäärimisel. Mõlemad tekivad püruvaadist. Substraatsel fosforüülimisel moodustub atsetüülfosfaadi arvel ATP. Võihapekäärimine, selle produktid
moodustub 4H+ + e- paari. Fermenteerimise käigus käigus moodustuvad fosforüleeritud vaheühendid ja koensüümid (trioosfosfaadid, NADH/NAD +, ja ADP/ATP) suunduvad paljudesse teistesse metaboolsetesse radadesse. Hapniku ja erinevate lämmastikühendite hulk määrab, milline energiagenereerimise süsteem käivitub: Aeroobsetes tingimustes on represseeritud geenid, mis kodeerivad nitraadi reduktaasi, fumaraadi reduktaasi ja teisi reduktaase ning toimub ainult aeroobne hingamine. Hapniku puudumisel, kuid nitraadi olemasolul on aktiveeritud ainult nitraadi reduktaasi geen. Samas on teiste lämmastikühendite reduktaaside geenid inaktiivsed toimub nitraatne hingamine. Aeroobsetes tingimustes moodustub püruvaadist püruvaadi dehüdrogenaasi toimel atsetüül-CoA. Anaeroobsetes tingimustes on püruvaadi dehüdrogenaasi geeni avaldumine aga pärsitud ja püruvaadist
Tekib glükonolaktoon (laktoon on siseester), O 2st tekib peroksiid, sest kaksikside läheb katki. Seda ensüümi kasutatakse glükoosi määramise reaktsioonis. Aeroobse kontaminatsiooni vältimiseks pannakse konservide sisse glükoosi oksüdaasi. Konservis ikka glükoosi on, selle oksüdeerudes tarbitakse antud reaktsiooniga konservikarbist O 2 ära ja siis ei saa aeroobsed kontaminaatorid kasvada vms. Suktsinaadi dehüdrogenaas (fumaraadi reduktaas) O O O + O - + NAD
10. Analüüsige TCA tsükli seoseid rakkude teiste ainevahetusradadega. Nimetage ja jätke meelde, millised TCA intermediaadid on eelühenditeks a) aminohapete sünteesil: -ketogluratraat (Gln, Arg, Pro), oksaalatsetaat, fumaraat b) puriinide sünteesil: -ketoglutaraat c) pürimidiinide sünteesil: oksaalatsetaat d) rasvahapete sünteesil: atsetüül-CoA e) glükoosi molekulide sünteesil: oksaalatsetaat 11. Fumaraasi reaktsiooni (7.reaktsioon) G'=-3,4 kJ/mol, kuid G=~0. Milline on fumaraadi ja malaadi suhe raku tingimustes 37C juures? Kas vaadeldav reaktsioon on TCA kontrollpunktiks? Ühest fumaraadist tekib üks L-malaat. Vaadeldav reaktsioon ei ole TCA kontrollpunktiks. 12. Kõrgemad taimed ja mõned mikroorganismid omavad reaktsiooniahelat, milles sünteesivad glükoosi molekule atsetüül-CoA baasil. Selgitage a) kuidas seda reaktsioonitsüklit nimetatakse Glüoksülaadi tsükli kaudu sünteesivad taimed glükoosi molekule atsetüül-CoA baasil.
annaabi.ee 
