Glükolüüs,pürüvaadi transformatsioonid (0)

Glükolüüs
Püruvaadi transformatsioonid
1. Defineerige mõistet „glükolüüs” ja iseloomustage glükolüüsi järgmistest aspektidest:
Glükolüüs :

• Ensümaatiliste reaktsioonide ahel, mille käigus glükoos muudetakse püruvaadiks
  
• Raku tsütoplasmas kulgev universaalne ainevahetusrada
  
• Anaeroobsetes rakkudes ainus ATP-d tootev rada
  
• Aeroobsetes rakkudes esimene etapp süsivesikute oksüdatsioonil
  

a) lähtesubstraat / substraadid - glükoos
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. Analüüsige glükolüüsi 10 reaktsiooni ja selgitage, millistes neist toimub
a) fosforüleerimine – esimeses, kolmandas, seitsmendas
b) isomerisatsioon – teises, viiendas
c) oksüdeerimine/redutseerimine – kaheksandas ja kümnendas??
d) dehüdreerimine – kuuendas, üheksandas
e) C-C sideme lõhustumine – neljandas
4. Kirjutage järgmiste glükolüüsi reaktsiooniahelas ülioluliste ühendite struktuurid :

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 vahendusel laktaadiks.
7. Mille poolest erineb püruvaadi anaeroobne metabolism pärmirakus ja inimese
lihasrakus. Kirjeldage toimuvaid reaktsioone ja nende produkte.
Pärmirakus – toimub käärimine, 2etanooli ja 2CO2 .
Lihasrakus – aktiivselt kontrakteeruvates lihastes, erütrotsüütides ja mõningates mikroorganismides toimub piimhappekäärimine, 2laktaati.
8. Leidke glükolüüsi reaktsiooniahelast etapid, kus toimub ATP süntees. Nimetage
a) millise mehhanismi kohaselt toimub glükolüüsi käigus ATP süntees
b) milline on energiasaagis ATPna ühe glükoosi molekuli anaeroobse oksüdatsiooni protsessis - 2ATP
c)millise potentsiaalse energiakandja molekulid (mitu?) formeeruvad lisaks ATPle -
2NAD+ muutuvad 2NADH-ks.
9. Kirjutage püruvaadist piimhappe (laktaadi) moodustumise reaktsiooni võrrand ja nimetage
a) mis selles reaktsioonis püruvaadiga toimub - aeroobsetes tingimustes siseneb tsitraadi tsüklisse, kus lõhustatakse CO2 ja H2O-ks ning sünteesitakse ATP.
b) milline ensüüm seda reaktsiooni katalüüsib (NB! Koensüüm!) - NAD+
10. Püruvaadi transformeerumine etanooliks on kaheastmeline protsess. Kirjutage reaktsioonide võrrandid ja kirjeldage