GLÜKOLÜÜS 1. Mõisted. Glükolüüs on ensümaatiliste reaktsioonide ahel, mille käigus glükoos muudetakse püruvaadiks. a) Lähtesubstraat/substraadid - glükoos. Toidust saadavad süsivesinikud: - Tärklis ja glükogeen: hüdrolüüsitakse glükoosiks amüloosi abil suus. - Disahhariidid (maltoos, sahharoos, laktoos): hüdrolüüsitakse monosahhariidideks. Maltoos + H2O 2 glükoos (maltaas) Sahharoos + H2O glükoos + fruktoos (sahharaas invertaas) Laktoos + H2O galaktoos + glükoos (laktaas) 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.
Glükolüüs Süsivesikud toidus Toidus olevatest süsivesikutest on olulisemad: - monosahhariidid glükoos ja fruktoos -disahhariidid sahharoos ja maltoos -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
või mitmes kiraalses tsentris, kuid mitte kõigis. Tegemist ei ole teineteise peegelpiltidega. j) Epimeerid - Diastereomeeride paar, mis erineb konfiguratsioonilt ainult ühes kiraalses tsentris. 2. Milliseid esindajate gruppe hõlmab termin süsivesikud ? Nimetage vähemalt kaks esindajat igast grupist ja kirjeldage nende bioloogilisi funktsioone. Termin süsivesikud hõlmab 3 gruppi monosahhariidid, oligosahhariidid ja polüsahhariidid. Näiteid igast grupist: Monosahhariidid : glükoos, fruktoos. Oligosahhariidid: maltoos, sahharoos. Polüsahhariidid tärklis, glükogeen. Bioloogilised funktsioonid: 1. Energeetiline organismile kõige kiiremini kasutatav energiavaru. 2. Stuktuurne taime rakkudes olevad süsivesikud(põhiliselt tselluloos); seenerakkude kestades kitiinil ja lühijalgsete heteroskeleti kitiinil; rakupinnamembraanil paiknevatel oligosahhariidide jääkidel, mis kindlustavad rakkudevahelised kontaktid ja on ka retseptoriteks
Toimub UV kiirguse ja välgu kaasabil maa atmosfääris. Eluslooduses on lämmastikku fikseerima võimelised vähesed mikroorganismid, kes redutseerivad elementaarse lämmastiku ammooniumiks. Mõned sellistest bakteritest on vabalt elavad, paljud on aga taimede, eelkõige liblikõieliste taimede, sümbiondid. Valdav enamus organisme on võimeline omastama lämmastikku NH 4+ vormis. Summaarne reaktsioon N2 + 10H+ + 8e- + 16ATP Z 2NH4+ + 16ADP + 16 Pi + H2 2. Kirjeldage reaktsiooni, mida katalüüsib nitrogenaasi kompleks, pöörates tähelepanu üldisele stöhhiomeetriale ning energia tarbimisele. Selgitage, millised on reduktaasi ja nitrogenaasi biokeemilised funktsioonid. Nitrogenaas katalüüsib õhulämmastiku fikseerimist. Koosneb dinitrogenaasist ja dinitrogenaasi reduktaasist. Taandab õhus sisalduva N2 ammooniumiks
lõhustumine monomeerideks – ehitusüksusteks), mille käigus salvestatakse (nt. ATP) või vabaneb soojusena metaboolset energiat ning saadakse anabolismi lähtesubstraadid • Jääkainete eemaldamine organismist Katabolismi etapid • Makrotoitainete lõhustumine monomeerideks • Monomeeride muutmine metaboolse raja võtmeühenditeks (metaboliidid) • Metaboliitide oksüdatsioon Anabolism ja katabolism • Toitumisjärgselt on aktiivsed rajad: • glükolüüs, • glükogeeni süntees • lipogenees • valkude süntees, kudede uuendamine Ehk üleliigse metaboolse kütuse säilitamine varuainetena • Mittetoitumise (mis algab juba mõne tunni möödumised peale toitumist) faasis on aktiivsed • glükogeeni lõhustamine (miks glükogeen on väga palju hargnenud? Milliste kudede rakkudes glükogeen deponeeritakse?) • lipiidide varu (triglütseriidid) lagundamine • valkude muundamine glükoosiks glükoneogeneesi
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
Hüdrolaasid –> katalüüsivad hüdrolüüsi (C-N, C-O, C-P, C-S sidemete lõhustamist vee toimel) Lüaasid -> katalüüsivad C-C, C-O, C-N,C-S jt mittehüdrolüütilist lõhustamist Ligaasid -> katalüüsivad sünteesireaktsioone Isomeraasid Ensüümi toime: E+S - > ES E-ensüüm S-substraat ES-substraadi kompleks ES->EI EI- üleminekukompleks EI- >EP EP- produktikompleks EP-> E+ P P – produkt Selle asemel , et teha kõrge akt.energiga reaktsiooni E<->P , sooritatakse mitu madalama akt.energiaga reaktsiooni , mis kulgevad kiiremini. Ensüümi molekulaarne aktiivsus – üksiku ensüümimolekuli poolt kindla ajaühiku vältel muundatud substraadimolekulide arvu näitamine Kõige aktiivsem karboanhüdraas (süsihappegaasi ja vee reageerimine süsihappeks – CO2 eemaldamine kudedest, transport verega kopsudesse ja organismist väljutamine)
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. v= Kui [S] = Km, siis v = Vmax/ 2. o Vmax = k2 [ET], (M s-1) o Km= , (M) · Vmax on ensüümi iseloomustav konstant · Vmax on teoreetiline maksimaalne reaktsioonikiirus, millist reaktsioon mitte kunagi ei saavuta · Vmax saavutamiseks peaksid kõik ensüümi molekulid olema seotud substraadiga, st [ES] = [ET]. · Km on konstant, mis avaldatav ES kompleksi moodustamise ja lagunemise kiiruskonstantide kaudu. · Kmon substraadi kontsentratsioon, mille juures v0 = ½ Vmax · Km arvväärtus on ES kompleksi tugevuse väljendaja. · Kui [S] on madal, siis kiiruse võrrand on S suhtes 1. järku
Biokeemia MLK6008 eksami küsimused 1/2 Ühe glükoosi molekuli täielik aeroobne lõhustumine tagab kuni 38 ATP molekuli sünteesi. Kirjeldage, millistes metaboolsetes radades ja mil viisil sünteesitakse glükoosi täielikul lõhustumisel ATP-d. Kirjeldage nii üksiskasjalikult kui suudate glükolüüsi. Glükoosi esmane õhustumine., mille käigus saadakse glükoosisolev energia salvestada sobivasse vormi( ATP, NADH) *Osaline lõhustumine toimub anaeroobselt. Tekib laktaat( piimhape), intensiivselt töötavates ihastes, toimub tsütoplasmas
BIOKEEMIA KORDAMISKÜSIMUSED JA VASTUSED 1. Ühe glükoosi molekuli täielik aeroobne lõhustumine tagab kuni 38 ATP molekuli sünteesi. Kirjeldage, millistest radades ja mil viisil sünteesitakse glükoosi täilikul lõhustumisel ATP-d. Glükolüüsi energia saagis: Ühe glükoosi molekuli kaheks püruvaadi molekuliks konverteerumise käigus sünteesitakse kaks ATP molekuli ning tekib kaks NADH molekuli. NADH molekulid transporditakse mitokondritesse, kus nad annavad oma elektronid hingamisahelasse, millega kaasneb ATP süntees oksüdatiivse fosforüleerimise teel
Anomeersed süsiniku aatomid on karbonüülsed süsiniku aatomid, mis hemiatsetaalsete/hemiketaalsete tsükliliste struktuuride moodustumisel muutuvad asümmeetrilisteks süsinikeks. D-suhkrud: kui anomeerse C aatomi juures paiknev OH-rühm on Haworth'i projektsioonis suunatud tsükli tasapinna alla, siis -anomeer, kui üles, siis -anomeer. L-suhkrud: vastupidine asetus. Esindajaid: riboos, glükoos, fruktoos, galaktoos. 3. Monosahhariidide derivaadid. Suhkurhapped: karboksüülrühm C-1 keto- või aldehüüdrühma asemel. karboksüül C-1 asendis > aldoonhapped (N: glükoonhape, galaktoonhape). Ainult lineaarne karboksüül C-6 asendis > uroonhapped (N: glükuroonhape, galakturoonhape). Tsükliline või lineaarne. Redoksreaktsioonide käigus suhkur oksüdeeritakse suhkurhappeks.
· 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
väävliühendeid energia saamiseks, assimileerib aga ainult orgaanilisi aineid: orgaanilisi happeid, ah-d ja suhkruid. Alfa-proteobakterite hulgas on veel selliseid kemolitoheterotroofe. Kemoorganoheterotroofia oksüdeerivad energia saamiseks orgaanilisi aineid ja kasutavad neid ka biosünteesil C-allikana. Bakterid saavad orgaanilisi ühendeid oksüdeerida kolmel moel: 1. Neid kääritades 2. Neid hapnikuga oksüdeerides (aeroobne hingamine) 3. Neid oksüdeerides anaeroobse hingamise käigus. Anaeroobsel hingamisel on oksüdandiks mite hapnik, vaid mõni teine anorgaaniline aine, nt nitraat või sulfaat. Aeroobne hingamine soolekepike, batsillid, pseudomonaadid jne. Aeroobseid hingajaid on rohkesti vees ja mullas. Rakkudes funktsioneerivad nii esmased katabolismirajad kui ka tsitraaditsükkel. Lõppproduktidena moodustuvad energiavaesed ühendid: CO 2 ja vesi.
apelsin 9,2-11,4 banaan 21,8-23,5 mustsõstar 9,8-13,6 pähklid 11,1-23,5 piim 4,5-5,1 loomamaks 3,5-5,1 kanamuna 0,4-0,5 viinerid 0,4-2,7 Funktsioon organismis 1. Energeetiline Organismi põhiline energiaallikas - ~ 60 % kogu ööpäevasest energiast saadakse süsivesikute arvelt (süsivesikud - glükoos, fruktoos - on kõigi heterotroofsete organismide energiaallikaks). 1 g süsivesikute lagunemisel eraldub 4,1 kcal (17,1 kJ) energiat. 2. Plastiline ehk ehituslik Kõikides kudedes ja organites on süsivesikuid. Nad on rakukestades, rakkude sisemuses. Nad on ka kõigi taimede, lülijalgsete loomade ja paljude mikroobide põhiline ehitusmaterjal (taimedes - tselluloos ja pektiinained; lülijalgseis ja seentes - kitiin; kõigi organismide nukleiinhappeis - riboos ja desoksüriboos). 3
maksimaalset väärtust. Kuidas on võimalik elu eksisteerimine ilma eeltooduga vastuollu minemist? 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
33. Energeetiliste protsesside spetsiifika loomoeganismis, makroergilised ühendid 34. Sahhariidide ainevahetuse üldiseloomustus. Sahhariidide seedimine ja imendumine. Sahhariidide tähtsus toitumisel. · Süsivesikute metabolism peab rahuldama üle poole (50-60%) organismi energiavajadusest. · Süsivesikute metabolism tagab veresuhkru (glükoosi) taseme hoidmise normi piirides. · Mõnede kudede, organite jaoks on tavaolukorras glükoos ainsaks sisuliseks energiasubstraadiks. · Häired süsivesikute metabolismis avalduvad mitmesuguste haiguste kujul. 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
Määrab ära reaktsiooni spontaanse kulgemise võimalikkuse, kuid mitte kiirust; G* - reaktsiooni kiirus on määratud aktiviseerimise vaba energia väärtusega 5. Bioloogilise termodünaamika alused. Mida näitab G märk ja arvväärtus? Bioloogilised standardtingimused. Kuidas on seotud G ja G0'? Eksergoonilised ja endergoonilised reaktsioonid. G < 0 spontaanne, eksergooniline reaktsioon; G > 0 mittespontaanne, endergooniline reaktsioon G = 0 tasakaaluline reaktsioon 6. Siirdeseisundi EX# tähendus ensüümireaktsioonis ja selle saavutamine. Katalüüsi soodustavad faktorid. Miks ja kuidas saavutatakse ES kompleksi destabiliseerimine? Siirdeseisund ehk aktiveeritud vaheoleku moodustumine. Siirdeolek on ühendil lähteaine ja produkti vahepealne olek, ebastabiilne. (Kõrgeim punkt reaktsioonikoordinaadil). Katalüüs aktiveeritud siirdeoleku stabiliseerimine.
6) Trantsport. Rasvlahustuvate vitamiinide ja koleterooli transport organismis tagatakse eeskätt vere lipoproteiinide poolt; 7) Regulatoorne funktsioon. Näiteks neerupealise koores ja sugunäärmetes produtseeritavad steroidhormoonid. Süsivesikud – süsivesikuteks ehk sahhariidideks nimetatakse suurt hulka orgaanilisi aineid, mis koosnevad peamiselt süsinikust, vesinikust ja hapnikust. Funktsioonid: 1) Energeetiline funktsioon. Erinevalt rasvadest on glükoos ja glükogeen kasutatavad mitte üksnes aeroobsetes tingimustes (lihase hapnikuga küllaldase varustatuse korral) vaid ka anaeroobselt (hapniku defitsiidi oludes). Teiseks glükogeeni näol paiknevad olulised süsivesikute reservid otseselt lihasrakus, mistõttu nende 5 Maris Kallus KKS 2010
väärtust. Kuidas on võimalik elu eksisteerimine ilma eeltooduga vastuollu minemist? Elu Maal ei ole isoleeritud süsteem; lisaenergiat ammutatakse Päikeselt. 9. Kuidas on vabaenergia muutus seotud muutusega entalpias ja entroopias (valem, ühikud)? 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
energia toidus -> sööme taimi või söövad loomad taimi -> me sööme loomi). Toit peab sisaldama energiat, ehitusmaterjali, vitamiine ja mineraale. Termodünaamika seadused: 1) Energia ei teki ega kao, vaid muundub ühest liigist teiseks. Muundub suunalt soojusenergia poole. Vaba (Gibbsi) energia – see energia, millega tööd tehakse/ mis on töötamise jaoks kätte saadav. Kui reaktsiooni Gibbsi energia on negatiivne, toimub reaktsioon saaduste suunas, kui positiivne, siis lähteainete suunas ning kui Gibbsi energia on 0, siis reaktsioon on jõudnud tasakaaluolekusse ning reageerimine lõppeb. 2) Kõik protsessid liiguvad töö käigus korrapäratuse (entroopia) suunas ja kaotavad osa energiast soojusena. 3) Teoreetiline seisund, kus üldse tööd teha ei saa, ükski osake ei liigu. Absoluutne 0 = -273oC *99% elusloodusest koosneb 4 keemilisest elemendist: C, H, O, N – seepärast nimetatakse neid põhielementideks
1/3 rakuväline. Kõikide biosüsteemide eksisteerimine vajab vet. universaalne lahusti, mis aitab toitainete transportimist ja omastamist ning ainevahetust; aitab säilitada hapete-aluste tasakaalu. aitab moodustada uusi kehaomaseid aineid 2. Sahhariidide biokeemia. Sahhariidid - ehitus, klassifikatsioon. Koosnevad: süsinik, vesinik, hapnik 3 rühma: 1.Monosahhariidid- Koosnevad C, H, O Sisaldavad aldehüüd- või ketoonrühma. glükoos C6H12O6, riboos C5H10O5 2.Oligosahhariidid- liitsüsivesikud. koosnevad 2..10 monoosijäägist, seotuna glükosiidsidemega 3.Polüsahhariidi: 1)Homopolüsahhariidid- Koosnevad paljudest ühe- taolistest monoosijääki-dest. Piir on kokkuleppeli-ne, on kõrgmolekulaarsed ühendid, mille molekul- mass peab 1000-sse küündima. 4 2)Heteropolüsahhariidid- Korduvad süsivesikulised üksused, mid on seostatud
sidemete abil komplementaarsusprintsiibi alusel ja veemolekulide osavõtul · Nende komplekside baasil koos veega formeeruvad rakud. Monomeerid - väikesed molekulid, mis on polümeeridele ehitusüksusteks; võivad ka omaette funktsioneerida Polümeerid - pikad molekulid, mis koosnevad sarnastest või identsetest monomeeridest Sahhariididorganismi ehitusmaterjalid ja kütus Monosahhariidid Glükoos (gly) C6H12O6 C=O (karbonüülrühm); -OH (hüdroksüülrühm) Põhiliseks rakkude toitaineks Monomeerideks di- ja polüsahhariididele Paljudes puuviljades ja marjades, eriti viinamarjades Sahharoosist vähem magus Fruktoos Mesi, puuviljad Magusam kui sahharoos Täielikul oksüdeerumisel annavad energiat 17kJ/g Disahhariidid
Korrastatud olek - madal entroopia Korrastamata olek - kõrge entroopia S = 0 pöörduvate protsesside (reaktsioonide) korral S > 0 pöördumatute protsesside korral. Vabaenergia e. Gibbs'i vabaenergia (G ) on see osa süsteemi siseenergiast, mis on võimeline konstantse temperatuuri ja rõhu juures tööd tegema Vabaenergia G on hüpoteetiline suurus, mis seob entalpia ja entroopia; keemikul võimaldab prognoosida, kas antud reaktsioon leiab ase. G = H - TS G = H TS · G = 0: reaktsioon on tasakaalus · G < 0: produktide siseenergia on väiksem kui reaktantidel, reaktsioonis vabaneb energia, reaktsioon on eksergooniline, st kulgeb spontaanselt. · G > 0: produktide siseenergia on suurem kui reaktantidel, reaktsioonis seotakse energiat; endergooniline reaktsioon, st mittespontaanne reaktsioon.
! Ensüümidel on nii VALKUDE kui KATALÜSAATORITE omadused amfoteersed, denatureeruvad, kristalliseeruvad, kõrgmolekulaarsed. Biokatalüsaatorina määravad biomolekulide muundumiste kiiruse ja suuna organismis, st nende tegevus on organismi talitluste aluseks. Alandavad reaktsiooni aktivatsioonienergiat energia, mida osakesed peavad saavutama, et muutuda reaktsioonivõimeliseks. Mida väiksem aktivatsioonienergia, seda kiirem reaktsioon. Ensüüm-katalüüsitud reaktsiooni kiirus suureneb miljon korda. Ensüümid võimaldavad reaktsioonil kulgeda alternatiivset teed mööda ei muutu reaktandid, produktid ja tasakaal. Ensüümidel on suur reaktsiooni kiirus, pehmed reaktsiooni tingimused, reaktsioonide suur spetsiifilisus, reguleeritavus. 15. Ensüümide toimemehhanism, substraat, ensüümiaktiivsus, aktiivtsenter, koensüümid
ja tüves. Seentel on peamiselt glükogeen. Loomadel samuti glükogeen, mida esineb maksas (3-4%) ja lihastes (70 kg-l inimesel on 0,4-0,5 kg glükogeeni, enamus on lihastes). Taimedes on inuliin, mis on fruktoosi homopolüoos ja botaanilises mõttes iseloomulik korvõielistele. 2) Transport taimedes toimub sahharoosi baasil, sest see on keemiliselt vähe aktiivne (kevadel kasemahl jne). Seentes on glükoos ja tema teisendid. Loomades samuti glükoos (veresuhkur, mille tase on kindlates piirides: 0,8 1,0 g/l). · Bioloogiline e füsioloogiline: Jaotus sõltuvalt organismi võimest neid sünteesida. Jaotuvad 2-ks: Prototroofid sünteesivad kõiki aminohappeid lihtsamatest orgaanilistest ühenditest. Kõik taimed, osa baktereid ja seeni. Auksotroofsed ei sünteesi kõiki enda jaoks vajaminevaid
ühte biofunktsiooni. Makromolekulid – väga suured molekulid (polüsahhariidid, lipiidid, valgud, nukleiinhapped) . Monomeerid - väikesed molekulid, mis on polümeeridele ehitusüksusteks; võivad ka omaette funktsioneerida. Polümeerid - pikad molekulid, mis koosnevad sarnastest või identsetest monomeeridest. Süsivesikud: Sahhariidid – organismi ehitusmaterjalid ja kütus. Monosahhariidid: glükoos. Põhiliseks rakkude toitaineks; monomeerideks di- ja polüsahhariididele; paljudes puuviljades ja marjades; sahharoosist vähem magusam.Fruktoos. Disahhariidid: koosnevad kahest monosahhariidist, mis on omavahel ühendatud glükoosisidemega; lahustuvad vees hästi; liiguvad organismis kiiresti; omistatakse kergesti. Maltoos - linnasesuhkur. Sahharoos - peedi- või roosuhkur. Fruktoos - sahharoos - glükoos - maltoos - laktoos.
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
! Ensüümidel on nii VALKUDE kui KATALÜSAATORITE omadused – amfoteersed, denatureeruvad, kristalliseeruvad, kõrgmolekulaarsed. Biokatalüsaatorina määravad biomolekulide muundumiste kiiruse ja suuna organismis, st nende tegevus on organismi talitluste aluseks. Alandavad reaktsiooni aktivatsioonienergiat – energia, mida osakesed peavad saavutama, et muutuda reaktsioonivõimeliseks. Mida väiksem aktivatsioonienergia, seda kiirem reaktsioon. Ensüüm-katalüüsitud reaktsiooni kiirus suureneb miljon korda. Ensüümid võimaldavad reaktsioonil kulgeda alternatiivset teed mööda – ei muutu reaktandid, produktid ja tasakaal. Ensüümidel on suur reaktsiooni kiirus, pehmed reaktsiooni tingimused, reaktsioonide suur spetsiifilisus, reguleeritavus. 15. Ensüümide toimemehhanism, substraat, ensüümiaktiivsus, aktiivtsenter, koensüümid Toimemehhanism seisneb reaktsiooni kiirust limiteeriva energeetilise barjääri
DNA nukleoiidselt järjestuselt valkude aminohappelisse järjestusse. 14. Ensüümid: üldiseloomustus, funktsioonid, klassifikatsioon. Ensüümid on biokatalüsaatorid, kõrgelt spetsiifilise toimega liht- või liitvalgud, endogeensed biokaktiivsed ühendid. Funktsioon: Ensüümid on erilise funktsiooniga valgud, sest seondavad ja muudavad keemiliselt teisi molekule katalüüsivad reaktsioone. Toimemehhanism seisneb reaktsiooni kiirust limiteeriva energeetilise barjääri alandamises, st. reaktsioon, mis ilma ensüümita oleks toimunud aeglaselt, toimud ensüümi osavõtul väga kiiresti. Ensüümid ei muuda reaktsiooni suunda, ei muuda tasakaaluseisundit vaid kiirendavad selle saabumist, ei lõhustu reaktsiooni käigus. Klassifiatsioon: 1. Oksüreduktaasid katalüüsivad redoksreaktsioone 2. Transferaasid Funktsionaalsete rühmade ülekanne 3. Hüdrolaasid katalüüsivad hüdrolüüsi 4. Lüaasid Kaksiksidemete (nt
See omakorda on signaaliks tsütoplasmaatilisele regulaatorile. Regulaatori N-terminaalses vastuvõtvas (receiver) domäänis asub konserveerunud aspartaatjääk. Fosforüülrühm kantakse sensorvalgult regulaatori aspartaadile. Fosfoaspartaat omakorda põhjustab valgu C-terminaalses otsas paikneva efektor-domeeni aktivatsiooni, mille tulemusena valk käitub transkriptsiooni aktivaatorina. Näiteks kemotaksise puhul on sensorvalguks histidiini kinaas CheA, mis pärast autofosforüleerumist interakteerub regulaatorvalkudega CheB ja CheY ja fosforüleerib need. Fosforüülrühma ülekande ja kinaasse aktiivsusega domäänid histidiini kinaasil ning response regulaatori vastuvõttev (receiver) domään on konserveerunud sama perekonna valkude piires. Varieeruvad sensorvalgu signaali äratundev N- terminaalne domeen ja regulaatorvalgu efektor-domeen. Signaali tunnetavad
komponentidele otseselt (näiteks temperatuuri tõus mõjutab otseselt tsütoplasma valkude aktiivsust ja konformatsiooni). 3 2. Transkriptsiooni initsiatsiooni kontroll bakterites RNA polümeraas Geenide avaldumist kontrollitakse esmalt RNA sünteesi e. transkriptsiooni tasemel. Transkriptsiooni algatab ja viib läbi DNA-st sõltuv RNA polümeraas, mis on enamasti multimeerne ensüüm. Monomeerseid RNA polümeraase on kirjeldatud lüütilistel bakteriofaagidel (näit. T7, T3, SP6). Enamasti on nende suurus üle 100 kDa. Transkriptsiooni initsiatsioonil tunnevad nad ära väga spetsiifilisi DNA järjestusi ning ei vaja aktivatsioonil lisafaktoreid. Monomeersed RNA polümeraasid on 5-10 korda kiiremad, nad sünteesivad 200 nt/sek (bakteri RNA polümeraas sünteesib 40 nt/sek). Erinevalt bakteriaalsetest RNA polümeraasidest ei ole nad Zn-metalloensüümid
Üldiselt jääb kultiveeritavate bakterite generatsiooniaeg laboritingimustes 15 minuti ja 1 tunni vahele. Sümbiontsetel bakteritel nagu Rhizobium on generatsiooniaeg pikem. Patogeenidel, nagu Mycobacterium tuberculosis ja Treponema pallidum on generatsiooniaeg eriti pikk. Generatsiooniaeg Bakter Sööde (min) Escherichia coli Glükoos 17 Bacillus megaterium Sahharoos 25 Streptococcus lactis Piim 26 Streptococcus lactis Laktoosipuljong 48 Lactobacillus acidophilus Piim 66-87 Rhizobium japonicum Mannitool, pärmiekstrakt 344-461 Mycobacterium tuberculosis Sünteetiline 792-932 Treponema pallidum Küüliku testised 1980
vee liikumist võivad põhjustada nii juurtes paiknev lükkav jõud nn. juurerõhk kui ka lehtedes paiknev tõmbav jõud transpiratsioon Juhtsoontega ühendatud manomeeter näitab tavaliselt madalat positiivset rõhku ligikaudu 0.1 MPa (vahel kuni 0.5 MPa). (PÕHJUS): Mullalahuses olevad ioonid liiguvad koos veega taime juurte apoplasti ja endo- ja eksodermi tasandil aktiivselt sümplasti. (Vajalik aeroobne keskkond ja ATP.) Sümplasti plasmodesme mööda võivad ioonid liikuda kesksilindri elusatesse parenhüümsetesse rakkudesse ja nendest difusiooni teel või aktiivselt juhtsoontesse. Tagajärjeks on ksüleemilahuse madalam veepotentsiaal võrreldes mullalahusega ja vesi liigub veepotentsiaali gradiendi tõttu ksüleemi. Rõhku, mis seejuures ksüleemitorudes tekib, nimetatakse juurerõhuks 47. Transpiratsioonikoefitsient on defineeritud kui
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
