4. Fruktoos-1,6-bifosfaat → Dihüdroksüatsetoonfosfaat (DAP) ja Glütseeraldehüüd-3-fosfaat (GAP) 5. DAP↔GAP 6. Glütseeraldehüüd-3-fosfaat (GAP) → 1,3bisfosfoglütseraat (2tk) 7. 1,3-bisfosfoglütseraat → 3-fosfoglütseraat (ADP →ATP) 8. 3-fosfoglütseraat → 2-fosfoglütseraat 9. 2-fosfoglütseraat → Fosfoenoolpüruvaat (PEP) 10. Fosfoenoolpüruvaat (PEP) → Püruvaat (ADP → ATP) 11. Püruvaat → Laktaat Anaeroobsel glükolüüsil vajalikud ensüümid 1. Heksoosi kinaas (Mg2+), Glc – 6 – P pärsib aktiivsust, INS indutseerib ensüümi sünteesi 2. Fosfoglükoosi isomeraas (Mg2+) 3. Fosfofruktoosi kinaas, FFK1 (Mg2+) – allosteeriline ATP/AMP suhtele; AMP ja Fru-2,6-bisP aktiveerivad, tsitraat ja ATP pärsivad 1. Fru-2,6-bisP teket kontrollivad INS ja glükagoon 4. Aldolaas A 5. Trioosfosfaadi isomeraas 6. GAP dehüdrogenaas 7. Fosfoglütseraadi kinaas (Mg2+) 8. Fosfoglütseraadi mutaas 9. Enolaas 10
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 GLUT1 ja GLUT3 kõikides organismi rakkudes GLUT5 soole rakkudes
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
6 NADH: tsitraaditsukkel +18 2 FADH2: tsitraaditsukkel +4 Kokku +38 2. Kirjeldage nii üksiskasjalikult kui suudate glükolüüsi. Glükolüüs on osaline või lõplik oksüdatiivne lõhustumine, mille jooksul organism muudab glükoosis olevava energia ATP või NADH Anaeroobne: Laktaat, puuduvad mitokondrid, tsütoplasmas Aeroobne: süsihappegaas+vesi, mitokondrites Glukoos Glukoos-6-fosfaat (läbi Heksoosi kinaasi) Fruktoos-6-fosfaat Fruktoos-1,6-bisfosfaat (läbi Fosfofruktoosi kinaasi) Glutseraldehuud-3-fosfaat (GAP) või Dihudroksuatsetoonfosfaat (DAP) 1,3-Bisfosfoglutseraat 3-Fosfoglutseraat 2-Fosfoglutseraat Fosfoenoolpuruvaat (PEP) Puruvaat 3. Kirjeldage nii üksiskasjalikult kui suudate tsitraaditsüklit. 4. Millises vormis säilitatakse organismis rasvhappeid? Toidulipiidide seedimisest ja imendumisest pärinevad rasvhapped salvestatakse
kütus) Glükoosi difundeerumine 1) Na-sõltuv ko-transport 2) Kergendatud difusioon valktransporterite (GLUT) kaudu. 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)
Puuliigiti on tselluloosi sisaldus küllaltki erinev ja erinev on ta ka puu erinevates osades. Kõige suurem puu tüve keskosas ja okstes kõige vähem (seal on ligniini rohkem). Hemitselluloosi polümerisatsiooni aste on ainult 150-200. Okaspuud sisaldavad hemitselluloosi keskmisel 25-30% ja lehtpuud 30-35%. Keemiliselt koostiselt väga lähedane tselluloosile. Hapete toimel hüdrolüüsib kergelt ja muutub lahustiks. Eristatakse hemitselluloosi, mis hüdrolüüsib ja annab heksoosi (glükoos ja fruktoos). Seda kääritatades saadakse piiritus, ning hemitselluloosi, mis hüdrolüüsil annab pentoosi (lihtsuhkruid). Ligniin raku seintes sisalduv aine, mis põhjustab rakkude puitumise on molekulaarselt amorfne (mittekristalne), isotroopne (ühesugused omadused igas suunas) ja väga keerulise struktuuriga keemiline ühend. Ligniin on termoplastne aine, st külmana kõva, kuid soojenedes pehmeneb, sellel omadusel põhineb puidu plastiline painutamine
Number 7 näitab ära, et tegu on fosfotransferaasi alamklassiga kuna fosfaatrühm kantakse üle ühelt molekulilt teisele. Kolmanda numbri number 1 näitab ära, et fosforüülrühma 2 3.1 Invertaasi aktiivsuse määramine Martin Tamm (121006YASB) Biokeemia protokoll aktseptoriks on hüdroksüülrühm. Neljanda numbri number 1 näitab ära, et fosforüülrühma aktseptoriks on D-heksoosi hüdroksüülrühm. Selles protokollis kajastatud katse oli tehtud ensüümiga mille triviaanimetuseks on Invertaas (süstemaatiline nimetus: beta-D-fruktofuranosiidi fruktohüdrolaas). Invertaasi ülesandeks on hüdrolüüsida beta-D-fruktsofuranosiidi süsivesikuid fruktoosideks ja muudeks monosahhariidideks. Invertaas Beta-D-fruktofuranosiid + H2O beta, D-fruktoos + mono- või oligosahhariid
o Veresuhkru kulutamine (glükolüüs, glükogenees, petofosfaaditsükkel, lipogenees, aminohapete süntees) o Glükolüüs jaguneb: Anaerboone glükolüüs- piimhappeline ja alkoholi käärimine Aeroobne glükolüüs- atsetüü-koensüüm A teke, lõplik oksüdatiivne lõhustumine Ensüümid, mis katalüüsivad anaeroobset glükolüüsi (mõni näide). o Heksoosi kinaas, fosforfruktoosi kinaas Aeroobne glükolüüs. Atsetüül CoA teke. Atsetüül CoA olulisus metabolismis. o Aeroobne glükolüüs lähtub anaeroobse glükolüüsi metaboliidist püruvaadist o Püruvaadist tekib atesetüül-CoA, mis on ka teiste metabolismiradade keskne produkt Ensüümide, vitamiinide ja hormoonide roll glükolüüsil (ja üldse ainevahetuses). o 10
Kui regulatoorne subühik võtab vastu AMP, muutub selle konformatsioon a lükkab eemale katalüütilised subühikud, mis muutuvad aktiivseks (toimub reaktsioon). Isoensüümid sama reaktsiooni katalüüsiv ensüümide perekond, mille esindajate erinev molekulaarehitus tingib erinevad füsiko-keemilised omadused. · heteropolümeerid (laktaadi dehüdrogenaas e. LDH) · AH ümberpaigutamine polüpeptiidahelas (heksoosi kinaas) · alleelsed variandid (alkoholi dehüdrogenaas) · geneetiliselt sõltumatud vormid (malaadi dehüdrogenaas) Nad kujunevad posttranslatsioonsete modifikatsioonide tulemusel. GGT CK LDH AST ALT Amülaas Lipaas ALP ACP PchE Akuutne müokardiinfarkt 3+ 3+ 2+ (+) Lihaskahjustused 3+ 2+ + (+) Maksahaigused
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.
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. Maksas domineerib glükoosi kinaas. Glükolüüsi etapid: 1. Glükoosi aktiveerimine glükolüüsiks: fosfürüleeritakse, sünteesitakse glükoos-6-fosfaat. Esimene etapp isegi vajab energiat, investeering. 2. Glükoos-6-fosfaadi isomeriseerumine: 3. Fruktoos-1,6-bisfosfaadi teke: toimub teine fosforüleerimine. 4
Glükoosi oksüdatiivne lõhustumine on glükolüüs. Sõltuvalt tingimustest on glükoosi oksüdatiivne lõhustumine aga osaline või lõplik: Osaline lõhustumine toimub hapniku defitsiidi tingimustes (intensiivselt töötavas lihasrakus) ja see on anaeroobne glükolüüs. Lõplik lõhustumine (glükoosist tekivad CO2 ja vesi) toimub aeroobsetes tingimustes - aeroobne glükolüüs. Ensüümid, mis katalüüsivad anaeroobset glükolüüsi: Heksoosi kinaas, fosfoglükoosi isomeraas, fosfofruktoosi kinaas, püruvaadi kinaas. Aeroobne glükolüüs on on glükoosi täielik lõhustumine hapniku olemasolul, mis koosneb kõigist glükolüüsi reaktsioonidest, tsitraaditsüklist (TCA) ja hingamisahela reaktsioonidest. Aeroobse glükoosi käigus tekib CoA. Atsetüül-CoA mängib olulist rolli ka rasvhapete ja kolesterooli sünteesis ning lõhustamises.
Metüültransferaasid metüülrühmade ülekanne Atsüültransferaasid atsüülrühmade ülekanne Aminotransferaasid aminorühmade ülekanne Glükosüültransferaasid glükosüüljäägi ülekanne Ketotransferaasid k etorühmade ülekanne Transferaaside süstemaatilised nimetused: Näiteks: ATP : heksoos 6 fosfotransferaas (heksoosi kinaas), kus ATP in doonor, heksoos on akseptor ning 6 fosfo on ülekantav rühm. EC 3. Hüdrolaasid ja nende süstemaatilised nimetused: Katalüüsivad hüdrolüüsireaktsioone (reaktsioone veega) ning nende reaktsioonide käigus katkevad sidemed C-O, C-N, C-P, C-C, C-S. Hüdrolaaside süstemaatilised nimetused: Näiteks: atsetüül-CoA hüdrolaas, kus atsetüül-CoA on substraadi nimi. EC 4.0 Lüaasid ja nende süstemaatilised nimetused:
Süsivesikutel alfa ja beeta anomeerid (nt alfa-D-fruktoos jne). Trioosid – glütseeraldehüüd, dihüdroksüatsetoon Tetroosid – erütroos Pentoosid – riboos, desoksüriboos Heksoosid – glükoos, fruktoos, galaktoos Heptoosid – sedoheptuloos Disahhariidid: monosahhariidide anhüdriidid valemiga C12H22O11. Moodustavad kahest monosahhariidi jäägist kas kahe poolastetaalse hüdroksüülrühma või ühe heksoosi poolatsetaalse hüdroksüülrühma ja teise alkoholrühma ühinemisel vee eraldumisega. Inimkeha disahhariidid on: Laktoos – piimasuhkur, galaktoos+glükoos. On piima põhisüsivesik, mida sünteesitakse laktatsiooniperioodil piimanäärmetes. Sahharoos – peedisuhkur/roosuhkur, glükoos+fruktoos. On toiduaine ja magustaja, kasutatakse kõrge magususe tõttu konservandina. Maltoos – linnasesuhkur, 2 glükoosijääki. Tärklise hüdrolüüsiprodukt taimedes. 21
isomeerid (ka derivaadid). Süsivesikutel alfa ja beeta anomeerid (nt alfa-D-fruktoos jne). Trioosid glütseeraldehüüd, dihüdroksüatsetoon Tetroosid erütroos Pentoosid riboos, desoksüriboos Heksoosid glükoos, fruktoos, galaktoos Heptoosid sedoheptuloos Disahhariidid: monosahhariidide anhüdriidid valemiga C12H22O11. Moodustavad kahest monosahhariidi jäägist kas kahe poolastetaalse hüdroksüülrühma või ühe heksoosi poolatsetaalse hüdroksüülrühma ja teise alkoholrühma ühinemisel vee eraldumisega. Disahhariidid on: Laktoos piimasuhkur, galaktoos + glükoos. On piima põhisüsivesik, mida sünteesitakse laktatsiooniperioodil piimanäärmetes. Sahharoos peedisuhkur/roosuhkur, glükoos +fruktoos. On toiduaine ja magustaja, kasutatakse kõrge magususe tõttu konservandina. Maltoos linnasesuhkur, 2 glükoosijääki. Tärklise hüdrolüüsiprodukt taimedes. 21
ks. See keskne metaboliit võib alluda erinevatele muutustele. Maksas toimuva glükogenolüüsi puhul vabaneb glükoos-1-P-st glükoos, mis normaliseerib veresuhkru taseme. Lihastes allub glükoos-6-P aga lõhustumisel, saamaks energiat lihastööks. 36. Käärimised. Sahhariidide ainevahetuse eripära mäletsejalistel. Glükoosist laktaadi teke on piimhappeline käärimine. 1) Glc-6-P teke Ensüümiks heksoosi kinaas, regulatoorne ensüüm 2) Glc-6-P isomeriseerub Fru-6-P-ks Ensüümiks fosfoglükoosi isomeraas 3) Fru-1,6-bisP teke Ensüümiks anaeroobse glükolüüsi keskne ensppm fosfofruktoosi kinaas 4) Fru-1,6-bisP lõhustumine trioosfosfaatideks Aldolaas A lõhustav toime annab DAP-di ja GAP-di 5) DAP isomeriseerumine Ensüümiks trioosfosfaadi isomeraas isomeriseerib DAP-di GAPiks, kuna glükolüütiliselt on lõhustatav vaid GAP 6) GAP oksüdatsioon
puudusel. Etanoolikäärimine: - On teine glükoosi anaeroobse katabolismi vorm - Inimorganismis ei toimu - Toimub mõnede bakterite ja pärmide ensüümide toimel - Ka alkoholkäärimise roll seisneb ATP tootmises anaeroobsetes tingimustes - On piimhappe-käärimine - Püruvaat -> atseetaldehüüd -> etanool Ensüümid, mis katalüüsivad anaeroobset glükolüüsi (mõni näide). - Heksoosi kinaas (Mg2+) - Fosfoglükoosi isomeraas (Mg2+) - Fosfofruktoosi kinaas (Mg2+) - Aldolaas A - Trioosfosfaadi isomeraas - GAP dehüdrogenaas - Fosfoglütseraadi kinaas (Mg2+) - Fosfoglütseraadi metaas - Enolaas - Püruvaadi kinaas (Mg2+ ja K+) Aeroobne glükolüüs. Atsetüül CoA teke. Atsetüül CoA olulisus metabolismis.
on tüve ning okste puidul (okstes on rohkem ligniini, kuid vähem tselluloosi. Hemitselluloos Hemitselluloosil polümerisatsiooni (liitumise) aste on ainult 150...200. Okaspuud sisaldavad hemitselluloosi keskmiselt 25...30% ja lehtpuud 30...35%. Hemitselluloos on keemiliselt koostiselt väga lähedane tselluloosile. Hapete toimel hüdrolüüsub kergelt ja muutub lahustiks. Eristatakse hemitselluloosi, mis hüdrolüüsil annab heksoosi (glükoos ja fruktoos). Seda kääritades saadakse piiritus, ning hemitselluloosi, mis hüdrolüüsil annab pentoosi (lihtsuhkruid). Ligniin. Ligniin (raku seintes sisalduv aine, mis põhjustab rakkude puitumise) on molekulaarselt amorfne (mittekristalne), isotroopne (ühesugused omadused igas suunas) ja väga keerulise struktuuriga keemiline ühend. Ligniin on termoplastne aine, st on külmana kõva, kuid
2. Kirjeldage glükoosi muundamist fruktoos-1,6-bisfosfaadiks. Nimetage vaheühendid, ensüümid. Nimetage reaktsioonid, kus tarbitakse ATP. Glükolüüsi esimene faas kasutatakse 2 ATPd glükolüüsi konverteerimisel fruktoos-1,6-bisfosfaadiks. Glükoos + ATP G6P + ADP + H+ (heksokinaas) G6P F6P (glükoos-6-fosfaadi isomeraas) F6P + ATP Fruktoos-1,6-bisfosfaat. (fosfofruktokinaas-1) 3. Loetlege reaktsioonid, mille tulemusel toimub fruktoos-1,6-bisfosfaadi (heksoosi derivaadi) konverteerimine glütseeraldehüüd-3-fosfaadiks (trioosi derivaadiks). F6P + ATP Fruktoos-1,6-bisfosfaat. (fosfofruktokinaas-1) Fruktoos-1,6-bisfosfaat dihüdroksüatsetoon fosfaat (DHAP) + glütseeraldehüüd-3-fosfaat (GAP) (aldolaas) DHAP GAP (trioosfosfaadi isomeraas) reaktsioon kulgeb üle enediooli (vaheühend). 4. Kirjeldage reaktsioonid, mille tulemusel toimub glütseeraldehüüd-3-fosfaadi konversioon püruvaadiks
Kataboliitset repressiooni kutsuvad esile hoopis orgaanilised happed nagu TCA vaheühendid suktsinaat ja tsitraat. Glükoneogenees Bakterite kasvamisel n.ö. vaesematel C-allikatel nagu näiteks L-malaat, suktsinaat, atsetaat või glütserool on vaja sünteesida heksoose. Heksoose vajatakse rakukesta komponentide sünteesiks, säilitusaine glükogeeni tootmiseks ja riboos 5-fosfaadi sünteesiks, mis omakorda on aluseks nukleiinhapete biosünteesil. Heksoosi süntees toimub püruvaadist glükoneogeneesi teel, kus EMP glükolüütiline rada on pandud vastupidi tööle. Samas ei ole kõik ensüümid (näiteks püruvaadi kinaas) võimelised vastupidiseid reaktsioone läbi viima, kuna see on energeetiliselt liiga kulukas. Seetõttu on PEP-i moodustumine oksaloatsetaadist (oksaloatsetaat tekib püruvaadist püruvaadi karboksülaasi toimel) katalüüsitud PEP karboksükinaasi poolt. See ensüüm kasutab fosforüülrühma doonorina GTP-d:
annaabi.ee 
