kõrvalkilpnäärme hormoon–inhibeerides fosfaadi tagasiimendumist ning suurendades väljutamist. AmmooniumI väljutamine •• NH4+ genereeritakse glutamiinist proksimaalses torus. • Esmalt glutamiin deamineeritakse ja tekib glutamaat ja • Glutamaati deamineeritakse edasi glutamaatdehüdrogenaasi poolt ning tekib ja alfa ketoglutaraat. • Tehes vahetust naatriumiga, viiakse neeru toru valendikku. • Järgneb alfa ketoglutaraadi metabolism läbi krebsi tsükli ja NADH läbi elektron-transport-ahela. Seotakse kaks prootonit. Glutamiini deamineerimine. Ammooniumi väljutamine proksimaalsesse torru. Pocock G. Human Physiology: The Basis of Medicine. Oxford
II Tsitraat isomeriseerub isotsitraadiks ensüümi akonitaas vahendusel. Reaktsioon on pöörduv. III Isotsitraadi osküdatiivse dekarboksüülimise tulemusel sünteesitakse -ketoglutaraat, eraldub CO 2 (väljub esimene C aatom) ja toodetakse NADH ensüümi isotsitraadi dehüdrogenaasi (tsitraaditsükli võtmeensüüm) vahendusel. Reaktsioon on pöördumatu. 1 IV -ketoglutaraadi osküdatiivse dekarboksüülimise tulemusel süneesitakse suktsinüül-CoA, eraldub CO 2 (väljub teine C aatom) ja toodetakse NADH. 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
Asendatavad: alaniin, asparagiin, aspartaat, tsüsteiin, glutamaat, glütsiin, proliin, seriin, türosiin(moodustub fenüülalaniinist, mida ei saa asendada). Asendamatud aminohapped on saadavad ainult toidust. Asendatavad aminohapped on inimese organismis sünteesitavad. 5. Aminohapete kuus biosünteetilist perekonda ja seitse eellasmolekuli. 1. 3-fosfoglütseraadi perekond Seriin 2. -ketoglutaraadi perekond Glutamaat 3. Oksaalatsetaadi perekond asparataat, treoniin 4. Püruvaadi perekond alaniin 5. Riboos-5-fosfaadi perekond Histidiin 6. fosfoenoolpüruvaat + erütroos-4-fosfaat fenüülalaniin 6. Alaniini, aspartaadi ja glutamaadi üheetapiline biosüntees. Kõik aminohapped on sünteesitavad glükolüüsi, TCA tsükli või pentoosfosfaadi raja vaheühenditest. Süntees leiab aset tsütosoolis ja/või mitokondris.
Vitamiin B1 Tiamiin vajalik süsivesikute, lipiidide ja aminohapete katabolismis ehk mao limaskesta transketolaasi aktiivsuse ja NADPH antineuriitne lammutamises. TPP ehk tiamiinpürofosfaat on mitmete tasemel languse, mis pidurdab soolhappe tekke ja vitamiin, aneuriin liitensüümide koensüümiks püruvaadi dehüdrogenaasses sekretsiooni. ja antiberi-beri kompleksis, alfa-ketoglutaraadi dehüdrogenaasses kompleksis ja Seedetegevuse häired, nõrkus, isutus, faktor. transketolaasis, mis kõik on olulised süsivesikute muundumises emotsionaalne labiilsus organismis kasutatavaks energiaks Tiamiin osaleb ka nukleotiidide Häirunud närvitalitlus hirss (DNA ja RNA monomeerid) sünteesis
1 9. Süsivesikute aeroobne oksüdatsioon. Atsetüül-CoA olemus ja teke püruvaadist (laktaadist), tsitraadi (Krebsi) tsükkel, elektronide transport hingamisahela ensüümide vahendusel. Hapnik kui elektronide lôppaktseptor, vee tekkimine. Süsivesikute aeroobse oksüdatsiooni energeetiline efekt. Krebsi tsükli vôtmeensüümid - tsitraadi süntaas, isotsitraadi dehüdrogenaas, -ketoglutaraadi dehüdrogenaas, suktsinaadi dehüdrogenaas, malaadi dehüdrogenaas. Koensüümid NAD ja FAD vesiniku aatomite aktseptoritena. Hingamisahela tsütokroomide süsteem, selle korrapärane paiknemine mitokondri sisemembraanil ja funktsioon. 10. Rasvhapete oksüdatsioon. Lipaaside toime triglütseriididele rasvkoes, lipolüüs. Rasvhapete transport veres. Rasvhapete transport läbi mitokondri membraani – karnitiini roll selles protsessis.
4.FAD redutseeritakse dihüdrolipoamiidi poolt, regenereerub vaba lipoamiid 5.NAD+ poolt reoksüdeeritakse FADH2 poolt, tekib NADH Kogu tsükli tulemusena tekib atsetüülCoA ja CO2. NADH konserveerib osa vabanenud energiast, mida on võimalik kasutada ATP sünteesiks hingamisahela abil. PDH kompleksi reaktsioonid on vajalikud püruvaadi sisenemiseks TCA tsüklisse. Analoogilise funktsiooni ja struktuuriga on ka α-ketoglutaraadi dehüdrogenaasi kompleks (TCA tsükli ensüüm) ja hargnenud ahelaga aminohapete katabolismis osalev hargnenud ahelaga α-ketohapete dehüdrogenaasi kompleks. Lipoehape Lipoehape esineb katalüüsis prosteetilise rühmana, olles kovalentse sidemega seotud ensüümi lüsiini jäägiga. Lipoamiidne rühmitus funktsioneerib kui atsetüüli kandev paindlik õlg. Ei ole selge, kas lipoehape on vitamiin või saab inimese organism selle sünteesiga ise hakkama.
karbanioon atakeerib nukleofiilselt oksalaatatsetaadi -keto rühma karbonüülset süsinikku, millele järgneb tioestri hüdrolüüs ja CoA vabanemine). Reaktsioon 2: tsitraadi isomerisatsioon isotsitraadiks akonistaasiga. Reaktsioon 3: esimene oksüdatiivne dekarboksüleerimine isotsitraadi dehüdrogenaasiga. Reaktsioon 4: teistkordne oksüdatiivne 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-
reaktsioon toimub tsitraadi süntaasi toimel ning tekib tsitraat. Tsitraadis tõstab akonitaas ümber hüdroksüülrühma ning läbi vaheühendi cis-akonitaadi tekib isotsitraat. Seejärel toimub isotsitraadi oksüdatiivne dekarboksüülimine, mida katalüüsib isotsitraadi dehüdrogenaas. Reaktsiooni käigus eemaldatakse isotsitraadi molekulist vesiniku aatomite paar, mis seotakse NAD +-ga ning eraldub üks atsetüülrühma süsinik CO2-na. Produktiks on α-ketoglutaraat, millest α-ketoglutaraadi dehüdrogenaasi toimel tekib suktsinüül CoA. Selle protsessi käigus eemaldatakse veel üks vesinikupaar, mis seotakse NAD + ning eraldub CO2. Suktsinüül CoA süntaasi toimel lagundatakse suktsinüül CoA suktsinaadiks ja koensüüm A-ks, millega kaasneb GDP fosforüülimine GTP-ks. Suktsinaadi dehüdrogenaas oksüdeerib suktsinaadi fumaraadiks. Selles reaktsioonis võtab vesinikepaari endale FAD. Fumaraat hüdratiseeritakse(!) fumaraasi toimel
1) Tsitraadi süntees a. toimub atsetüül-CoA atsetüülgrupi ülekanne oksaloatsetaadile, mille tulemusena sünteesitakse tsitraat. 2) Tsitraadi isomerisatsioon isotsitraadiks 3) isotsitraadi konverteerumine -ketoglutaraadiks a. Toimub teine oksüdatiivne dekarboksüülimine, mille tulemusel sünteesitakse 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
Selles redoksprotsessis vabaneva energia arvel sünteesitakse ATPd. Eukarüootsetes rakkudes toimub püruvaadi oksüdatsioon mitokondrites. Esmalt dekarboksüleeritakse püruvaat oksüdatiivselt AcCoAks. Edasine atsetüüli süsiniku oksüdatsioon toimub TCA tsükli vahendusel. Kokku produtseeritakse nendes protsessides 4 NADH ja 1 reaktsiooni tulemusel FADH2. Nimetatud reaktsioonid on järgmised: 1. püruvaadi dehüdrogenaas (NADH) 2. isotsitraadi dehüdrogenaas (NADH) 3. α-ketoglutaraadi dehüdrogenaas (NADH) 4. suktsinaadi dehüdrogenaas (FADH2) 5. malaadi dehüdrogenaas (NADH) Mitokondrites on vastavaid redoksreaktsioonide koensüüme limiteeritud hulgal ja seetõttu on oluline tagada pidev oksüdeeritud ja redutseeritud vormi retsükleerimine. PDH ja TCA tsükli tulemusel moodustunud redutseeritud NADH ja FADH2 tuleb teisitisõnu uuesti oksüdeerida. Vastasel juhul seiskuvad nii glükolüüs, PDH kui ka
(1) Karbamoüül-fosfaadi süntees uurea tsüklis | karbamoüül-fosfaadi süntetaas I Lehekülg (2) Glutamaadi -karboksüüli ATP-sõltuv amideerimine glutamiiniks | glutamiini süntetaas (3) Alfa-ketoglutaraadi taandav amineerimine glutamaadiks | glutamaadi dehüdrogenaas. 2. Imetajatele asendamatud aminohapped: (8+2): Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Thr, Trp, Val + Arg, His. Aminohapete biosünteesi perekonnad (5-1): Histidiin kulub 5-fosfribosüül-PP ja ATP perekonda Transamineerimisreaktsioonid on vahetusreaktsioonid, milles vaba ammooniumi ei teki. Ensüüme, mis katalüüsivad neid
11). α-Ketoglutaraat on inimorganismi tsentraalse metaboolse raja (tsitraaditsükli) üks HOOC CH2 CH 2 C COOH α-Ketoglutaraat võtmeühenditest. O NH3 Reduktiivne amiinimine r.12 See reaktsioon (α-ketoglutaraadi reduktiivne amiini- mine glutamiinhappeks, r.12) toimub organismis mõ- HOOC CH2 CH 2 CH COOH Glutamiinhape nede aminohapete sünteesil. Vajaliku redutseeriva NH2 energia annab NADH või NADPH. α-Ketoglutaraat Am inohape
kontsentratsiooniga adapteerunud ning võimelised reageerima efektori kontsentratsiooni muutustele. MCP demetüleerimise eest vastutab CheB, mille metüülesteraasi aktiivsus avaldub siis, kui ta on CheA poolt fosforüleeritud. Glutamiini süntetaasi aktiivsuse regulatsioon uridülüül- ja adenülüültransferaaside kaudu Glutamiini süntetaas GlnS osaleb ammooniumi assimileerimisel, kui ammooniumi kontsentratsioon on madal. GlnS sünteesi ja aktiivsust kontrollib glutamiini/- ketoglutaraadi suhe rakkudes. Kui see suhe on kõrge (viitab ammooniumi ülehulgale), on GlnS inhibeeritud, et mitte raisata ATP-d glutamiini sünteesile. Madala suhte korral aga GlnS aktiveeritakse. GlnS-i aktiivsust kontrollitakse kumulatiivse tagasisidestusliku inhibitsiooni ja kovalentse modifikatsiooni kaudu. Valgu 12 subühikut on adenüleeritavad adenülüültransferaasi ATaasi abil, mis kannab ATP-st AMP rühma spetsiifilisele türosiini jäägile
reaktsioonidest ei vaja hapniku osalemist. 30. Nimetage, milliste reaktsioonide käigus toimub tsitraaditsükli vaheühendi dekarboksüleerumine 31. Kujutage suktsinaadi, malaadi, oksaalatsetaadi, tsitraadi ja isotsitraadi molekulid. Märkige tärniga ära kiraalsed süsiniku aatomid nende ühendite struktuuris 32. Millised toodud väidetest 18 kehtivad konkreetselt iga loetletud ensüümi (AF)kohta A. isotsitraadi dehüdrogenaas B. ketoglutaraadi dehüdrogenaas C. püruvaadi dehüdrogenaas D. akonitaas E. suktsinaadi dehüdrogenaas F. suktsinüülCoA süntetaas 1. Ensüüm sisaldab FeS klastrit 2. Ensüümi töös on vajalik kofaktor NAD+ 3. Ensüümi töös on vajalik FAD 4. Ensüümi töös on vajalik FMN 5. Ensüüm katalüüsib redoksprotsessi 6. Ensüüm katalüüsib oksüdatiivset dekarboksüleerimist 7. Ensüüm on membraanivalk 8. Ensüüm on mitokondri maatriksi valk 33
mis org.molekulides (-3). NH4+ transpordiks kulutavad mikroobid rohkesti energiat. Raku sees moodustub NH3 nitraatide redutseerimisel, õhulämmastiku redutseerimisel ja orgaanilistest ühenditest (nt valkudest) nende hüdrolüüsil. Rakus lülitatakse NH3 kandjamolekulide koosseisu, mida kasutatakse hilisemates biosünteesireaktsioonides. Nendeks kandjamolekulideks on glutamaat, glutamiin ja aspartaat. Põhiline N-kandja on glutamaat sünteesitakse alfa-ketoglutaraadi reduktiivsel amiinimisel. Sünteesitud glutamaati saab edaspidi kasutada teiste aminohapete sünteesil alfo.ketohapete transamiinimise teel. Aminohapete sünteesil toimub transamiinimine, kus ühtede aminohapete või amiidide aminorühmad on doonoriks alfa-ketohapete amiinimisel. Doonoritena saavad toimida glutamaat, glutamiin ja asparagiin. Lisaks ammooniumlämmastikule kasutavad paljud mikroobid ka nitraatlämmastikku. See aga tuleb redutseerida NH3-ni
hapniku osalemist. 30. Nimetage, milliste reaktsioonide käigus toimub tsitraaditsükli vaheühendi dekarboksüleerumine 31. Kujutage suktsinaadi, malaadi, oksaalatsetaadi, tsitraadi ja isotsitraadi molekulid. Märkige tärniga ära kiraalsed süsiniku aatomid nende ühendite struktuuris 32. Millised toodud väidetest 18 kehtivad konkreetselt iga loetletud ensüümi (AF)kohta A. isotsitraadi dehüdrogenaas B. ketoglutaraadi dehüdrogenaas C. püruvaadi dehüdrogenaas D. akonitaas E. suktsinaadi dehüdrogenaas F. suktsinüülCoA süntetaas 1 Ensüüm sisaldab FeS klastrit 2 Ensüümi töös on vajalik kofaktor NAD+ 3 Ensüümi töös on vajalik FAD 4 Ensüümi töös on vajalik FMN 5 Ensüüm katalüüsib redoksprotsessi 6 Ensüüm katalüüsib oksüdatiivset dekarboksüleerimist 7 Ensüüm on membraanivalk 8 Ensüüm on mitokondri maatriksi valk 9 33
fosforüleeritud. Valkude atsetüleerimist on täheldatud näiteks ribosoomivalgu L7 puhul. Selle füsioloogilist tähtsust seni siiski veel ei teata. Glutamiini süntetaasi aktiivsuse regulatsioon uridülüül- ja adenülüültransferaaside kaudu Glutamiini süntetaas GlnS osaleb ammooniumi assimileerimisel, kui ammooniumi kontsentratsioon on madal. GlnS sünteesi ja aktiivsust kontrollib glutamiini/-ketoglutaraadi suhe rakkudes. Kui see suhe on kõrge (viitab ammooniumi ülehulgale), on GlnS inhibeeritud, et mitte raisata ATP-d glutamiini sünteesile. Madala suhte korral aga GlnS aktiveeritakse. GlnS-i aktiivsust kontrollitakse kumulatiivse tagasisidestusliku inhibitsiooni ja kovalentse modifikatsiooni kaudu. Valgu 12 subühikut on adenüleeritavad adenülüültransferaasi ATaasi abil, mis kannab ATP-st AMP rühma spetsiifilisele türosiini jäägile
mis paikneb mitokondri sisemembraani sissesopistusel – kristadel. Järgneval vesiniku aatomite ülekandel hingamisahela ensüümide vahendusel hapnikule genereeritakse 3 ATP molekuli iga NAD+ ja 2 ATP-d iga FAD poolt tsitraaditsüklist kaasa toodud vesiniku paari kohta. 2. Hapnik kui elektronide lõppaktseptor, vee tekkimine: 3. Süsivesikute aeroobse oksüdatsiooni energeetiline efekt: 4. Krebsi tsükli võtmeensüümid - tsitraadi süntaas, isotsitraadi dehüdrogenaas, - ketoglutaraadi dehüdrogenaas, suktsinaadi dehüdrogenaas, malaadi dehüdrogenaas: 5. Koensüümid NAD ja FAD vesiniku aatomite aktseptoritena: 5. Hingamisahela tsütokroomide süsteem, selle korrapärane paiknemine mitokondri sisemembraanil ja funktsioon: 28 Maris Kallus KKS 2010 Rasvhapete oksüdatsioon 1
järgi rakus, mis on peamine ammooniumi assimilatsiooni saadus ning on substraadiks paljude N-allikate anabolismil. Madal glutamiini kontsentratsioon rakus on N-nälja signaaliks ning vastupidi. Glutamiin hoiab ära GlnB inaktiveerivad modifikatsioonid ning seeläbi inhibeerib NtrC. Kui rakus on vähe glutamiini, siis GlnB inaktiveerub ning NtrC aktiveerib vajalike geenide ekspressiooni. Madala glutamiini kontsentratsiooni korral -ketoglutaraat inhibeerib GlnB. A-ketoglutaraadi ülehulk rakus signailiseerib bakterile, et C- allikat on piisavalt, tootmaks aminohappeid (glükolüüs on efektiivne, kuid aminohapete biosüntees ebaefektiivne). See kontrollsüsteem aktiveerib N- katabolismi, kui glutamiini kontsentratsioon on liiga madal ja kui -ketoglutaraadi kontsentratsioon on rakus liiga kõrge. GlnB-l arvatakse olevat veel teine regulatsiooniline tähtsus. GlnB seondudes -ketoglutaraadiga GlnB muutub inaktiivseks ning soodustab ammooniumi assimilatsiooni. Ammooniumi
annaabi.ee 
