(vaata joonist Loeng 8 lk 31) 5. Milline seos on ensüümkatalüüsil vitamiinidega? Peamised vesilahustuvad vitamiinid ja neile vastavad koensüümid, nende roll ensüümireaktsioonides. Ensüümkatalüüs on vajalik vitamiinide koeensüümiks saamiseks, kuna reaktsioonid saavad ainult toimuda vaheühendi abiga, mida ensüüm võimaldab. Peamised vitamiinid ja nende koensüümi vorm: Tiamiin(B1) Tiamiin pürofosfaat on oluline süsiveskute metabolismis, alfa-ketohapete dekarboksüleerimisel, alfa-hüdroksüketoonide sünteesis ja degradatsioonis Niatsiin(PP) Nikotiinamiid adeniindinukleotiid(NAD+) ja fofosfaatvorm (NADP+) soodustavad elektronide ülekannet, kuna nikotiinamiidi ringi kvaternaarne lämmastik toimib kui elektronide depoo Riboflaviin (B2) Flaviin-adeniin-dinukleotiid elektronide siduja Pantoteenhape Koensüüm A atsüülrühmad atsüülrühmade aktiveerimine ülekandeks nukleofiilse ataki abil
1) alfa-ketohapped O -OO C R - alfa-ketoglutaraat - oksaalatsetaat - püruvaat 2) 3-fosfoglütseraat COO- CH-OH CH2-O-P 3) riboos-5-P 4)fosfoenüülpüruvaat + erütroos-4-P Milliste oluliste ainevahetusradade metaboliitidega on tegemist? TCA tsükli, glükolüüsi. 11. Aminohapete biosünteesil on võtmepositsioonis -ketohapete transamineerimise reaktsioonid. Kirjutage reaktsioon, mis näitab oksaalatsetaadi transamineerimist aspartaadiks Glu KG vahendusel. 12. Mille järgi klassifitseeritakse aminohappeid glükogeenseteks ja ketogeenseteks? Nimetage mõni esindaja kummastki rühmast. Glükogeensed aminohapped, millest tekivad glükoosi sünteesi eelühendid. N: alaniin. Ketogeensed aminohapped, mis degradeeritakse atsetüül CoA või atsetoatsetaadiks. N: leutsiin. Millised on glükoketogeensed aminohapped
Flaviin adeniin dinukleotiid - FAD Osalevad, nii ühe kui kahe elektroni ülekannet hõlmavates redoksreaktsioonides. Enamus oksüdaase on flavoensüümid Tiamiin pürofosfaat Tiamiin vitamiin B1 Esimesena avastatud vitamiin ca 100 aastat tagasi Casimir Funk Aasias levinud haigus beribeeri on põhjustatud teatud minoorse komponendi puudumise poolt toidus Vitamiin "elu amiin" Tiamiin pürofosfaat on koensüümiks kõigile -ketohapete dekarboksüleerimist katalüüsivatele ensüümidele (püruvaadi dehüdrogenaas) Püridoksaal fosfaat Oluline aminohapete metabolismis: · transamineerimine · dekarboksüleerimine · ratsemeriseerumine · kõrvalahela vahetus Koensüüm A CoA või CoASH Atsüülgrupi aktiveerimine moodustub makroergiline tioester side Osaleb atsüülgrupi ülekandereaktsioonides atsüülgrupi doonorina Oluline süsivesikute ja lipiidide metabolismis Olulisemaks ülekantavaks
vesinik disulfiidist · Reaktsiooni tulemusena katkes üks C-O side ja üks S-H side · Reaktsiooni tulemusena tekkis üks C-S side ja üks O-H side Keemilised reaktsioonid sidemete reorganiseerumine ·Reaktsiooni tasakaal on määratud produktide ja lähteainete energeetiliste erinevustega G ·Reaktsiooni kiirus on määratud aktivatsioonienergia G poolt Eksergoonilised reaktsioonid - termodünaamiliselt soodsad, G < 0 Näiteks: ·alfa-ketohapete oksüdatiivne dekarboksüleerimine ·ATP-st lähtuv glükoosi fosforüleerimine Endergoonilised reaktsioonid - termodünaamiliselt ebasoodsad, G > 0 Näiteks: aldolaasi katalüüsitav reaktsioon glükolüüsi rajas Kui puudub võimalus reaktsiooni ühendamiseks mõne termodünaamiliselt soodsa reaktsiooniga, siis on ainsaks võimaluseks produktide kontsentratsioonide madalal hoidmine G = Gº + RT ln ([DHAP][GAP]/[FBP]) Reaktsioonide ühendamine
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. Vitamiin B6 (püridoksiin, püridoksaal ja püridoksamiin) Vitamiin B6 esineb 3 toodud vormi kujul, koensüümina funktsioneerib püridoksaalfosfaat
hulka. Nende manustamine ei tõsta veresuhkru taset. 16.Selgitada, miks on osa aminohappeid inimkeha jaoks asendamatud. Analüüsida AH sünteesi võimalikke probleeme Osad AH on asendamatud, kuna inimorganismi rakud ei suuda enid sünteesida (või ei sünteesi vajalikus koguses). Nende saamine toiduga on hädavajalik ja nendeks on : Val, Ile, His, Met, Leu, Lys, Phe, Thr, Trp. Biosünteesivõimetuse põhjuseks on nendele aminohapetele vastavate α-ketohapete puudumine või vähesus organismis. 17.Milliste eriülesannetega biomolekulide jaoks on aminohapped eelühenditeks (etanoolamiin, kreatiin, karnosiin, NAD, NO, polüamiinid, glutatioon, tauriin) Etanoolamiin – Ser Kreatiin – Gly, Arg Karnosiin – His NAD – Gln NO – Arg Polüamiinid – Orn (tema süntees toimub Glu baasil), Met Glutatioon – Gly, Glu, Cys Tauriin – Cys 18.Türosineemia, türosinuuria, alkaptonuuria, albinism
koguse vitamiini B1, et kaitsta arterite seinu rasvade kuhjumise eest nendele. Organismis leidub vitamiini B1 põhiliselt skeleti lihastes, südames, maksas, neerudes ning ajudes. Täiskasvanu organismis on teda umbes 30 mg ning bioloogiline poolestusaeg organismis on tal umbes 15 päeva. Vitamiin B1 tähtsus: · võtmeroll organismi ainevahetuses energia tootmisel, · osaleb süsivesikute metabolismis ketohapete dekarboksüleerimisel, · oluline roll närvisüsteemi, lihaste ning südame normaalseks funktsioneerimiseks, · osaleb aminohapete des- ja transamiinimisel, · ergutab soolestiku peristaltikat, · stabiliseerib isu, · toetab kasvu ning head lihaste toonust. Toitaine defitsiidil võivad ilmneda: · neuroloogilised probleemid, · väsimustunne, unetus, närvilisus, hirmutunne, · ebamäärased valud, söögiisu puudumine, kaalulangus,
lülitab aminohappe aminorühma katabolismi. Taandava amiinimise ja transamiinimise koostööna toimub aminohapete biosüntees. 2. Aminohappe karboksüülrühma metabolism - spetsiifiliste dekarboksülaaside toimel tekivad aminohapetest vastavad amiinid (aminohappe karboksüülrühm laguneb, eraldub CO2). Tähtsus: dekarboksüülumise käigus eraldatakse organismist ketohapete liig. 3. Aminohapete süsinikskeleti (peale -aminorühma elimineerimist (transamiinimise ja desamiinimise abil) aminohappest järgi jäänud talle vastav ketohape) metabolism. Jaguneb: 1. energiavajadustel aminohapete süsinikskeleti lõhustatamine TKT-s (trikarboksüülhapetetsükkel). 2. süsinikskelett kasutub glükoosi ja lipiidide biosünteesiks.
Sellised reaktsioonid on hästi pöörduvad. Seostub esimesena XG, tekib E*XG, keemilises etapis kantakse grupp üle ensüümile (*on mittekovalentne side, kui kõrvuti, siis kovalentselt seotud). Produkt dissotsieerub ja grupiga seostunud ensüümile saab seostuda teine substraat. Mitteproduktiivsed kompleksid saavad ka esineda juhul kui vabale ensüümile seostub gruppi mitte omav ühend, siis pole midagi üle kanda pm. Ntx transaminaasid katalüüsivad aminohapete ja ketohapete omavahelisi üleminekuid. 06.12.2017 Kiiruse võrrand Tuletamine võib minna kahte teed pidi, üldisem lähenemine on statsionaarse faasi eeldus (tehtud vähem eeldusi), teine on kiire tasakaalu eeldus (vahekompleksid lugesime olevat tasakaalus ja nende kontsid sai anda tasakaalukonstandi kaudu). Statsionaarne faas tuletatakse lähtuvalt King Altmani meetodist. Konstandid jagunevad kolme kategooriasse: - Piirkiirused või katalüütilised konstandid - M konstandid
mida nimetatakse kofaktoriks (metalli aatomid nagu Zn2+, Mg2+, Cu2+ jt) või koensüümiks (orgaanilised molekulid nagu NAD, FAD jt). Vesilahustuvad vitamiinid, va vitC, on koensüümide komponendid või eelühendid. vitamiin koensüüm bioloogiline toime nimetus tähis nimetus tähis -ketohapete tiamiin B1 tiamiinpürofosfaat TPP dekarboksüülimine flaviinadeniindinukleotiid FAD H2 ülekanne redoks- riboflaviin B2 flaviinadeniinmononukleotiid FMN reaktsioonides H2 ülekanne redoks- niatsiin B3 nikotiinamiidadeniindinukleotiid NAD
37 glutamaadi ketoanaloog. NB! Glutamaat on keskseim aminohape C O O- inimorganismis, st ta on aminorühmade põhidoonor transamiinimisel (vt CH2 peatükk 6). AKG on tsitraaditsükli üks võtmemetaboliite. Tema kaudu CH2 G lu ta m a a t lülituvad tsitraaditsüklisse nii glutamaat kui ka viimase amiid glutamiin. H 2N CH C O O- NB! Ketohapete reaktiivsus sõltub funktsionaalsete rühmade paigu- tusest molekulis. Kui funktsionaalsed rühmad on teineteisest tunduvalt eraldatud, säilitab kumbki neist tüüpilise reaktsioonivõime. Kui mõlemad funktsionaalsed rühmad on α-asendis, on nende reaktsioonivõime C O O- (vastastikuse mõju tulemusel) kasvanud: naaber-elektronoaktseptoorsed CH2
(reakts nr) omavad regulatiivset rolli. NB! Milles avaldub erinevus regulatiivse ja mitteregulatiivse reaktsiooni vahel.? 8 üksikreaktsiooni a) Tsitraadi süntees oktaalatestaadist ja atsetüül Co-A, see on tinglik lähtepunkt b) 3 reaktsiooni omavad regulatiivset rolli, reaktsioonid 1,3 ja 4. Regulatiivsetel reaktsioonidel on olemas aktivaatorid ja/või inhibiitorid. 5. Kirjutage TCA-s osalevate -ketohapete nimetused ja struktuurivalemid. oksaalatsetaat alfa-ketoglutaraat äkki on neid veel ? 6. Nimetage kaks ühendite rühma, mis on rakkudes energiakandjateks? Milliseid neisse kuuluvaid ühendeid ja mitu produtseeritakse TCA tsükli iga ringiga? koensüümid, makroergilised metaboliidid. 7. Leidke, mitu molekuli A. GTP-d (=ATP-d) produtseeritakse TCA-s iga CH3-CO-SKoA molekuli kohta B
ammoniaagi mürgistustumise ja organismist eemaldumise protsessi viimane etapp. Kusiaine moodustamiselt kasutatakse lisaks vabale ammoniaagile ka mitmesuguseid ogaaniliste ühendite aminorühmi. Kusiaine eemaldatakse organismist neerude kaudu uriiniga. 51. Valkude biosüntees Organismi rakud ei suuda sünteesida mitmeid aminohappeid, neid nimetatakse asendamatuteks aminohapeteks (Val, Ile, His, Met, Leu, Lys, Phe, Thr, Trp). Biosünteesivõimetuse põhjuseks on nendele aminohapetele vastavate -ketohapete puudumine või vähesus organismis. Ülalnimetatud aminohapete saamine toiduga on hädavajalik. Asendavate aminohapete sünteesi üldrada on nende süntees -ketohapetest. Transamiinimisega sünteesitakse Pyr-st alaniini, OAA-st aspartaati ja AKG-st glutamaati. Argiini sünteesitakse neerudes. 52. Nukleiinhapete ainevahetus Nukleiinhapped on biopolümeerid, milles nukleotiidijäägid on seostunud fosfodiestersidemetega.
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. Nitraadi redutseerimises osalevad nitraadi ja nitriti reduktaas. Mõlemad on flaviinsed ensüümid ja kasutavad redutseerijana NADPH2
metioniini sünteesiks. Biotiin Biotiin CO2 fikseerimiseks Lipoehape e N- Lipoamiide Ketohapetelt atsüülrühmade ülekandeks vitamiin Nikotiinhape e NAD (nikotiinamiid) Elektronikandja niatsiin e B3-vitamiin ja NADP Pantoteenhape ehk Ketohapete oksüdeerimine ja atsüülrühma koensüüm A B5-vitamiin kandjate metabolism FMN (flaviinmononukleo Riboflaviin ehk tiid) ja FAD (flaviin- Redoksreaktsioonid B2-vitamiin adeniindinukleotiid ) Tiamiine ehk B1- Tiamiin-pürofosfaat Ketohapete dekarboksüülimine ja
muutused eri tüüpi lihaskiududes: 1) Mitokondrite arvu ja mõõtmete suurenemine; Arv ~ 120% Mõõtmed ~ 15-40% 2) Mitokondriaalse valgu hulga suurenemine; 3) Mitokondriaalsete ensüümide aktiivsuse (hulga) suurenemine; Rasvhapete transportimises osalevad ensüümid; β-oksüdatsiooni raja ensüümid; tsitraaditsükli ensüümid; hingamisahela ensüümid; aminotransferaasid, HAAH α-ketohapete dehüdrogenaas. 4) Muutused ilmnevad igat tüüpi lihaskiududes, kuid sõltuvalt treeningukoormuste intensiivusest. 47 Maris Kallus KKS 2010 6. Hapniku ja substraatide difusiooni tingimuste muutused skeletilihastes: Kapillaaride tiheduse suurenemine skeletilihases on tugevas korrelatsioonis VO2 max muutustega
*Toidus taimsed ja loomsed valgud, *Maos soolhappe juuresolekul jakaksteistsõrmiksooles lõhustatakse ensüümide mõjul aminohapeteks, millena imenduvad verre, *Kasutatakse uute valkude sünteesiks, vanade asendamiseks ja vähesel määral energiaks, *Varud: vabade aminohapete "fond", *Oksüdatsiooni lõpp-produktid: H2O, CO2 ja lämmastikku sisaldavadühendid, mis tekivad aminorühmast. Valkude ainevahetus: MAKS *Aminohapete desamiinimine (-ketohapete tekkimine)*Aminohapete transamiinimine asendatavate ah süntees, *Valkude süntees Valkude ainevahetus: LIHAS *Lihaskoes paikneb ca 75% kogu keha vabade aminohapete fondist* Hargnenud ahelaga aminohapete ainevahetus *Lihase struktuur- ja ensüümvalkude süntees Valkude ainevahetus: NEERUD *Neerude kaudu kulgeb peamine lämmastikku sisaldavate ainevahetuse lõpp- produktide eritamise kanal *Ööpäevas eritub uriiniga 12-18 g lämmastikku*Peamised lämmastikku sisaldavad
Kirjeldatud on ka vastupidist protsessi - nitrifitseerimist, kus ammoonium konverteeritakse nitraadiks ja nitritiks. Osa baktereid kasutavad nitraate näiteks hapniku asemel terminaalsete elektroniaktseptoritena. Nitraatne hingamine on bioloogiliselt oluline energia tootmiseks anaeroobsetes tingimustes. Ammoonium on otseseks substraadiks ainult väheste aminohapete (glutamaat, alaniin, aspartaat) sünteesil. Need aminohapped käituvad ülejäänud aminohapete sünteesil aminorühma doonorina ketohapete prekursorite transamineerimisel. Põhilised ensüümid, mis osalevad ammooniumi assimileerimisel, on glutamaadi dehüdrogenaasid (GDH), glutamiini süntetaas (GS) ja glutamaadi süntaas (GOGAT). Alaniini 49 ja aspartaadi sünteesil osalevad alaniini dehüdrogenaas ja aspartaas. Põhiline ühend, mida sünteesitakse, on siiski glutamaat (85%). Sõltuvalt ammooniumi hulgast domineerivad enterobakteritel erinevad metabolismirajad: 1
annaabi.ee 
