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 8) Malaadi konventeerumine oksloatsetaadiks a. Toimub malaadi dehüdrogeenimine, mille tulemusel regenereeritakse oksaloatsetaat ning toodetakse NADH b. Oksaloatsetaat kondenseerub uue atsetüül-CoA molekuliga tsitaadiks ning algab uus tsükkel Tsitraaditükli regulatsioon Reguleeritakse vastavalt ATP vajadusele. Kui on piisavalt ATP ja NADH siis ei toimu aktiivset katabolismi. Tsükli toimumiseks eeldameet on oleams Oksaloatsetaat. Seda ainet aga kasutatakse aga ise erinevate ainete biosünteesiks. Tsüklit võetakse ka ns ühendeid välja ja sünteesitakse
Arg, His, Iie, Leu, Lys, Met, Phe, Thr, Trp, Vai Miks asendamatud? Sest, et imetajatel puudub mõni vastavate metaboolsete radade ensüümidest. · ASENDATAVAD (nn mitte-essentsiaalsed): Ala, Asn, Asp, Cys, Glu, Gln, Gly, Pro, Ser, Tyr AMINOHAPETE BIOSÜNTEESI LÄHTEAINED NB! Enamik organisme (taimed, mikroorganismid) võimelised sünteesima kõiki aminohappeid Sünteesi lähteained Aminohapete arv · -ketohapped -KETOGLUTARAAT 4 OKSALOATSETAAT 6 PÜRUVAAT 3 · 3-fosfoglütseraat 3 · Riboos-5- P 1 · Fosfoenoolpüruvaat + Erütroos- 4- P 3(aromaatsed) NH3 KUI LÄMMASTIKÜHENDITE AINEVAHETUSE LÕPP-PRODUKT · VÄLJUTATAKSE ORGANISMIST · KASUTATAKSE MITTETOKSILISTE ÜHENDITE (NB! Glutamaat) SÜNTEESIKS
CO2, H2O Joonis 7. Aeroobne glükolüüs Aeroobne glükolüüs Tsitraattsükkel e Krebsi tsükkel Üheksast vaheühendist koosnev Atsetüül CoA universaalne ringprotsess Ühe ringi käigus vabaneb 2 molekuli CO2-te ja vett ning 12 molekuli ATP-d Kestev hapnikuvaegus kutsub esile TKT häirumise ja anaeroobse glükolüüsi intensiivistumise Oksaloatsetaat Tsitraat (laktatsidoosi arenemise) Metabolismimürgid: fluoratsetaat TKT Suktsinüül CoA -ketoglutaraat Aeroobne glükolüüs TKT biosünteetiline tähtsus Tsitraati kasutatakse rasvhapete ja steroolide biosünteesiks AKG-ti kasutatakse üle glutamaadi mitmete aminohapete biosünteesiks Suktsinüül CoA on heemi lähteühendiks
tsütraaditsüklis üle atsetüül-CoA. 3. Kirjeldage nii üksikasjalikult kui suudate tsitraaditsüklit. Glükolüüsis tekkinud püruvaat difundeerub mitokondritesse, kus toimub tema lõplik oksüdatsioon üle atsetüül-CoA, reaktsiooni akatlüüsi püruvaadi dehüdrogenaasne kompleks. Tekkinud atsetüül-CoA siseneb tsitraaditsüklisse oksaloatsetaadiga kondenseerudes. Toimub kahesüsinikulise atsetüüljäägi ülekanne neljasüsinikulisele ühendile (oksaloatsetaat) ja tekib kuue süsinikuline tsitraat. See dekarboksüülub, eraldub CO 2, mille käigus tekivad viie ja neljasüsinikulised metaboliidid, millest viimane konvereerub oksaloatsetaadiks, mis saab liituda järgmisesse tsüklisse kondenseerudes atsetüül-CoA-ga. Tsitraaditsükli reaktsioonid: I Atsetüül-CoA atsetüülgrupi ülekandega oksaloatsetaadile tekib ensüümi tsitraadi süntaas vahendusel tsitraat. Reaktsioon on pöördumatu.
Inimorganismil toimub vaid glutamaadi oksüdatiivne desamiinimine 10. Kirjeldage nii üksiskasjalikult kui suudate uureatsüklit. 11. Kirjeldage aminohapete süsinikskeleti lagundamist. Aminohapete süsinikskeletid lõhustatakse energia saamiseks tsitraaditsüklis või kasutatakse glükoosi ja lipiidide biosunteesiks. 20 aminohappe süsinikskeletid muudetakse 7 ühendiks: Püruvaat, atsetüül-CoA, atsetoatsetüül-CoA, α-ketoglutaraat, suktsinüül-CoA, fumaraat, oksaloatsetaat 3C aminohapped püruvaadiks 4C aminohapped oksaloatsetaadiks 5C aminohapped α-ketoglutaraadiks Kõik 20 aminohapet liiguvad uuel kujul tsitraaditsüklisse. 12. Kirjeldage puriin- ja pürimidiinnukleotiidide biosünteesi. Puriin sünteesiks kasutatakse glütsiini, aspartaati, glutamiini, CO2, formüüljääki. Tegu on de novo sünteesiga. Esiteks sünteesitakse Riboos-5-fosfaadist Fosforibosüülpürofosfaat (PRPP), mille külge ehitatakse fragmentide liitmisega Puriintuum.
TRIKARBOKSÜÜLHAPETE TSÜKKEL (TCC) EHK TSITRAADITSÜKKEL EHK KREBSI TSÜKKEL · Süsivesikute, lipiidide ja valkude täieliku oksüdatsiooni keskne ahel. · Tsükli iga ringiga siseneb kaks süsinikku KoA-ga seotud atsetüülrühma (CH3C0-) koostises ja lahkub kaks süsinikku - CO2-na. · Tsükli tinglikuks lähtepunktiks loetakse atsetüül-KoA kondensatsiooni oksaloatsetaadiga, mille tulemusel moodustub tsitraat (tsüklile nime andja). Iga ringi lõpuks oksaloatsetaat regenereerub. · Tsükkel produtseerib taandatud elektronkandjaid, mille reoksüdatsioon hingamisahelas annab energiat ATP sünteesiks. Iga ringiga produtseeritakse 1ATP, 3NADH ja 1FADH2. · Süsivesikud sisenevad tsüklisse üle püruvaadi, mis oksüdeeriva dekarboksüülimise tulemusena moodustab atsetüül-KoA. · Tsükli intermediaadid on tähtsad biosünteesi lähteained, mille varu vajab pidevalt täiendamist. · Tsükkel funktsioneerib raku mitokondri maatriksis.
7. Aminotransferaasid: biokeemilis-meditsiiniline taust. Transamiinimist viivad läbi aminotransferaasid. Inimkehas domineerivad kaks, mis viivad läbi peaaegu kõikide aminohapete transamiinimise (v.a Lys ja Thr). Need on aspartaadi aminotransferaas (AST) ja alaniini aminotransferaas (ALT).Mõlemad katalüüsivad vastavalt aspartaadilt ja alaniinilt aminorühma ülekannet α-ketoglutaraadile ning moodustub glutamaat. Aspartaadi puhul moodustub veel oksaloatsetaat ja alaniini puhul püruvaat. Teiste aminohapete aminotransferaaside tase ja roll on märksa tagasihoidlikum. Aminotransferaaside toimes on oluline roll püridoksaalfosfaadil (vitamiin B 6 derivaat). Transamiinimisreaktsioonide tasakaalukonstant on ühe lähedal. See tähendab, et transamiinimine võib vajadusel teostada nii kataboolset aminohapete aminorühma eemaldamist kui ka aminohapete sünteesi. Meditsiiniline taust: aminotransferaasid on rakusisesed ensüümid, mille tase veres on
Tsitraaditsükkel mitokondri maatriksis. PDH - mitokondri maatriksis. Glükolüüs tsütosoolis. 2. Tsitraaditsükli reaktsioonid 1. Nimetage kõik tsitraaditsükli vaheühendid ja joonistage nende struktuurid. Suktsinüül-CoA 2. Loetlege tsitraaditsükli reaktsioone katalüüsivad ensüümid reaktsioonide kulgemise järjekorras. Tsitraadi süntaas: AcCoA + Oksaloatsetaat + H2O Tsitraat + HS-CoA + H+ Akonitaas: tsitraat isotsitraat Isotsitraadi dehüdrogenaas: Isotsitraat + NAD+ -Ketoglutaraat + CO2 + NADH Aktiveerib ADP, Ca2+. Inhibeerib NADH -ketoglutaraadi dehüdrogenaasi kompleks: -Ketoglutaraat + HS-CoA +NAD+ Suktsinüül-CoA + CO2 + NADH. SuktsinüülCoA süntetaas: Suktsinüül-CoA + GDP + Pi Suktsinaat + GTP + HS-CoA. Suksinaadi dehüdrogenaas: Suktsinaat + Q Fumaraat + QH2 (redutseeritakse läbi FAD FADH2).
liikumist, kuigi tegelikult NADH läbi membraani ei kanna. Glütserofosfaadi süstik: 2 glütserofosfaadi dehüdrogenaasi funktsioneerivad koos kandes NADh-lt tsütosoolis saadud elektronid üle FAD-le mitokondris. Malaat-aspartaat süstik: Lehekülg oksaloatsetaat taandatakse tsütosoolis NADH-i arvel malaadiks, mis transporditakse läbi sisemembraani maatriksisse, kus + reoksüdeeritakse konverteerides NAD NADh-ks.
propioonhape; joon. 36) on äädikalõhnaline vesilahustuv ühend. Ta on süsivesikute metabolismi võtmeühend inim- organismis (glükoosi kataboliit). Oksaloatsetaat Joon. 36 Oksaloatsetaat (2-oksobutaandihape; joon. 36) on aminohap- P ü ru v a a t pe aspartaadi ketoanaloog, st tekib aspartaadi transamii- COO- COO- nimisel (vt peatükk 6). Oksaloatsetaat on ka tsitraaditsükli C O O- C H2 C H2 komponent inimorganismis. C O
Reaktsioon on analoogne hüdrolüüsile, kuid vee molekuli asemel on tegemist fosfaatrühmaga, mis atakeerib glükosiidsidet. Tekib fosfoester, millega saab pm alustada glükolüüsi. Olemas ka sahharoosi fosforülaas jne. Aminotrasnferaas ehk transaminaas Katalüüsib am.hapete ja ketohapete omavahelist üleminekut. Ketohappest tekib vastav aminohape ja am.happest vastav ketohape. Selline konverteerimine võimaldab ühendada am.hapete ja energia metabolismi. Alfa- ketoglutaraat ja oksaloatsetaat on olulised tsitraaditsüklis, sest tsükkel algabki süsinikrühma lisamisega oksaloatsetaadile. O O O NH2 HO O + O O HO
Nad ei liida CO2 Calvini tsüklisse otse õhust. Kui C3 taimedes fikseeritakse süsinik ainult mesofüülirakkudes, siis C4 taimedes on see jagunenud mesofüüli- ja juhtkimbu rakkude vahel. Esmane CO2 sidumine toimub mesofüüli rakkudes (nagu ka C3 taimedes). Seal aga paneb ensüüm PEP karboksülaas CO2 PEP molekuli külge. Tulemuseks on neljasüsinikuline oksaaloatsetaat (siit tuleb C4 nimetus). Seega ei liideta CO2 Calvini tsüklisse otse õhust. Oksaloatsetaat + NADH + H+ = Malaat + NAD+ PEP karboksülaas – ensüüm, mis on võimeline siduma elektrone. Nii transporditakse malaat juhtsoonte küljes asuvatesse kimbuümbrisrakkudesse, millel puuduvad õhulõhed. Seal toimub süsiniku sidumine ja Calvini tsükkel Lühidalt: kaks protsessi on omavahel füüsiliselt ja ruumiliselt eraldatud: 1. Süsiniku sidumine 2. Calvini tsükkel Eelis: Calvini tsükkel on pidevalt CO2 varustatud, ka siis, kui õhulõhed on suletud.
karboksüülimine (CO2 sidumine), taandamine (suhkru moodustamine) ja aktseptori regeneratsioon. 11.)Millises kloroplastide osas CO2 sidumise ja redutseerumise reaktsioonid toimuvad? Esimene etapp toimub lehtede mesofülli rakkudes (mesofülliks nimetatakse lehtede parenhüümseid rakke kahe katterakkude kihi e. epidermi vahel). CO2 ja PEP reaktsioonis moodustub oksaaloatsetaat. . Reaktsiooni katalüüsib PEP-i karboksülaas. Moodustunud oksaloatsetaat redutseeritakse malaadiks, mis transportijate abil liigub lehe juhtkimpe ümbritsevatesse rakkudesse (ingl. bundle sheath cells), mida nimetatakse ka pärja (saksa Kranz) rakkudeks. Pärja rakkudes malaat dekarboksüülitakse dekarboksüüliva malaatensüümi poolt ja vabanev CO2 lülitub Calvini tsüklisse. 12.)Millist reaktsiooni katalüüsib ensüüm Rubisko.: Rubisco on CO2 siduv ensüüm. CO2 ainevahetus fotosünteesis (fotosünteesi biokeemilised CO2 taandamise reaktsioonid)
Edasi toimub nende transportimine tsütoplasmasse läbi ühesuunaliselt avaneva poori. Transportimisel hüdrolüüsitakse ATP-d. See süsteem ei toimi rakkudes, millel on osmootne shokk, kus välismembraan on muutunud läbilaskvaks ja selle kaudu saavad väljuda periplasmaatilised valgud. 3) klass 3 Na+ ioonide transport dekarboksüleerimisel vabaneva energia baasil. Sel viisil tekib membraani sise- ja väliskülje vahel Na+ ioonide potentsiaal. Energiaallikaks on näiteks oksaloatsetaat. Selline süsteem on kirjeldatud bakteril Klebsiella pneumoniae. Mõnikord on ka PTS toodud ka primaarsete transporterite alla. Transpordi käigus toimub fosfoenoolpüruvaadi PEP hüdrolüüs. Kui suhkur seondub transporteriga, ta fosforüleeritakse. Fosforüülrühm pärineb PEP-ilt ja kantakse üle proteiini kinaasi Ensüüm I (EI) ning fosfoaktseptorvalkude HPr (Histidine Protein) ja Ensüüm II (EII) abil. EI ja HPr on kõigi PTS-de puhul ühised, EII on substraadile spetsiifiline.
valkudega MalF ja MalK. Maltoosi translokatsiooniga läbi membraani kaasneb MalK-vahendatud ATP hüdrolüüs. ATP-d siduvaid transportereid nimetatakse nende sarnast ATP saiti sisaldava järjestusmotiivi põhjal ka ABC (ATP binding cassette) perekonna transporteriteks. 3) klass 3 Na+ ioonide transport dekarboksüleerimisel vabaneva energia baasil. Sel viisil tekib membraani sise- ja väliskülje vahel Na+ ioonide potentsiaal. Energiaallikaks on näiteks oksaloatsetaat. Selline süsteem on kirjeldatud bakteril Klebsiella pneumoniae. Sekundaarne transportsüsteem võimaldab molekulidel läbida membraani olemasoleva, primaarse transportsüsteemi abil loodud ioongradiendi arvelt, kasutades näiteks prootonpotentsiaali (mõnikord ka Na+-ioonide potentsiaali). Kirjeldatud on nii uniport, sümport kui ka antiport mehhanisme. Üheks kõige paremini iseloomustatud süsteemiks on laktoosi transport rakku laktoosi permeaasi LacY abil. Laktoosi
annaabi.ee 
