Integracja metabolizmu, WSEiZ, WSEiZ, BIOCHEMIA (nie za pominajka)
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
ce metabolizm
1. Rozdział reakcji syntez i utleniania -
Skoordynowana regulacja cykli
daremnych
2. Etapy determinuj
Ģ
ce szybko
Ļę
ci
Ģ
gu reakcji (rate limiting steps)
Wysoka warto
Ļę
stałej równowagi, niskie V
max
. Nie s
Ģ
w równowadze
w komórce
Regulowane przez jeden z poni
Ň
szych mechanizmów:
1. Modyfikacja kowalencyjna. Fosforylacja/defosforylacja -
kinazy i
fosfatazy
2. Regulacja allosteryczna
- efektory aktywuj
Ģ
ce i hamuj
Ģ
ce
3. St
ħŇ
enie enzymu -
hormony lub metabolity mog
Ģ
regulowa
ę
transkrypcj
ħ
niektórych genów. Ekspresja ró
Ň
nych izoenzymów.
4. St
ħŇ
enie substratu
- st
ħŇ
enie substratu wpływa na szybko
Ļę
reakcji
5. Kompartmentacja wewn
Ģ
trzkomórkowa
-
np. cytozol i mitochondria
6. Specjalizacja narz
Ģ
dowa
- Ró
Ň
ne narz
Ģ
dy maj
Ģ
ró
Ň
ne zapotrzebowanie na substraty i ró
Ň
n
Ģ
funkcj
ħ
- Integracja metabolizmu narz
Ģ
dów/integracja metabolizmu ustroju
- Ró
Ň
ne komórki mog
Ģ
zawiera
ę
ró
Ň
ne izoenzymy
zmy kontroluj
kontrolujĢce metabolizm
ce metabolizm
Integracja przemian metabolicznych
na poziomie kom
na poziomie komrkowym
rkowym
•
Regulacja przepływu metabolitów po
Ļ
rednich
pomi
ħ
dzy ró
Ň
nymi szlakami metabolicznymi na
poziomie komórkowym.
•
Specjalizacja metaboliczna wybranych tkanek:
w
Ģ
troba, tkanka tłuszczowa, mi
ħ
sie
ı
szkieletowy,
erytrocyt, mózg.
2008/2009
¤Glikoliza
¤Szlak pentozofosfosforanowy
¤Synteza kwasw tÿuszczowych
Kompartmentacja
wewn
Ģ
trzkomórkowa
INSULINA ZRÓWNOWA
ņ
ONE DZIAŁANIE OBU TYCH
GLUKAGON HORMONÓW JEST KLUCZOWYM CZYNNIKIEM
„CZUWAJACYM”, REGULUJ
ġ
CYM METABOLIZM
m.in. GLUKOZY A TYM SAMYM METABOLIZM
ENERGETYCZNY USTROJU
ZASADNICZYM EFEKTEM ZMIANY WARTO
ĺ
CI [I]/[G] JEST
ZMIANA UFOSFORYLOWANIA i w KONSEKWENCJI
AKTYWNO
ĺ
CI KLUCZOWYCH ENZYMÓW m.in. (PRZEMIAN
GLUKOZY i TŁUSZCZÓW
W
ġ
TROBA
MI
Ħĺ
NIE
TKANKA TŁUSZCZOWA
[I]/[G]
wysoki
¤Cykl Krebsa
¤Fosforylacja oksydacyjna
¤
b
-oksydacja KT
¤Ketogeneza
Obydwa przedziaÿy
¤Glukoneogeneza
¤Cykl mocznikowy
[I]/[G]
niski
1
Mechani
echani
echanizmy
zmy
kontroluj
Integracja przemian metabolicznych
na poziomie kom
GLUKOZA
GLU-6-P
Fosforylaza glikogenowa
TKANKA
TŁUSZCZOWA
GLUKOZA
GLUKOZO-6-P
TKANKA
TŁUSZCZOWA
GLU-1-P
GLIKOGEN
FRU-2,6-BP
Syntaza glikogenowa
FRUKTOZO-2,6-BP
GLUKOZO-1-P
GLIKOGEN
F-1,6-Bpaza II
/
FFK II
FRU-6-P
FRU-1,6-BP
UDP-GLUKOZA
KWASY TLUSZCZOWE
FRUKTOZO-6-P
FRUKTOZO-1,6-BP
UDP-GLUKOZA
KWASY TLUSZCZOWE
TRIGLICERYDY
MALONYLO-CoA
MALONYLO-CoA
Kaboksylaza
Acetylo-CoA
ALDEHYDÐ3-P-GLY
ALDEHYDÐ3-P-GLICERYNOWY
ACYLO-
CoA
ACYLO-
CoA
ACETYLO-CoA
ACETYLO-CoA
FOSFOENOLOPIROGRONIAN
MLECZAN
FOSFOENOLOPIROGRONIAN
MLECZAN
Kinaza
piogronianowa
ACYLO-
KARNITYNA
CYTRYNIAN
ACYLO-
KARNITYNA
CYTRYNIAN
SZCZAWIOOCTAN
SZCZAWIOOCTAN
PIROGRONIAN
PIROGRONIAN
WħTROBA Ï
STAN PO
POSIþKU
Deh. pirogronianowa
WħTROBA
STAN
GþODU
ACETYLO-CoA
PIROGRONIAN
AC-CoA
CYTRYNIAN
PIROGRONIAN
CYTRYNIAN
SZCZAWIOOCTAN
SZCZAWIOOCTAN
CIAÿA KETONOWE
CK
CIAÿA KETONOWE
CK
ASPARAGINIAN
ASPARAGINIAN
I/G
ENZYMY
NIEUFOSFORYLOWANE
MODYFIKACJE KOWALENCYJNE
ASPARAGINIAN
ASPARAGINIAN
I/G
ENZYMY
UFOSFORYLOWANE
MODYFIKACJE KOWALENCYJNE
MITOCHONDRIUM
MITOCHONDRIUM
CYTOPLAZMA
GLIKOGENEZA
GLIKOLIZA
LIPOGENEZA
CYTOPLAZMA
GLIKOGENOLIZA
GLUKONEOGENEZA
KETOGENEZA
Kontrola oddechowa cyklu Krebsa:
•
Wysoki [ATP]/[ADP] i [NADH]/[NAD
+
] wył
Ģ
cza
•
Wysokie zapotrzebowanie energetyczne zał
Ģ
cza
Pirogronian
Mechanizmy kontrolujĨce metabolizm
1. Rozdział reakcji syntez i utleniania -
Skoordynowana regulacja cykli
daremnych
2. Etapy determinujace szybko
Ļę
ci
Ģ
gu reakcji (rate limiting steps)
Wysoka warto
Ļę
stałej równowagi, niskie V
max
. Nie s
Ģ
w równowadze
w komórce
Regulowane przez jeden z poni
Ň
szych mechanizmów:
1.
Regulacja allosteryczna
- efektory aktywuj
Ģ
ce i hamuj
Ģ
ce
2. Modyfikacja kowalencyjna. Fosforylacja/defosforylacja -
kinazy i
fosfatazy
3. St
ħŇ
enie enzymu -
hormony lub metabolity mog
Ģ
regulowa
ę
transkrypcj
ħ
niektórych genów. Ekspresja ró
Ň
nych izoenzymów.
4. St
ħŇ
enie substratu
- st
ħŇ
enie substratu wpływa na szybko
Ļę
reakcji
5. Kompartmentacja wewn
Ģ
trzkomórkowa
-
np. cytozol i mitochondria
6. Specjalizacja narz
Ģ
dowa
- Ró
Ň
ne narz
Ģ
dy maj
Ģ
ró
Ň
ne zapotrzebowanie na substraty i ró
Ň
n
Ģ
funkcj
ħ
- Integracja metabolizmu narz
Ģ
dów/integracja metabolizmu ustroju
- Ró
Ň
ne komórki mog
Ģ
zawiera
ę
ró
Ň
ne izoenzymy
Szczawiooctan
Jabłczan
Dehydrogenaza
izocytrynianowa
Fumaran
Bursztynian
BursztynyloCoA
Dehydrogenaza
a
-ketoglutaranowa
2
Allosteryczne efektory
Pierwszy regulowany
etap na szlaku A - F
Produkt F jest allosterycnym
inhibitorem enzymu 3
Glikoliza
Synteza glikogenu
Synteza KT
Produkt ko
ı
cowy
Produkt ko
ı
cowy
Pierwszy regulowany
etap na szlaku A – J
Produkt J jest allosterycnym
inhibitorem enzymu 6
WħTROBA
STAN PO POSIþKU
Allosteryczne efektory
Mechanizmy kontrolujĨce metabolizm
1. Rozdział reakcji syntez i utleniania -
Skoordynowana regulacja cykli
daremnych
2. Etapy determinujace szybko
Ļę
ci
Ģ
gu reakcji (rate limiting steps)
Wysoka warto
Ļę
stałej równowagi, niskie V
max
. Nie s
Ģ
w równowadze
w komórce
Regulowane przez jeden z poni
Ň
szych mechanizmów:
1. Regulacja allosteryczna
- efektory aktywuj
Ģ
ce i hamuj
Ģ
ce
2. Modyfikacja kowalencyjna. Fosforylacja/defosforylacja -
kinazy i
fosfatazy
3. St
ħŇ
enie enzymu -
hormony lub metabolity mog
Ģ
regulowa
ę
transkrypcj
ħ
niektórych genów. Ekspresja ró
Ň
nych izoenzymów.
4. St
ħŇ
enie substratu
- st
ħŇ
enie substratu wpływa na szybko
Ļę
reakcji
5. Kompartmentacja wewn
Ģ
trzkomórkowa
-
np. cytozol i mitochondria
6. Specjalizacja narz
Ģ
dowa
- Ró
Ň
ne narz
Ģ
dy maj
Ģ
ró
Ň
ne zapotrzebowanie na substraty i ró
Ň
n
Ģ
funkcj
ħ
- Integracja metabolizmu narz
Ģ
dów/integracja metabolizmu ustroju
- Ró
Ň
ne komórki mog
Ģ
zawiera
ę
ró
Ň
ne izoenzymy
WħTROBA
STAN GþODU
FFK I
Karboksylaza
AcetyloCoA
Ciała ketonowe
3
GLUKOZA
LIPOGENEZA
Deh. 6Pglukonianu
GLUKOZA
WħTROBA
STAN GþODU
Glukokinaza
Deh.G6P
GLUKOZO-6-P
6-FOSFOGLUKONIAN
RYBULOZO-5-FOSFORAN
GLUKONEOGENEZA
GLUKOZO-6-P
FRUKTOZO-6-P
KWASY TLUSZCZOWE
ACYLO-CoA
FFK I
Syntaza kw. tłuszczowych
INDUKCJA EKSPRESJI ENZYMíW
FRUKTOZO-1,6-BP
GLIKOLIZA
LIPOGENEZA
NIENASYCONE-
ACYLO-CoA
MALONYLO-CoA
FRUKTOZO-6-P
Karboksylaza AcetyloCoA
LIPOGENEZA
MLECZAN
TRIGLICERYDY
ACETYLO-CoA
GLUKONEOGENEZA
FOSFOENOLOPIROGRONIAN
Kinaza pirogronianowa
FRUKTOZO-1,6-BP
SZCZAWIOOCTAN
Liaza cytrynianowa
PIROGRONIAN
AMINOKWASY
PIROGRONIAN
JABÿCZAN
CYTRYNIAN
Deh. jabłczanowa
FOSFOENOLOPIROGRONIAN
PIROGRONIAN
ǟ-KETOGLUTARAN
PIROGRONIAN
ACETYLO-CoA
CYTRYNIAN
GLUKONEOGENEZA
SZCZAWIOOCTAN
SZCZAWIOOCTAN
SZCZAWIOOCTAN
CYTOPLAZMA
MITOCHONDRIUM
Glikoliza
Szlak PP
Synteza KT
ASPARAGINIAN
ASPARAGINIAN
CYTOPLAZMA
MITOCHONDRIUM
WħTROBA
STAN PO POSIþKU
INDUKCJA EKSPRESJI ENZYMíW
Mechanizmy kontrolujĨce metabolizm
1. Rozdział reakcji syntez i utleniania -
Skoordynowana regulacja cykli
daremnych
2. Etapy determinujace szybko
Ļę
ci
Ģ
gu reakcji (rate limiting steps)
Wysoka warto
Ļę
stałej równowagi, niskie V
max
. Nie s
Ģ
w równowadze
w komórce
Regulowane przez jeden z poni
Ň
szych mechanizmów:
1. Regulacja allosteryczna
- efektory aktywuj
Ģ
ce i hamuj
Ģ
ce
2. Modyfikacja kowalencyjna. Fosforylacja/defosforylacja -
kinazy i
fosfatazy
3. St
ħŇ
enie enzymu -
hormony lub metabolity mog
Ģ
regulowa
ę
transkrypcj
ħ
niektórych genów. Ekspresja ró
Ň
nych izoenzymów.
4. St
ħŇ
enie substratu
- st
ħŇ
enie substratu wpływa na szybko
Ļę
reakcji
5. Kompartmentacja wewn
Ģ
trzkomórkowa
-
np. cytozol i mitochondria
6.
Specjalizacja narz
Ģ
dowa
- Ró
Ň
ne narz
Ģ
dy maj
Ģ
ró
Ň
ne zapotrzebowanie na substraty i ró
Ň
n
Ģ
funkcj
ħ
- Integracja metabolizmu narz
Ģ
dów/integracja metabolizmu ustroju
- Ró
Ň
ne komórki mog
Ģ
zawiera
ę
ró
Ň
ne izoenzymy
Wĥtroba
GLIKOGEN
GLU
MLE+ALA
TRIGLICERYDY
WKT
CiaĀa
ketonowe
GLICEROL
KRĤŌENIE
VLDL
WĤTROBA
GLUKOZA
TÿUSZCZE
GLU
CHYLOMIKRONY
DIETA
JELITO
4
!
Szlak
pentozo-
fosforanowy
!
Metabolism UDP-Glukuronianu
1.
Główna droga przemian UDP-glukozy
2.
Tworzy si
ħ
przez utlenienie grupy alkoholowej
przy w
ħ
glu C6 glukozy w dwóch etapach
utleniania zale
Ň
nego od NAD
+
(powstaje 2x
NADH)
3.
Wi
Ģ
zanie glikozydowe tworzy si
ħ
pomi
ħ
dzy OH
glukuronianu i grup
Ģ
OH zwi
Ģ
zku niepolarnego.
Grupa karboksylowa zwi
ħ
ksza rozpuszczalno
Ļę
w
wodzie pozwala na wydalenie z organizmu w
Ň
ółci
lub moczu.
dehydrogenaza
UDP-glukozowa
Glikogen
glukuronidy
!
!
!
Glukozo
Glukozo
Glukozo
Glukozo-6-fosfataza
fosfataza
fosfataza
fosfataza
Pirogronian
Glukoza
a
ketonowe
Cia
ł
a
aa
transferaza
UDP-glukuronianowa
(mikrosomalna)
ketonowe
Aminokwasy
cholesterol
cholesterol
Triglicerydy
!
Ła
ı
cuch oddechowy
VLDL
VLDL
FOSFORYLACJA
OKSYDACYJNA
mocznik
Metabolism UDP-Glukuronianu
Metabolizm wĢtroby -j
est odpowiedzialna za utrzymanie
staþego poziomu glukozy we krwi
¤ Metabolizm weglowodanw Ï glikoliza, glukoneogeneza, synteza i
rozpad glikogenu, regulacja stĭōenia glukozy we krwi.
¤ Metabolizm lipidow - ǝ-oksydacja kwasw tÿuszczowych, synteza
cholesterolu, triglicerydw, ciaÿ ketonowych, powstawanie VLDL.
¤ Szlak pentozofosforanowy dla uzyskania zredukowanej formy
NADPH oraz substratw do syntezy nukleotydw.
¤ Produkcja kwasw ōÿciowych
¤ Synteza biaÿek: transportujĨcych metale (ceruloplazminy,
transferyny), czynnikw krzepniĭcia krwi,
a
-1-antytrypsyny
albuminy
¤ Detoksykacje i metabolizm lekw.
¤ Cykl mocznikowy
¤ Synteza kreatyny
¤ Synteza karnityny
1.
Wbudowywanie do
glikozaminoglikanów
2.
Glukuronian mo
Ň
e ulega
ę
przemianom do
ksylulozo 5-fosforanu
– metabolitu cyklu
pentozowego
3.
Prekursor glukuronidów - przeniesienie glukuronianu na grup
ħ
karboksylow
Ģ
bilirubiny, lub alkoholow
Ģ
sterydów, leków i ksenobiontów tworz
Ģ
c “
glukuronidy
”
(glikozydy) = główna droga słu
ŇĢ
ca zwiekszeniu rozpuszczalno
Ļ
ci w wodzie
4.
Niezdolno
Ļę
w
Ģ
troby do magazynowania lub sprzegania bilirubiny prowadzi do
Ň
ółtaczki
powstaj
Ģ
cej w wyniku gromadzenia si
ħ
niesprz
ħ
gni
ħ
tej bilirubiny w st
ħŇ
eniach >2-2.5 mg/dL.
Nadmiar przenika do tkanek powoduj
Ģ
c
Ň
ółtaczk
ħ
.
5
Cia
cholesterol
cholesterol
VLDL
VLDL
[ Pobierz całość w formacie PDF ]