glykolýza: oxiduje glukózu na formpyruvát

Ch.9 buněčné dýchání

přehled

v buněčném dýchání se vyskytují tři stadia:

1. Glykolýza,

· Vyskytuje v cytoplazmě

· je částečná oxidace glukózy (6 uhlíků)do 2 molekuly pyruvátu (kyseliny pyrohroznové), který má 3 uhlíky

2. Krebscycle (aka cyklus kyseliny citronové)

* se vyskytuje v mitochondriální matrici

* dokončuje oxidaci glukózy

i. Rozkládá pyruvát na CO2

3. Electrontransport řetězec a oxidativní fosforylace

· Dochází na vnitřní membrány themitochondria

· Souhlasí s napětím elektrony z reducedcoenzyme dopravce molekuly (NADH a FADH2).

* používá pohyb elektronů k vytvoření inoxidační fosforylace ATP. Produkujeasi 90% ATP.

oelektrony byly sklizeny během glykolýzy a Krebsova cyklu.

o Oxygenpulls elektrony prostřednictvím řady reakcí v elektron transportchain se postupně nižší energetické státy

Katabolické dráhy, během níž 6 uhlíku glukózy moleculeis rozdělit do dvou 3 uhlíkové cukry, které jsou pak oxidovány a upravil tím, astep-moudrý metabolický proces, který produkuje dvě molekuly kyseliny pyrohroznové.

· Každá reakce v glykolýze je katalyzována vlastní konkrétní enzym v cytoplazmě

· Žádné CO2, je propuštěn v oxidationof glukózy na pyruvát.

· se může objevit buď s O2 nebo bez O2

reakce glykolýzy se vyskytují ve 2 fázích:

1. Fáze energieinvestice: 5stupňový procesrozděluje glukózu ve dvou. Tento procespředpokládá ATP.

Krok 1: glukóza vstupuje do buňky a uhlík # 6 isfosforylován(fosfátové vazby na něj). Tato reakce používá ATP.

Krok 2: katalyzuje se tam enzym zvaný izomeráza, který mění strukturu 6-fosfátu glukózy na 6-fosfát isomerfruktózy.

Krok 3: uhlík # 1 fosforylovaného 6-fosfátu fruktózy. Používá ATP.

Krok 4: fruktóza 1,6 difosfát se rozřeže na dva neidentifikované tříuhlíkové cukry enzymem kontrolovanou reakcí. Toto je reakce, která dává glykolýzujeho jméno.

Krok 5: enzymem řízenáreakce, která umožňuje převést dva cukry na druhý.

2. Energyyielding fáze: 2 meziprodukty 3karbonové molekuly jsou oxidovány a ATP a NADH jsou produkovány.

• čistý zisk 2 ATP fosforylací na úrovni substrátu (produkce ATP přímým přenosem PO4 z meziproduktu na ADP. Reakce je řízena enzymy)

· 2 molekuly NAD jsou redukovány na formunadh. Energie v high-energyelectrons NADH bude být použity k výrobě ATP v oxidativní fosforylace (ATPproduction z exergonické přenos elektronu z molekuly potravin k nevyhnutelné akceptor elektronů, v tomto případě O2.

Krok 1: 2 enzymaticky katalyzované reakce, jedna redukuje NADto NADH a druhá fosforyluje 2 cukry. 2 molekuly NADH se vyrábějí z každéhomolekuly glukózy.

Krok 2: ATP se vyrábí na úrovni substrátufosforylace. PO4 je převeden z fosforylovaných cukrů na ADP. Produkuje 2 molekuly ATP z každé glukosemolekuly. To nahrazuje 2 použité ATPVE fázi energetických investic.

Krok 3: připravuje se na další reakci. Přesune fosfát z uhlíku #3 na uhlík#2.

Krok 4: enzymy odstraňují vodu. To činí vazbu, která drží fosfátuhlík #2 slabý a nestabilní.

Krok 5: 2 molekuly ATP jsou produkovány fosforylací na substrátové úrovni.

Souhrnná rovnice:

C6H12O6 + 2 NAD + 2 ATP —> 2 C3H4O3 + 2H2O + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP

Glukóza se oxiduje na 2molecules kyseliny pyrohroznové kyseliny v exergonické reakce. Většina energie je zachována vvysoce energetické elektrony NADH a fosfátové vazby ATP.

KrebsCycle

Na Krebscycle se dokončuje oxidace organických molekul. Uvolňuje energii, která je uložena v2 molekuly pyruvátu. Pyruvát můžepouze zcela oxidovat v přítomnosti kyslíku.

1. Než můžeme vstoupit do Krebsova cyklu, musímetvoří acetyl Co-a

* molekuly kyseliny pyrohroznové jsou přesunuty z cytoplazmy do mitochondrií nosnými proteiny v mitochondriimembrána. Jakmile je uvnitř mitochondrií,pyruvát přeměněn na acetyl Co-A v reakci, která používá více enzymů.

o CO2 se odstraní z karboxylové skupiny pyruvátu a změní se z 3 uhlíku na 2-uhlíkovou sloučeninu. CO2 se uvolňuje.

o molekula 2-uhlíku se oxiduje na formacetát. NAD je redukován na NADH vproces a 2 molekuly NADH jsou produkovány.

o Koenzym A, sloučenina vznikla z vitaminu A,který přikládá acetát a tvoří acetyl Co-A, což je mnohem více reaktivní thanpyruvate.

2. Krebsův cyklus

pro každé otočení Krebscyklu:

* 2 uhlíky vstupují do acetylové části acetylCo-a·

· 2 různé uhlíky jsou oxidovány a odejít jako CO2

· 3 NADH a 1 FADH2 jsou vyráběny

· 1 molekula ATP je produkován substrátu levelphosphorylation

· Oxalacetát musí být obnoven

Pro každý glukózy moleculethat je rozdělit během glykolýzy:

· 2 acetyl fragmenty jsou vyráběny

· 2 zatáčky Krebsův cyklus musí být dokončen tocompletely oxidaci glukózy

Kroky Krebscycle: každý krok je zprostředkován enzymem

1. Acetyl Co-A rozpadne a 2-oxid acetát bondsto 4-uhlíková molekula oxalacetátu (sloučenina přirozeně vyskytuje v themitochondrial matrix) a tvoří se kyselina citrónová.

2. Kyselina citronová se převede na svůj izomer, kyselinu isocitrovou.

3. 2 věci se stávají:

. Isocitric kyseliny ztrácí CO2, přičemž 5 carbonmolecule

b. 5 … uhlíková sloučenina oxiduje a NAD je snížena

4. Katalyzováno více enzymy:

a. CO2 se odstraní z molekuly uhlíku 5

b. Zbývající molekula uhlíku 4 se oxiduje a NAD se sníží

5. Dochází k fosforylaci na úrovni substrátu. 1 ATP je vyroben.

6. Molekula se oxiduje FAD se redukuje na formu FADH2

7. Přidá se voda, aby byla možná další reakce

8. Molekula se isoxiduje a NAD se redukuje za vzniku NADH a oxaloacetát se regeneruje, takže cyklus může začít znovu.

2 otáčky Krebsova cykluprodukují následující formu každé molekuly glukózy:

6 CO2 molekuly

2 molekuly ATP jsou vytvářeny substratelevel fosforylace

6 molekul NADH + h +

2 molekuly FADH2

Elektron Transportní Řetězec

ATD je vyroben z přenašeč elektronů molekuly vložené v innermitochondrial membrány. Každý nosič je elektronegativnější než ten před ním, takže elektrony jsou staženy dolů, dokud nedosáhnou konečného akceptoru elektronů, kyslíku.

* většina nosičů v ETC jsou proteiny, které jsou vázány na kofaktory. Jsou to kofaktory, které přijímají a darují elektrony.

sekvence reakcí v ETC:

NADH se oxiduje a flavoprotein se snižuje. Vysokoenergetické elektrony jsou převedeny fromNADH na FMN

Flavoprotein se oxiduje, jak to prochází elektrony na železo-sulfurprotein (FeS)

FeS se oxiduje jak to projde electronsto pouze non-protein sloučeniny v řetězci, uniquinone (Q)

Q prochází elektrony na posloupnost cytochromu molekuly

Cytochrom a3, poslední dopravce v řetězci, passeselectrons na molekulární kyslík, O2

O2 je snížena, to tvoří voda. Pro každé 2 molekuly NADH je jedna O2je snížena a 2 H2O molekuly jsou vyrobeny.

Poznámka: ETC nedělá ATP přímo. Vytváří protonový gradient na vnitřní membráně mitochondrií. To ukládá chemickou potenciální energii, kterálze použít k fosforylaci ADP.

Chemiosmózy: spojování procesů exergonicelectron stékat elektron transportního řetězce na endergonické produkci ATP nová ústava udržuje stávající protonový gradient přes membránu. Protonový gradient řídí syntézu ATP, protože protony difundují zadní akrossthe membránu.

· Empathasizes souvislost mezi phosphorylationand protonové gradienty

· Dělá oxidativní fosforylace (ve videu o buněčném dýchání) je to možné, a photophosphorylation (při fotosyntéze) možné

· Lze pouze dělat ATP s pomocí enzymeATP syntázy

Přezkum Procesu

tok Energie sekvence:

Glucose -> NADH ->ETC -> proton gradient -> ATP

Kvašení

Umožňuje buňkám, aby produceATP bez kyslíku.

1. Glykolýza se vyskytuje přesně tak, jak to dělá v aerobníale při anaerobním dýchání se pyruvát snižuje a NAD jeregenerován. Tím se zabrání buňcevyčerpání jeho dodávky NAD, která je nezbytná pro aerobní dýchání.

2. Pyruvát pak prochází fermentací. Existují 2 typy fermentace.

a. alkoholová fermentace: vyskytuje se u rostlin, kvasinek a bakterií. Pyruvát se převede na ethanol.

1. Pyruvateloses CO2 a je přeměněn na 2-uhlíkovou sloučeninu acetaldehyd.

2. NADHis oxiduje a acetaldehyd id snížena na ethanol

b. Mléčné kvašení: vyskytuje se v živočišných buňkách. Pyruvát se převede na kyselinu mléčnou. Používá se k výrobě sýra a jogurtu a u člověkasvalové buňky, když je kyslík vzácný.

1. NADHis oxiduje a pyruvát přeměněn na kyselinu mléčnou