Линейные и циклические метаболические пути Анаболизм, катаболизм, взаимосвязь путей. Чернова Екатерина, 190 гр. 1 Казань, КФУ, 2012 г
Метаболизм? Что-то интересное • Метаболизм (или обмен веществ) – это набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни с момента поступления пищевых веществ в организм до образования конечных продуктов. • Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды. 2
Метаболизм Анаболизм требует затраты свободной энергии, поскольку биосинтез – это процесс, в результате которого усложняется структура и увеличиваются размеры молекул. Катаболизм сопровождается высвобождением свободной энергии , заключенной в сложной структуре больших органических молекул. 3
Метаболические пути Метаболический путь - это характер и последовательность химических превращений конкретного вещества в организме, катализируемых мультиферментными системами. Промежуточные продукты, образовавшиеся в процессе метаболизма называются метаболитами, а последнее соединение метаболического пути конечный продукт. 4
Метаболические пути Мультиферментные системы могут включать от 2 до 20 ферментов, действующих совместно, в определенной последовательности, так что продукт реакции, катализируемой первым ферментом, становится субстратом для следующей реакции, катализируемой вторым ферментом и т. д. (см. рис1, стр. 6). • Продукты последовательных превращений, объединяемых в данный метаболический путь(В, С, D и т. д. на рис. 1, стр 6), называют промежуточными продуктами или метаболитами. 5
Метаболические пути Где А – исходный субстрат, Е – конечный продукт, В, С, D – промежуточные продукты, Е 1, Е 2, Е 3, Е 4 – ферменты. «Основы Биохимии» /А. Ленинджер, «Мир» 1985, - с. 379 Линейный метаболический путь. Предшественник А превращается в продукт Е в результате последовательных ферментативных реакций. Продукт одной реакции служит субстратом следующей (распад и синтез гликогена, гликолиз и др. ). Циклический путь. Вещество Е начинает цикл, а в конце цикла регенерирует, А— второй исходный субстрат. (окисление ацетильных групп до СО 2 и H 2 O в 6 цикле Кребса) 6
. • Центральные пути обмена - это одни и те же реакции, которые протекают при обмене различных групп соединений. • А образующиеся при этом равноценные метаболиты получили название ключевых. 7
Интересное из истории Первые понятия обмена веществ встречались в научных трудах 13 -го века, а результаты первых экспериментов, связанных с метаболизмом были опубликованы только в 17 -м веке. Санторио , 1614 г. книга ”Ars de statica medicina“ (итал. ) Рассказал, как он взвешивал сам себя до и после приёма пищи, сна, работы, натощак , после питья и выделения мочи. Санторио взвешивает сам себя до и после принятия пищи, из Ars de statica medicina, впервые опубликованной в 1614 году. http: //dic. academic. ru 8
Взаимосвязь обмена белков, углеводов, липидов http: //www. xumuk. ru/biologhim/234. html 9
Взаимосвязь обмена белков, углеводов, липидов: I, III Углеводы Липиды Белки Жирные кислоты Глюкоза I Глицеральдегид-3 -фосфат Аминокислоты -----------------------------------------------Пируват II Ацетил-Ко. А ------------------------------------------------ ЦТК СО 2 Оксалоацетат Α-кетоглутарат Гем Сукцинил-Ко. А 3 НАДН 2 ФАДН 2 Порфирины Дыхательная цепь АТФ ½О 2 III Н 2 О «Биохимия» / Комов. В. П. , В. Н. Шведова/ Дрофа, 2004. –с. 442. 10
Есть или не есть? Вот в чём вопрос. Заглянем в далекое прошлое — в те времена, когда человеческие органы и обмен веществ еще только развивались и приспосабливались к окружающей среде. Это времена собирателей и охотников. Раньше за счет повышенного аппетита в период конца лета осени происходило накопление резерва ("жирового запаса") на зиму. Сегодня в этом уже нет необходимости, но инстинкт все равно сохранился. 11
Пути метаболизма пирувата СН 3 СНNН 2 СООН аланин СН 3 СНОНСООН лактат СН 3 СН 2 ОН этанол Пируват СН 2 ОН О «Биохимия» / Комов. В. П. , В. Н. Шведова/ Дрофа, 2004. –с. 443. СН 3 С~SКо. А ацетил-Ко. А СНОН СН 2 ОН глицерол 11
Пути метаболизма ацетил. Ко. А Углеводы Аминокислоты Глицерол Пируват Кетогенные аминокислоты Ацетил-Ко. А 3 -гидрокси-3 метилглутарил. Ко. А ЦТК Холестерол Жирные кислоты ЦТК «Биохимия» / Комов. В. П. , В. Н. Шведова/ Дрофа, 2004. –с. 445. 13
Цикл трикарбоновых кислот Аминокислоты Х. А. Кребс Глюконеогенез Дыхательная цепь Порфирины Ферменты: 1 —цитратсинтаза; 2 —аконитаза; 3 изоцитратдегидрогеназа; 4 —α-кетоглутаратдегидрогеназныйкомплекс; 5 —сукцинил-Ко. Асинтетаза; 6 —сукцинатдегидрогеназа; 7 фумаратгидратаза; 8 —малатдегидрогеназа. http: //www. chem. asu. ru/org/chemps/lekzii/COJ-lek 08 -2006. ppt. 14
Взаимосвязь катаболизма и анаболизма На уровне субстратов (источников углерода) Белки Липиды Углеводы Ацетил-Ко. А Жирные кислоты Холестерол Стероидные гормоны 15
Взаимосвязь катаболизма и анаболизма На уровне источников энергии : Катаболизм АТФ Анаболизм На уровне восстановительной способности : - катаболизм–окислительные процессы; - анаболизм–восстановительные процессы. 16
Различие анаболизма и катаболизма Пространственное разделение : http: //www. chem. asu. ru/org/chemps/lekzii/C OJ-lek 08 -2006. ppt. Окисление жирных кислот происходит в основном в митохондриях, между тем как их синтез, для которого требуется восстановительная способность, протекает в 17 цитозоле.
Заключение : 1)Метаболические пути превращения веществ бывают линейными и циклическими. • 2) Ключевыми метаболитами являются пируват и ацетил. Ко. А. • 3) Катаболические и анаболические пути не идентичны, их связывает общая стадия, включающая цикл лимонной кислоты. • 4)Катаболизм и анаболизм взаимосвязаны через источники углерода, энергии через восстановительную способность. • 5)Разделение путей биосинтеза и распада имеет важное значение для эффективной регуляции метаболизма 18
Спасибо за внимание! • . =) 19
Скачать презентацию Линейные и циклические метаболические пути Анаболизм катаболизм взаимосвязь
Линейные и циклические метаболические пути1.pptx