Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 1
Efnaskiptaferli
Flest efnaskiptaferli eru ógagnhverfFerli niðurbrots og nýsmíðar eru ólíkFerlin hafa skuldbindingarskref (committed steps) sem eru ógagnhverf stýriskrefFerlunum er stýrtFerlin eru staðsett í ólíkum frumuhlutumFulloxun fæðuefna gefur margfalt meira ATP eða orku en loftfirrt efnaskipti (anaerobic)Fita gefur 9 kcal/g, kolhýdröt 4 kcal/g, prótein 4 kcal/g, alkóhól 7 kcal/g
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 2
ATP sem orkumiðlari
ATP er helsti gjaldmiðill til frjálsra orkubreytinga í lífkerfumMeð því að tengja vatnsrof þess við óhagstæð efnahvörf er unnt að knýja þau áframATP er stöðugt notað og stöðugt myndað afturMaður í hvíld notar sennilega um 40 kg ATP á sólarhring og um 0,5 kg á mínútu við mikla áreynslu
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 3
ATP
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 4
Hvaða byggingareiginleikar gera ATP góðan orkumiðlara? 1) Margar neikvæðar hleðslur á ATP gera tengin veikari
2) Afurðir vatnsrofs ATP, þ. e. ADP og fosfat, eru gerð stöðugri af resonansmyndum
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 5
Hvaða byggingareiginleikar gera ATP góðan orkumiðlara? 1) Margar neikvæðar hleðslur á ATP gera tengin veikari
2) Afurðir vatnsrofs ATP, þ. e. ADP og fosfat, eru gerð stöðugri af resonansmyndum
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 6
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 7
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 8
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 9
Fitusýrur, þríasýlglýseról (þríglýseríð) og lípasar
Fitusýrur eru helsti orkugjafi flestra vefja annarra en heila og rauðra blóðfrumnaÞær eru geymdar og fluttar sem þríasýlglýseról, en fríar fitusýrur eru fluttar með albúmíni í sultiÞríasýlglýseról eru hentugt, samþjappað geymsluform, afoxað og vatnsfæliðÞríasýlglýseról eru óhlaðnar sameindir, en stórar (MW ~ 900) og komast ekki yfir frumuhimnur
•Lípasar hvetja vatnsrof þríasýlglýseróla
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 10
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 11
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 12
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 13
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 14
Fitusýrur
Hafa langar, ógreinóttar kolvetniskeðjur með einn karboxýlhóp á endanumHafa langflestar jafna tölu kolefnisatómaHelstu einkenni og eiginleikar fitusýra, mettaðar og ómettaðar fitusýrur, byggingarformúlur slíkra sýra og kerfisnöfn þeirra.
, og kolefni sýrunnar; staða tvítengis að gefnu eða númeri þess.
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 15
Fitusýrur
-kolefnisatóm karboxýlsýru eða fitusýru er það kolefnisatóm sem er næst karboxýlhópnum, -kolefnisatóm er þar næsta, síðan -kolefnisatóm
-kolefnisatómið er það sem er á meþýlenda fitusýrunnarÞegar númerakerfi er notað, er kolefni karboxýlhópsins nr. 1, -kolefnisatómið nr. 2, -kolefnisatómið nr. 3 o. s. frv.
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 16
Fitusýrur
Skammstöfun gefur til kynna gerð fitusýrunnar, táknar tvítengi t. d. er línolíusýra 18:29,12 = 18:2, 6 = 18:2, n-6
Skammtöfunin 18:29,12 þýðir að sýran hefur 18 kolefnisatóm og tvö tvítengi
Tvítengin í línolíusýru eru staðsett milli kolefnisatóma nr. 9 og 10 og nr. 12 og 13
Tvítengi eru aðskilin með meþýlenhóp, þ. e. eru með þriggja kolefnisatóma bili
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 17
Fitusýrur
Skammstöfunin 18:2 að sýran hefur 18 kolefnisatóm og tvö tvítengi
Skammstöfunin 6 þýðir að tvítengið er á milli kolefnisatóma nr. 6 og 7, talið frá meþýlendanum (-endanum, eða n-enda)
Vegna þess að tvítengin eru aðskilin með meþýlenhóp, er næsta tvítengi milli atóma nr. 9 og 10, talið frá meþýlendanum
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 18
Fitusýrur
Línólensýra er dæmi um -3 fitusýru, skammstöfuð 18:39,12,15 = 18:3, 3 = 18:2, n-3
Náttúrlegar fitusýrur hafa nær allar cis-stöðu (hliðstæð) um tvítengin
Trans-fitusýrur (gagnstæð) hafa svipaða þrívíddarbyggingu og mettaðar fitusýrur
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 19
Nokkrar fitusýrur
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 20
Oxun fitusýra
Oxunin kallast -oxun vegna þess að -kolefnisatóm fitusýrunnar oxast úr CH2 í C=O (ketóhóp, karbonýlhóp)
Fitusýran er bundin við kónsím A með þíóestertengiOxun fitusýra gerist í fernum hvörfum
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 21
Asetýlkóensím A
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 22
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 23
Oxun fitusýra gerist í fernum hvörfum:
•1) Tvítengi myndast milli - og -kolefnisatóms •2) Vatn er lagt á tvítengið og hýdroxýlhópur myndast í -stöðu •3) Vetnisatómapar er numið brott, ketóhópur myndast í -stöðu •4) Oxaða afleiðan hvarfast við CoASH sem tengist tveggja kolefnisatóma einingu (edikssýruleif) sem er klippt af fitusýruafleiðunni Afurðir: Asetýl-CoA og fitusýru-CoA
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 24
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 25
Oxun fitusýra, nánar
•1) Tvítengi myndast milli - og -kolefnisatóms FAD er notað, FADH2 myndast
Ensím: Asýl-CoA-dehýdrógenasi (1.3.99.3)
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 26
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 27
Oxun fitusýra, nánar
•2) Vatn er lagt á tvítengið og hýdroxýlhópur myndast í -stöðu
Ensím: Enóýl-CoA-hýdratasi (4.2.1.17)
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 28
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 29
Oxun fitusýra, nánar
•3) Vetnisatómapar er numið brott, ketóhópur myndast í -stöðu
NAD+ er notað, NADH og H+ myndast Ensím: Hýdroxýasýl-CoA-dehýdrógenasi (1.1.1.35)
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 30
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 31
Oxun fitusýra, nánar
•4) Oxaða afleiðan hvarfast við CoASH sem tengist tveggja kolefnisatóma einingu edikssýruleif) sem er klippt af fitusýruafleiðunni Afurðir: Asetýl-CoA og fitusýru-CoA sem er 2 C-atómum styttra en upphaflega fitusýran
Ensím: Þíólasi, (einnig kallað -ketóþíólasi eða asetýl-CoA C-asýltransferasi, 2.3.1.16)Hvörfin eru þíólýsa. Þíólhópur CoASH gerir kjarnsækna árás á karbonýlhópinn og þíóestertengi myndastÞíólýsa - hafið fosfórólýsu og hýdrólýsu til hliðsjónar
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 32
Oxun fitusýra, nánar 4) Hvörfin eru þíólýsa.
Þíólhópur CoASH gerir kjarnsækna árás á karbonýlhópinn og þíóestertengi myndast
Þíólýsa - hafið fosfórólýsu og hýdrólýsu til hliðsjónar
Svipuð skref gerast í sítrónusýruhring
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 33
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 34
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 35
Greinóttar fitusýrur
Greinóttar fitusýrur (fýtansýrur) undirgangast fyrst -oxun með tapi á CO2
Síðan losna própíonýl-CoA og asetýl-CoA, oft til skiptis og þannig fulloxast þessar sýrur
Þessar sýrur eru niðurbrotsafurðir hliðarkeðju klórófyllsÞær er að finna í mjólkurafurðum og fitu jórturdýra
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 36
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 37
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 38
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 39
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 40
Ómega-oxun
Þessi hvörf gerast á sléttu frymisnetiMjög lítill hluti fitusýra undirgengst þessi hvörf
Ómega-kolefnisatómið oxast fyrst
Síðan verður -oxun sem leiðir til myndunar nokkura eininga af asetýl-CoA, en að lokum myndast díkarboxýlsýra
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 41
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 42
Efnaskipti - Ólympíuþjálfun 2007 43