מטבוליזם של סוכרים Flashcards
(91 cards)
הגלוקוז הנספג מהדם לתאי הגוף יכול לשמש לכמה מטרות:
- מהגלוקוז נוצרות מולקולות ענק- גליקוגן. אשר משמש כחומר תשמורת.
- פירוק הגלוקוז להפקת אנרגיה
- הפיכת הגלוקוז לחומרים אחרים (ריבוז, שומנים, חומצות אמינו)
גלוקוז שנכנס לתא..
הופך לגלוקוז-6-פוספט שלא יכול לצאת מהתא.
כדי שהגלוקוז כן יצא לדם, מה צריך לקרות?
יש אנזים בכבד שנקרא גלוקוז 6 פוספטה
שמפרק גלוקוז 6 פוספט לגלוקוז+פוספט
יצירת גלוקוז-6-פוספט
- גלוקוז 6 פוספט נגזרת של הגלוקוז, מכילה קבוצת פוספט על פחמן מספר 6.
- הרב הגדול של הגלוקוז שנכנס לתאים עובר זרחון בצורה זו.
-
יצירה מגלוקוז: על ידי זרחון של מולקולת גלוקוז
על ידי הקסוקינאז בפחמן מספר 6. (נצרכת מולקולת
ATP
אחת)
הסיבה ליצירה- למנוע דיפוזיה של גלוקוז מהתא דרך הממברנה או נשאי הגלוקוז. - מגליקוגן: תגובה הפוכה. אחרי קבלת הגלוקוז-6-פוספט ניתן להשתמש לתהליך הגליקוליזה או לשחרר את קבוצת הפוספט מהגלוקוז-6-פוספט על ידי גלוקוז 6 פוספטה לקבלת סוכר חופשי היכולה לעבור את הממברנה ולצאת למחזור הדם.
מרבית הגליקוגן בגוף מצוי ב..
כבד ובשרירים
לאיזה צורך השרירים אוגרים את הגליקוגן?
השרירים אוגרים את הגליקוגן לצורך פנימי. כדי להפיק אנרגיה מגליקוגן הוא מתפרק תוך כדי יצירת מולקולות גלוקוז-6-פוספט, שכאמור לא יוצאות מהתא ומשמשות להפקת אנרגיה.
בגלל שהן לא יוצאות מהתא הן משמשות להפקת אנרגיה בתוך התא. מה שגורם לכך שהן לא יצאו מהתא זה הפוספט
הגליקוגן בכבד הוא מאגר..
בניגוד לשרירים, הגליקוגן בכבד הוא מאגר כללי. כאשר רמת הגלוקוז בדם יורדת, הגליקוגן בכבד מתפרק.
גליקוגנזיס\גליקוגנזה
סינטזה של גליקוגן
התהליך:
- מתבצע כאשר יש בדם ובתאים רמות גלוקוז גבוהות, וכאשר רמת האנרגיה הזמינה בתאים מספיקה (שכן תהליך זה דורש אנרגיה)
- כתנאי ליצירת גליקוגן, מוכרח הגלוקוז לעבור תהליך על ידי הקסוקינאז (אנזים המזרחן הקסוזות, כמו הגלוקוז)
- (זהו גם התהליך הראשון בגליקוליזה)
- גליקוגן נבנה ממולקולות של גלוקוז-6-פוספט. בבניית הגליקוגן יש חיבור בין מולקולת הגלוקוז תוך כדי הוצאת הפוספט. ולאחר שרשרת של תהליכים גלוקוז-6-פוספט הופל לגלוקוז-1פוספט (עמדת הזרחה שעל הגלוקוז משתנה)
גליקוגנוליזיס
פירוק הגליקוגן
התהליך:
- מתבצע כאשר בדם ישנן רמות נמוכות של גלוקוז. בעת מנוחה, וביתר שאת בעת פעיות גופנית, גוף האדם מפיק אנרגיה מגליקוגן, שומן,חד סוכרים ולעתים מחלבוני השריר עצמו.
- ככל שהפעילות עצימה יותר נוטה הגוף להשתמש במסלולים מטבוליים העושים שימוש בגליקוגן.
- גלוקוז-1-פוספט הופך לגלוקוז-6-פוספט על ידי אנזים ונכנס לתהליך גליקוליזה לצורך הפקת אנרגיה.
מדוע גליקוגן הוא חומר תשמורת חשוב, למרות שהאנרגיה האצורה בו קטנה מזו של מולקולת השומן?
- משום ששבירה מבוקרת שלו מעלה את ריכוז הגלוקוז בין הארוחות ולכן הוא שומר על ויסות ריכוז הגלוקוז בדם.
- הגלוקוז המתפרק מגליקוגן זמין יותר ממקורות אנרגיה אחרים, ולכן מתאים לתנאים הדורשים פעילות שרירית מהירה ופתאומית.
- פירוק הגליקוגן לא צורך חמצן ולכן הוא משמש בתנאים אל אווירנים.
פירוק הגלוקוז להפקת אנרגיה
הגלוקוז היא מולקולה עתירת אנרגיה. בפירוק מלא של גלוקוז, כל פחמן מתחמצן לפחמן דו חמצני, ומשתחררת אנרגיה לבניית
ATP.
פירוק הגלוקוז להפקת אנרגיה,
ניתן לתאר בארבעה שלבים:
- גליקוליזה
- הפיכת פירובט לאצטיל קואנזים
A - מעגל חומצת לימון
- שרשרת נשימה וזרחון חמצוני
גליקוליזה
- גליקוליזה היא מסלול מטבולי שבו מפורקת מולקולת גלוקוז לשתי מולקולות פירובט. המסלול משמש באורגניזמים להפקת אנרגיה.
- תנאי התחלתי לגליקוליזה הוא יצירת מולקולת גלוקוז-6-פוספט
היכן בתא נעשית הגליקוליזה, וכמה שלבים היא מכילה?
- ציטופלזמה
- שרשרת של 10 תגובות כימיות
חומר המוצא בגליקוליזה והתוצרים
NAD
ניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד, קואנזים המצוי בכל התאים חיים.
NAD הוא קואנזים הבנוי משני נוקלאוטידים, אשר בתורם מורכבים מהבסיסים החנקניים אדנין וניקוטינאמיד.
בין האדנין לניקוטינאמיד מחברות שתי קבוצות זרחה ושתי קבוצות ריבוז, המשלימות אותם לנוקללואוטידים.
NAD
משמש בתא כנשא אלקטרונים. הוא מסוגל לקלוט יון הידריד (יון שלילי לש מימן, שני אלקטרונים ופרוטון אחד) ולהעבירם לתרכובת אחרת.
מבנה המיטוכונדריון
* למיטוכנדריון קרום כפול. ממברנה חיצונית וממברנה פנימית. הממברנה הפנימית בעלת פיתולים רבים ולכן בעלת שטח פנים גדול. הממברנה הפנימית לא חדירה והיא תוחמת את פנים המיטוכונדריון שנקרא מטריקס.
הרווח האנרגטי של תהליך הגליקוליזה
האנרגיה המופקת בתהליך נאגרת בקשרים של מולקולת
ATP -.
במהלך הגליקוליזה מפורקות (נצרכות) שתי מולקולות
ATP
ומיוצרות ארבע; הרווח האנרגטי הוא, אם כן, שתי מולקולות
ATP.
פירובט
פירובט הוא יון של חומצה פירובטית.
חומצה פירובטית: CH3COCOOH
פירובט: -CH3COCOO
המשוואה של תהליך הגליקוליזה
סיכום שלבי הגליקוליזה
מכל גלוקוז מקבלים שני פירובט (חומצה פירובית)
מחולק לשני שלבים-
שלב ההכנה- 5 תגובות שבהן התהליך צורך 2 מטבעות אנרגיה.
שלב הרווח- בהן התהליך “יוצר” 4 מטבעות אנריגה.
מכיוון שהושקעו בתהליך שתי מולקולות
ATP
הרווח נטו הוא 2
ATP.
בנוסף מתקבלות גם שתי מולקולות מים
קואנזים A
כתיבה מקוצרת: CoA
כתיב כימי: C₂₁H₃₆N₇O₁₆P₃S
קואנזים הידוע בהשתתפותו בתהליכים מטבוליים ברב היצורים.
כקואנזים, אין המולקולה נצרכת ונעלמת, אלא מתחברת למולקולה אחרת. כך משמש הקואנזים כמעין נשא או מחזיק של המולקולה שתעבור שינוי. (בנושא שלנו- את האצטיל)
אצטיל קואנזים
A
שם מקוצר: A-CoA
מולקולה זו היא אחד המגיבים בתגובות ביוכימיות רבות.
חשיבותה העיקרית היא כחומר ביניים קריטי במסלולים אנרגטיים, ברב היצורים על ידי חמצון אטומי פחמן במעגל קרבס.
מבנה כימי: אצטיל קואנזים
A
הוא תיואסטר בין קואנזים
A
וחומצה אצטית. כאשר הקואנזים הוא המרכיב שממוחזר ולא מתכלה בתהליך, לעומת החומצה האצטית.
בתהליך קטבולי, אצטיל קואנזים
A
נוצר במהלך השלב השני של נשימה אווירנית בדה קרבוקסיליציה (הפיכפת פירובט לאצטיל קואנזים
A
.
מולקולה זו משתתפת לאחר מכן במעגל קרבס.
השלב השני
הפיכת קואנזים איי לאצטיל קואנזים איי
מתרחש במטריקס של המיטוכונדריה.
החומצה הפיברוטית משחררת פחמן דו חמצני ונקשרת לקואנזים הנקרא קואנזים איי
A-COA
קואנזים
A
משמש בסך הכל כנשא של קבוצת האצטיל
CH3C=O. של הפירובט
והוא אינו משתתף בתגובה כלשהי.
האצטיל עצמו אינו נוטה להגיב עם תרכובות אחרות, והיותו מחובר לקואנזים
A
גורמת להפעלתו.
האתר הפעיל של קואנזים
A
נמצא בקצה המולקולה- זוהי קבוצת תיול- אטום גופרית הקשור לאטום מימן.
קבוצת התיול נטה לאבד את אטום המימן ולהתרכב עם האצטיל.
המגיבים והתוצרים בשלב השני
מגיבים:
- pyruvic acid
- coenzyme A
- NAD+
תוצרים:
- acethyl coenzyme A
- CO2
- NADH
- פרוטון
בנוסף נפלט גם יון הידריד. את היון קולט נשא האלקטרונים
NAD +
שהפך ל
NADH
ומעביר אותו לשרשרת הנשימה