biochemie-chatgpt Flashcards

Question

Otázka 25: Vitamíny a kofaktory – příklady vitaminů a odpovídajících kofaktorů

Answer 1

**Vitamíny a jejich kofaktory:** - **Vitamin B2 (riboflavin):** FAD, FMN – redoxní reakce. - **Vitamin B3 (niacin):** NAD⁺, NADP⁺ – přenos vodíkových atomů. - **Vitamin B5 (kyselina pantothenová):** Koenzym A (CoA) – přenos acylových skupin. - **Vitamin B9 (kyselina listová):** Tetrahydrofolát (THF) – přenos jednouhlíkatých skupin. - **Vitamin C (kyselina askorbová):** Askorbát – antioxidant, syntéza kolagenu. Shrnutí: Vitamíny fungují jako prekurzory kofaktorů nezbytných pro enzymatické reakce.

Answer 2

**Enzymová kinetika – jednosubstrátová reakce:** - **Vliv koncentrace substrátu:** - Rychlost roste s koncentrací substrátu, dokud není enzym plně saturován. - **Vliv koncentrace enzymu:** - Při nadbytku substrátu rychlost přímo úměrná koncentraci enzymu. - **Rovnice Michaelise a Mentenové:** \[ v = \frac{V_{\text{max}} \cdot [S]}{K_m + [S]} \] - **Michaelisova konstanta (Kₘ):** - Koncentrace substrátu, při které rychlost reakce dosahuje poloviny \(V_{\text{max}}\). - Vyjadřuje afinitu enzymu k substrátu (nižší \(K_m\) = vyšší afinita). - **Limitní rychlost (Vₘₐₓ):** - Maximální rychlost reakce při plné saturaci enzymu substrátem. Shrnutí: \(K_m\) měří afinitu, \(V_{\text{max}}\) udává maximální výkon enzymu.

Answer 3

Sekvenční uspořádaný: Substráty se vážou v definovaném pořadí a produkty se uvolňují v definovaném pořadí. Sekvenční náhodný: Substráty i produkty mohou reagovat a uvolňovat se v libovolném pořadí. Ping-pongový mechanismus: Jeden substrát se váže a je přeměněn na produkt, enzym je přechodně modifikován a poté reaguje s dalším substrátem.

Answer 4

**Enzymová inhibice** snižuje aktivitu enzymů a dělí se na: - **Ireverzibilní:** Inhibitor tvoří kovalentní vazbu s enzymem (např. těžké kovy, DIPF). - **Reverzibilní:** - **Kompetitivní:** Inhibitor soutěží se substrátem o aktivní místo, zvyšuje Kₘ, Vₘax zůstává. - **Nekompetitivní:** Váže se mimo aktivní místo, snižuje Vₘax, Kₘ nemění. - **Akompetitivní:** Váže se na enzym-substrát komplex, snižuje Kₘ i Vₘax.

Answer 5

Aktivita enzymu: Množství substrátu přeměněného za jednotku času (katal = mol/s). Specifická aktivita: Aktivita vztažená na množství proteinu (kat/mg). Číslo přeměny: Počet molekul substrátu přeměněných jednou molekulou enzymu za sekundu. Příklad: Stanovení aktivity α-amylázy ze slin pomocí absorbance produktu (maltózy).

Answer 6

**Regulace na hormonální úrovni:** - **Řízení hormonální soustavy:** Probíhá hierarchicky – **CNS → hypotalamus → adenohypofýza/neurohypofýza → endokrinní žlázy → cílové orgány.** - **Receptory:** Hormony se vážou na specifické receptory: - **Lipofilní hormony** (např. steroidy) – receptory uvnitř buňky. - **Hydrofilní hormony** (např. peptidové hormony) – receptory na povrchu buňky. **Druzí poslové:** - **cAMP:** Vzniká z ATP působením adenylátcyklázy, aktivuje protein kinázu A. - **cGMP, Ca²⁺, IP₃ (inozitoltrifosfát), DAG (diacylglycerol):** Další intracelulární signální molekuly, které spouštějí odpověď buňky.

Answer 7

**Regulace na nervové úrovni:** - **Přenos a vedení nervového vzruchu:** - Akční potenciál = vlna depolarizace membrány. - Rychlost: až 100 m/s. - **Myelinizovaná vlákna:** - Axony pokryté myelinovou pochvou (Schwannovy buňky, oligodendrocyty). - **Saltatorní vedení:** skokové šíření mezi Ranvierovými zářezy → rychlejší přenos. - **Nemyelinizovaná vlákna:** - Axony bez myelinové pochvy, pomalejší vedení vzruchu. - **Synapse:** - Spoj mezi neurony (nebo neuronem a efektorem). - **Chemická synapse:** uvolnění neurotransmiteru (např. acetylcholin) → přenos signálu. Shrnutí: Myelin urychluje vedení vzruchu, synapse zajišťují přenos mezi neurony.

Answer 8

Funkce imunity: Obrana proti patogenům, odstranění poškozených nebo nádorových buněk. Buněčná imunita: T-lymfocyty, makrofágy, NK buňky. Humorální imunita: Protilátky produkované B-lymfocyty. Imunoglobuliny: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM. Variabilní domény určují specifitu vazby na antigen.

Answer 9

**Interakce protilátka-antigen:** - Protilátky se vážou na specifické antigeny pomocí nekovalentních interakcí, tvoří protilátkově-antigenní komplexy. Nemění strukturu antigenu irreverzibilně. **Monoklonální protilátky:** - Pochází z jednoho klonu B-lymfocytů, specifické pro jeden epitop antigenu. - **Využití:** Diagnostika (např. HIV testy), značení molekul, cílená terapie. **Polykonální protilátky:** - Směs imunoglobulinů produkovaných různými klony B-lymfocytů, váží se na více epitopů jednoho antigenu. - **Využití:** ELISA, Western blotting, imunocytochemie.

Answer 10

**Katabolismus vs. Anabolismus:** - **Katabolismus:** - **Definice:** Rozkladné reakce, uvolňování energie. - **Přehled drah:** Glykolýza, beta-oxidace, citrátový cyklus, lipolýza. - **Koenzymy:** NAD⁺, FAD (oxidační reakce). - **Anabolismus:** - **Definice:** Syntetické reakce, spotřeba energie. - **Přehled drah:** Glukoneogeneze, proteosyntéza, syntéza mastných kyselin. - **Koenzymy:** NADP⁺ (redukční reakce). **Shrnutí:** - Katabolismus: získávání energie rozkladem. - Anabolismus: využití energie k syntéze.

Answer 11

**Makroergické sloučeniny:** - **Definice:** Sloučeniny schopné uchovávat a uvolňovat energii potřebnou pro energeticky náročné procesy. **Typy a význam:** - **ATP:** Univerzální přenašeč energie (ADP → -30,5 kJ/mol, AMP → -45,6 kJ/mol). - **Enoylfosfáty:** Např. fosfoenolpyruvát (glykolýza), uvolňuje 66 kJ/mol. - **Acylfosfáty:** Např. 1,3-bisfosfoglycerát, součást glykolýzy (40–50 kJ/mol). - **Guanidium fosfáty:** Kreatinfosfát (svalová práce), uvolňuje 30–40 kJ/mol. - **Nukleotidy:** NADPH + H⁺, přenos aktivovaných vodíků (33 kJ/mol). - **Acylthioestery:** Např. acetyl-CoA, aktivace acylů (33 kJ/mol). - **Fosforečné estery:** Např. glukóza-6-fosfát (10–20 kJ/mol).

Answer 12

Vznik ATP: Substrátová fosforylace: Přenos fosfátu na ADP (např. glykolýza). Fosforylace spřažená s tokem elektronů: Oxidativní fosforylace v mitochondriích. Adenylátkinázová reakce: AMP + ATP → 2 ADP, ADP může být přeměněno na ATP. Využití ATP: Svalová kontrakce, transport iontů, biosyntéza makromolekul.

Answer 13

Chemismus: Glukóza je fosforylována na glukóza-6-fosfát, postupnými reakcemi vzniká pyruvát (zisk 2 ATP a 2 NADH). Pyruvát je poté oxidován na acetyl-CoA. Energetická bilance: 1 glukóza → 32 ATP (glykolýza, citrátový cyklus, oxidativní fosforylace).

Answer 14

**Anaerobní glykolýza / mléčné kvašení:** - **Chemismus:** Pyruvát se redukuje na laktát za regenerace NAD⁺. Katalyzuje laktátdehydrogenáza. - **Energetická bilance:** Glukóza + 2 ADP + 2 P → 2 laktát + 2 H⁺ + 2 ATP. - **Význam:** Rychlé získání ATP při nedostatku kyslíku (např. ve svalech), méně efektivní (2 ATP/glukóza). **Coriho cyklus:** - Laktát ze svalů je transportován krví do jater, kde se přeměňuje zpět na pyruvát a glukózu (glukoneogeneze). Glukóza se vrací zpět do svalů pro další využití.

Answer 15

Chemismus: Pyruvát je dekarboxylován na acetaldehyd, který je poté redukován na ethanol pomocí NADH. Energetická bilance: 1 glukóza → 2 ATP.

Answer 16

Oxidační fáze: Glukóza-6-fosfát → ribulóza-5-fosfát + 2 NADPH. Regenerační fáze: Přeměna pentóz na fruktóza-6-fosfát a glyceraldehyd-3-fosfát (glykolýza). Význam: Produkce NADPH pro biosyntézu mastných kyselin a ribózy pro syntézu nukleotidů.

Answer 17

Rozdíl: Glykolýza je katabolická, glukoneogeneze anabolická (opačné směry, rozdílné enzymy). Prekurzory: Pyruvát, laktát, glycerol, glukogenní aminokyseliny. Glyoxylátová dráha: Přítomna u rostlin a mikroorganismů, umožňuje přeměnu acetyl-CoA na sacharidy.

Answer 18

Chemismus: Acetyl-CoA + oxalacetát → citrát, dále oxidační dekarboxylace na 2 CO₂, regenerace oxalacetátu. Energetická bilance: Na 1 acetyl-CoA → 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP (10 ATP). Význam: Zdroj redukovaných koenzymů (NADH, FADH₂), prekurzory pro biosyntézu.

Answer 19

**Respirační řetězec a oxidační fosforylace:** - **Chemismus:** Elektrony z NADH a FADH₂ přecházejí přes komplex I-IV respiračního řetězce na kyslík, který se redukuje na H₂O. Energie z přenosu elektronů pohání pumpování protonů do mezimembránového prostoru, čímž vzniká protonový gradient. - **Oxidační fosforylace:** Protonový gradient pohání ATP syntázu (ATPázu), která syntetizuje ATP z ADP a Pᵢ. **Chemiosmotická teorie:** - Protony se vracejí do matrix přes ATP syntázu, což poskytuje energii pro syntézu ATP. **ATPáza:** - **Funkce:** Přeměňuje protonový gradient na chemickou energii ve formě ATP. - **Struktura:** Obsahuje rotační a statickou část. **Význam:** Efektivní produkce ATP jako hlavního energetického zdroje buňky.

Answer 20

Lokalizace: Thylakoidní membrány chloroplastů. Fotosystémy: Fotosystém II: Oxiduje vodu, uvolňuje elektrony, protony a kyslík. Elektrony jsou přenášeny plastochinonem na cytochrom b6f. Fotosystém I: Přijímá elektrony a redukuje NADP⁺ na NADPH. Tok elektronů: Vznik protonového gradientu pohánějícího syntézu ATP (fotofosforylace). Produkty: ATP, NADPH, O₂. Význam: Zajištění energie a redukovaných koenzymů pro temnou fázi fotosyntézy.

Answer 21

Calvinův cyklus: Fixace CO₂ (RuBisCO enzym), redukce 3-fosfoglycerátu na glyceraldehyd-3-fosfát, regenerace ribulóza-1,5-bisfosfátu. C3 rostliny: Fixace CO₂ přímo v Calvinově cyklu (většina rostlin). C4 rostliny: CO₂ fixován na oxalacetát (PEP karboxyláza) → zvýšení účinnosti při vysokých teplotách. CAM rostliny: Noční fixace CO₂, minimalizace ztrát vody.

Answer 22

Aktivace: MK + CoA → Acyl-CoA (spotřeba ATP). Transport: Karnitinový člunek přenáší acyl-CoA přes mitochondriální membránu. Beta-oxidace: Sekvence dehydrogenace, hydratace, další dehydrogenace a thiolýzy. Energetická bilance: Např. kyselina palmitová → 8 acetyl-CoA + 7 FADH₂ + 7 NADH (zisk 106 ATP). Význam: Zdroj energie během hladovění.

Answer 23

Příklady: Acetacetát, beta-hydroxybutyrát, aceton. Biosyntéza: Vznikají z acetyl-CoA v játrech během hladovění nebo diabetes mellitus. Energetický význam: Alternativní zdroj energie pro mozek a svaly.

Answer 24

Biosyntéza mastných kyselin probíhá v cytoplazmě. Acetyl-CoA je aktivován na malonyl-CoA pomocí acetyl-CoA karboxylázy. Mastné kyseliny se tvoří postupnou elongací řetězce (kondenzace, redukce, dehydratace) za spotřeby NADPH. Výsledkem je nejčastěji Kyselina palmitová (16 uhlíků).

Answer 25

- **Proteázy**: Enzymy štěpící proteiny na peptidy a aminokyseliny. - Specifita: Rozpoznávají určité aminokyseliny (např. trypsin – Arg, Lys). - Lokalizace: - Žaludek (pepsin). - Slinivka břišní (trypsin, chymotrypsin). - Střevo. - **Zymogeny**: Neaktivní prekurzory enzymů, aktivovány proteolytickým štěpením (např. trypsinogen → trypsin).

Answer 26

- **Transaminace**: Přenos aminoskupiny z aminokyseliny na α-ketokyselinu, katalyzovaný transaminázami (např. ALT, AST). - Význam: Tvorba nových aminokyselin a zapojení dusíku do metabolismu. - **Oxidační deaminace**: Odstranění aminoskupiny z glutamátu za vzniku α-ketoglutarátu a amoniaku, katalyzováno glutamátdehydrogenázou. - Význam: Uvolnění dusíku pro syntézu močoviny. - **Dekarboxylace**: Odštěpení karboxylové skupiny aminokyselin za vzniku biogenních aminů (např. histamin, serotonin). - Význam: Produkce signálních molekul..

Answer 27

- **Glukogenní aminokyseliny**: Přeměňují se na prekurzory glukózy (pyruvát, oxalacetát). - Příklad: Alanin, aspartát. - **Ketogenní aminokyseliny**: Přeměňují se na acetyl-CoA nebo acetoacetát, využitelné při syntéze ketolátek nebo lipidů. - Příklad: Leucin, lysin. - **Napojení na cykly**: - Glukogenní AK vstupují do citrátového cyklu (např. přes oxalacetát). - Ketogenní AK vstupují do metabolismu lipidů.

Answer 28

Amonotelní organismy: Vylučují amoniak (vodní živočichové). Ureotelní organismy: Přeměňují amoniak na močovinu (savci). Urikotelní organismy: Produkují kyselinu močovou (ptáci, plazi). Význam: Prevence toxicity amoniaku.

Answer 29

**Močovinový cyklus:** - **Lokalizace:** mitochondrie a cytosol jater. - **Kroky:** 1. **NH₄⁺ → karbamoylfosfát** (mitochondrie). 2. **Karbamoylfosfát + ornitin → citrulin**. 3. **Citrulin + aspartát → argininosukcinát → arginin + fumarát**. 4. **Arginin → urea + ornitin** (cytosol). - **Energetická bilance:** -4 ATP. - **Význam:** detoxikace amoniaku, regulace dusíkaté rovnováhy.

biochemie-chatgpt Flashcards

(53 cards)