METABOLISM GLUCITE - Glicoliza- Catabolism

11

METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR

CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR

Prin Prin catabolismul glucidelorcatabolismul glucidelor se înţelege degradarea se înţelege degradarea acestor substanţe în organismele viiacestor substanţe în organismele vii Procesul este puternicProcesul este puternic exergonic exergonic şi reprezintă o sursă şi reprezintă o sursă principală de energie pentru plante şi animaleprincipală de energie pentru plante şi animale

Indiferent de tipul organismului acest proces poate Indiferent de tipul organismului acest proces poate decurge în 3 etape:decurge în 3 etape:

- transformarea poliglucidelor în monoglucide

- transformarea glucozei în acid piruvic

- transformarea acidului piruvic

22



1. TRANSFORMAREA POLIGLUCIDELOR ÎN MONOGLUCIDE

2. TRANSFORMAREA GLUCOZEI ÎN ACID PIRUVIC

3. TRANSFORMAREA ACIDULUI PIRUVIC

• amidonului (din plante)• glicogenului (la animale)

se referă la transformarea

glucoză

amiloliză

glicogenoliză

glicoliză

• pe cale aerobă• pe cale anaerobă

33



- amidonul suferă o hidroliză sub acţiunea amilazelor

DEXTRINE

AMIDON

- degradarea hidrolitică a amidonului duce până la formarea glucozei

- procesul nu are loc în mod instantaneu, ci progresiv, în etape

MALTOZĂ GLUCOZĂ

AMILAMILOLIZAOLIZA

44



- are loc sub acţiunea fosforilazei

- se desprinde câte o moleculă de glucozo-1-fosfat din poliglucid

- desprinderea are loc la capătul nereducător al lanţului poliglucidic

GLICOGENGLICOGENOLIZAOLIZA

- în final se formează numai glucozo-1-fosfat

55


CATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR GLICOLIZAGLICOLIZA

- transformările pornesc de la - transformările pornesc de la glucoză-6-fosfatglucoză-6-fosfat

- decurge atât în condiţii de anaerobioză cât şi în - decurge atât în condiţii de anaerobioză cât şi în condiţii de aerobioză (în prezenţa oxigenului dar fără condiţii de aerobioză (în prezenţa oxigenului dar fără participarea acestuia)participarea acestuia)

- procesul de transformare a glucozei în - procesul de transformare a glucozei în acid piruvicacid piruvic

- este o succesiune de reacţii = calea Embden-- este o succesiune de reacţii = calea Embden-Mayerhof-Parnas = EMP Mayerhof-Parnas = EMP

66



GLICOLIZAGLICOLIZA

- - glucozo-6-fosfat glucozo-6-fosfat ocupă o poziţie cheie în metabolismul ocupă o poziţie cheie în metabolismul glucidelorglucidelor

- - glucozo-6-fosfat glucozo-6-fosfat rezultă fie prin fosforilarea rezultă fie prin fosforilarea glucozei glucozei libere, fie prin transformarea libere, fie prin transformarea glucozo-1-fosfat glucozo-1-fosfat

AMIDON GLICOGEN

GLUCOZO-1-FOSFAT

GLUCOZO-6-FOSFAT

GLICOLIZĂ

GLUCOZA + ATPCICLUL PENTOZOFOSFAŢILOR

CICLUL ACIZILOR URONICI

88

METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELORCATABOLISMUL GLUCIDELOR

O H

OH

OHH

H

OH

CH2OH

HOH

P

O H

OHH

OHH

H

OH

CH2O

HOH

P

glucoza-1-fosfat glucozo-6-fosfat

glucomutaza

- - glucozaglucoza sub acţiunea sub acţiunea hexokinazeihexokinazei se transformă se transformă înîn glucozo- glucozo-66-fosfat-fosfat

O H

OHH

OHH

H

OH

CH2OH

HOH

O H

OHH

OHH

H

OH

CH2O

HOH

P

+ ATP + ADP

glucoza glucozo- 6- fosfat

hexokinaza

GLICOLIZAGLICOLIZA

- - glucozo-1-fosfatglucozo-1-fosfat sub sub acţiunea acţiunea fosfoglucomutazeifosfoglucomutazei se transformă înse transformă în glucozo- glucozo-66--fosfatfosfat

99


GLICOLIZAGLICOLIZA

- intrând în calea EMP - intrând în calea EMP glucozo-6-fosfat glucozo-6-fosfat se izomerizează în se izomerizează în fructozo-6-fosfatfructozo-6-fosfat

O H

OHH

OHH

H

OH

CH2O

HOH

PO CH2-OHCH2

O

H

H

OH

OHH

P O

fructozo-6-fosfatglucozo-6-fosfat

izomerazaH

- este o reacţie reversibilă ce are loc în prezenţa unei - este o reacţie reversibilă ce are loc în prezenţa unei izomeraze = izomeraze = fosfohexoizomerazafosfohexoizomeraza

1010



GLICOLIZAGLICOLIZA- - fructozo-6-fosfatfructozo-6-fosfat se fosforilează la C1se fosforilează la C1 înîn fructozo-1,6-difosfat fructozo-1,6-difosfat

- enzima este regulatoare şi limitează viteza glicolizei- enzima este regulatoare şi limitează viteza glicolizei

PO CH2-OCH2

O

H

H

OH

OHH

P OO CH2-OHCH2

O

H

H

OH

OHH

P O

fructozo-1,6-difosfat

fosfofructokinazaH

fructozo-6-fosfat

H

ATP ADP

- reacţia este puternic exergonică şi practic ireversibilă- reacţia este puternic exergonică şi practic ireversibilă

1111


GLICOLIZAGLICOLIZA

- reacţia este reversibilă şi catalizată de - reacţia este reversibilă şi catalizată de aldolazăaldolază

CH2-O-PO 3H 2C=O

CHOH

CH OH

CH OH

CH2-O-PO 3H 2

CH2-O-PO 3H 2C=O

CH2OH

CH

CH OH

CH2-O-PO 3H 2

O

fructozo-1,6-difosfat

+

dioxiaceton-1-fosfat gliceraldehid-3-fosfat

aldolaza (aldehidliaza)

- - fructozo-1,6-difosfat fructozo-1,6-difosfat este descompus în două fosfotrioze ca este descompus în două fosfotrioze ca urmare a ruperii legăturii covalente între C3 şi C4urmare a ruperii legăturii covalente între C3 şi C4

1212


GLICOLIZAGLICOLIZA

CH

CH OH

CH2-O-PO 3H 2

OCH2

C=O

CH2-O-PO 3H 2

OH

gliceraldehid-3-fosfat (aldehida 3-fosfoglicerica)

fosfodioxiacetona(dioxiaceton-1-fosfat)

triozofosfat-izomeraza

- în transformarea ulterioară poate intra numai - în transformarea ulterioară poate intra numai aldehida 3-aldehida 3-fosfoglicericăfosfoglicerică

- pe măsură ce- pe măsură ce aldehida 3-fosfoglicericăaldehida 3-fosfoglicerică se consumă, o nouă se consumă, o nouă cantitate de cantitate de fosfodioxiacetona fosfodioxiacetona se izomerizeazăse izomerizează

- astfel din fiecare moleculă de - astfel din fiecare moleculă de fructozo-1,6-difosfatfructozo-1,6-difosfat iau naştere iau naştere 2 molecule de 2 molecule de aldehida 3-fosfoglicericăaldehida 3-fosfoglicerică

1313



GLICOLIZAGLICOLIZA - în continuarea procesului de glicoliză are loc fosforilarea - în continuarea procesului de glicoliză are loc fosforilarea oxidativă a oxidativă a aldehidei-3-fosfoglicericealdehidei-3-fosfoglicerice

CH

CH OH

CH2-O-PO 3H 2

O

CH OH

CH2-O-PO 3H 2

COONAD+

gliceraldehid-3-fosfat (aldehida 3-fosfoglicerica)

acid 1,3-difosfogliceric

NADH + H+

+ H3PO4

fosfogliceroaldehid dehidrogenaza

~ PO3H2

- este o reacţie importantă deoarece energia este inmagazinată - este o reacţie importantă deoarece energia este inmagazinată într-o legătură macroergicăîntr-o legătură macroergică

1414



GLICOLIZAGLICOLIZA - printr-o reacţie de defosforilare, sub acţiunea - printr-o reacţie de defosforilare, sub acţiunea fosfoglicerokinazeifosfoglicerokinazei, , acidul-1,3-difosfogliceric acidul-1,3-difosfogliceric se transformă înse transformă în acid 3- acid 3- ffosfoglicericosfogliceric

CH OH

CH2-O-PO 3H 2

COO

CH OH

CH2-O-PO 3H 2

COOHADP

acid 1,3-difosfogliceric

ATP

fosfoglicerokinaza

~ PO3H2

acid 3-fosfogliceric

- prin această reacţie are loc trecerea restului de acid fosforic - prin această reacţie are loc trecerea restului de acid fosforic pe ADP (transfosforilare) cu formare de ATPpe ADP (transfosforilare) cu formare de ATP

1515



GLICOLIZAGLICOLIZA - în continuare cu ajutorul - în continuare cu ajutorul fosfogliceromutazeifosfogliceromutazei, , acidul-3-acidul-3-fosfogliceric fosfogliceric se transformă înse transformă în acid 2-fosfogliceric acid 2-fosfogliceric

- reacţie decurge în prezenţa ionilor de Mg- reacţie decurge în prezenţa ionilor de Mg2+2+

CH2-OH

CH O-PO3H2

COOH

CH2-O-PO3H2

CH OH

COOH

acid 3-fosfogliceric acid 2-fosfogliceric

fosfogliceromutaza

1616



GLICOLIZAGLICOLIZA - - acidul 2-fosfogliceric acidul 2-fosfogliceric trece prin acţiunea catalitică a trece prin acţiunea catalitică a enolazei enolazei şi în prezenţa ionilor de Mgşi în prezenţa ionilor de Mg2+2+ şi Mn şi Mn2+ 2+ înîn acid 2-fosfoenolpiruvic acid 2-fosfoenolpiruvic

- prin această reacţie reversibilă ia naştere - prin această reacţie reversibilă ia naştere acidul 2-acidul 2-fosfoenolpiruvicfosfoenolpiruvic care posedă o legătură esterică bogată în energie care posedă o legătură esterică bogată în energie

C-O

CH2

COOH

CH2-OH

CH O-PO3H2

COOH

acid 2-fosfoenolpiruvicacid 2-fosfogliceric

~ PO3H2

H2O

enolaza

1717



GLICOLIZAGLICOLIZA - în etapa următoare printr-o reacţie de defosforilare are loc - în etapa următoare printr-o reacţie de defosforilare are loc transformarea transformarea acidului 2-fosfoenolpiruvic acidului 2-fosfoenolpiruvic înîn acid piruvic acid piruvic

- reacţie este puternic exergonică, practic ireversibilă- reacţie este puternic exergonică, practic ireversibilă

C=O

CH3

COOH

C-O

CH2

COOH

acid piruvic

piruvatkinaza

acid 2-fosfoenolpiruvic

~ PO3H2

ADP ATP

1818



GLICOLIZAGLICOLIZA - Din reacţiile glicolizei se constată că:- Din reacţiile glicolizei se constată că:

- la fiecare moleculă de aldehidă-3-fosfoglicerică se sintetizează - la fiecare moleculă de aldehidă-3-fosfoglicerică se sintetizează în proces 2 molecule de ATPîn proces 2 molecule de ATP

- în etapa de transformare a acidului 1,3-difosfogliceric- în etapa de transformare a acidului 1,3-difosfogliceric

- în etapa de transformare a acidului 2-fosfoenolpiruvic- în etapa de transformare a acidului 2-fosfoenolpiruvic

- dintr-o hexoză rezultă 2 trioze înseamnă că plecând de la 1 - dintr-o hexoză rezultă 2 trioze înseamnă că plecând de la 1 moleculă de glucoză se formează 2 molecule de acid piruvic şi 4 moleculă de glucoză se formează 2 molecule de acid piruvic şi 4 moli de ATPmoli de ATP

1919



GLICOLIZAGLICOLIZA - Din reacţiile glicolizei se constată că:- Din reacţiile glicolizei se constată că:

- în glicoliză se consumă 2 moli de ATP- în glicoliză se consumă 2 moli de ATP

- în etapa de formare a glucozo-6-fosfatului- în etapa de formare a glucozo-6-fosfatului

- în etapa de formare a fructozo-1,6-difosfatului- în etapa de formare a fructozo-1,6-difosfatului

- BILANŢUL ENERGETIC AL GLICOLIZEI CONSTĂ ÎNTR-UN - BILANŢUL ENERGETIC AL GLICOLIZEI CONSTĂ ÎNTR-UN CÂŞTIG DE CÂŞTIG DE 2 MOLI DE ATP2 MOLI DE ATP

- ÎN CAZUL ÎN CARE GLICOLIZA PLEACĂ DE LA AMIDON SAU - ÎN CAZUL ÎN CARE GLICOLIZA PLEACĂ DE LA AMIDON SAU GLICOGEN CÂŞTIGUL ESTE DE GLICOGEN CÂŞTIGUL ESTE DE 3 MOLI DE ATP 3 MOLI DE ATP (nu se (nu se consumă ATP pentru formarea glucozo-6-fosfatului)consumă ATP pentru formarea glucozo-6-fosfatului)

2020



GLICOLIZAGLICOLIZA

- Din reacţiile glicolizei se constată că:- Din reacţiile glicolizei se constată că:

- deşi majoritatea reacţiilor sunt reversibile, procesul în - deşi majoritatea reacţiilor sunt reversibile, procesul în ansamblu este ireversibilansamblu este ireversibil

- întregul proces al glicolizei are loc în citoplasmă prin - întregul proces al glicolizei are loc în citoplasmă prin intermediul enzimelor solubile ale acesteiaintermediul enzimelor solubile ale acesteia

2121



TRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVICTRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVIC- acidul piruvic rezultat în glicoliză suferă ulterior o serie de transformări- acidul piruvic rezultat în glicoliză suferă ulterior o serie de transformări

- acestea depind de potenţialul de oxido-reducere din celule- acestea depind de potenţialul de oxido-reducere din celule

- transformare anaerobă a acidului piruvic- transformare anaerobă a acidului piruvic

- transformare aerobă a acidului piruvic- transformare aerobă a acidului piruvic

- produse finale: acid lactic, alcool etilic, acid propionic, CO- produse finale: acid lactic, alcool etilic, acid propionic, CO22

- produse finale: CO- produse finale: CO2 2 şi Hşi H22OO

2222

C=O

COOH

CH3

C-OH

COOH

CH3 lactat-dehidrogenaza

NAD+NADH + H+

H

acid lacticacid piruvic



TRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVICTRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVIC transformarea anaerobă a acidului piruvictransformarea anaerobă a acidului piruvic

- are loc în organismul animal, la unele plante şi la bacteriile lactice- are loc în organismul animal, la unele plante şi la bacteriile lactice

- - acidul piruvicacidul piruvic este covertit prin reducere la este covertit prin reducere la acid lacticacid lactic

2323




- în organismul animal în condiţii anaerobe se acumulează - în organismul animal în condiţii anaerobe se acumulează acid lacticacid lactic

- are loc acumularea - are loc acumularea acidului lacticacidului lactic în muşchi – important la efort muscular în muşchi – important la efort muscular

- procesul de transformare a - procesul de transformare a glucozeiglucozei în în acid lacticacid lactic stă la baza stă la baza fermentaţiei fermentaţiei lacticelactice produsă de microorganisme produsă de microorganisme

2424

C=O

COOH

CH3CH3

CHO piruvat-decarboxilaza

aldehida aceticaacid piruvic

+ CO2




- la drojdii şi unele mucegaiuri - la drojdii şi unele mucegaiuri acidul piruvicacidul piruvic suferă mai întâi un proces de decarboxilare suferă mai întâi un proces de decarboxilare

- se formează - se formează aldehida aceticăaldehida acetică

- - COCO22 – produs final al – produs final al fermentaţiei alcoolicefermentaţiei alcoolice

2525

alcool-dehidrogenazaaldehida acetica

CH3-CHO CH3-CH2-OH

alcool etilic

NAD+NADH + H+




- prin reducerea - prin reducerea aldehidei acetice aldehidei acetice se formează alcoolul etilicse formează alcoolul etilic

- plantele cresc în mod normal în condiţii de aerobioză- plantele cresc în mod normal în condiţii de aerobioză

- dacă accidental ajung în condiţii de anaerobioză, celulele vegetale îşi procură - dacă accidental ajung în condiţii de anaerobioză, celulele vegetale îşi procură energia necesară tranenergia necesară transsformând glucozformând glucozaa în în COCO22 şi şi alcool etilicalcool etilic

- - alcoolul etilicalcoolul etilic fiind toxic pentru celula vie, celulele mor fiind toxic pentru celula vie, celulele mor

2626

C=O

COOH

CH3 piruvat-dehidrogenaza

NAD+ NADH + H+

acetil-CoAacid piruvic

+ HSCoA CH3-CO~SCoA + CO2



TRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVICTRANSFORMĂRILE ACIDULUI PIRUVIC transformarea aerobă a acidului piruvictransformarea aerobă a acidului piruvic

- - acidul piruvicacidul piruvic trece în mitocondrii şi se oxidează trece în mitocondrii şi se oxidează

- decarboxilare oxidativă cu formare de - decarboxilare oxidativă cu formare de acetil-CoAacetil-CoA

- - acetil-CoA acetil-CoA este convertită îneste convertită în acid citric acid citric şi se descompune până la şi se descompune până la COCO22 şi şi HH22OO

prinprin ciclul acizilor tricarboxilici – ATC – ciclul lui Krebsciclul acizilor tricarboxilici – ATC – ciclul lui Krebs

METABOLISM GLUCITE - Glicoliza- Catabolism

Documents

Transcript of METABOLISM GLUCITE - Glicoliza- Catabolism