integracja metabolizmu.pdf

(252 KB) Pobierz

(Microsoft PowerPoint - Wyk\263ad19integracja.ppt)

Kluczowy efekt metabolizmu

?

Kluczowe związki w metabolizmie

Metaboliczne przemiany glukozy

Glukozo 6 fosforan

wytwarzanie energii

( gl

gl ikoliza

CH 2 OP

Pirogronian

O

OH

COO

|

C = O

|

CH 3

Glukoza

30 – 40 %

40 %

przekształcenie w lipidy

OH

OH

OH

AcetyloCoA

O

//

CH 3 ─ C ~ SCoA

magazynowanie jako glikogen

Metaboliczne przemiany glukozo 6fosforanu

Metaboliczne przemiany pirogronianu

Glu

Gluko za

za po w

po we jściu

jściu do

do

komórki ulega fosforylacji

komórki ulega fosforylacji

glukoza

glukoza

d ehydrogena

ehydrogena za

za mleczanowa

mleczanowa regener

regener uje

uje NAD

NAD +

G6P może być utworzony:

może być utworzony:

Û z rozpadu

z rozpadu gl

gl ikogenu

ikogenu

Û z pirogronianu

z pirogronianu

Û z glukogennych aminokwasów

glukozo6P

mleczan

mleczan

glukozo

glukozo6P

z glukogennych aminokwasów

pirogronian

pirogronian

glukozo1P

6 fosfoglukonian

fosfoglukonian

fruktozo

fruktozo6P

szczawiooctan

szczawiooctan

alanina

alanina

arbo ksy

ksy la

la cja

cja

t ransamina

ransamina cja

cja

glikogen

glikogen

pirogronian

pirogronian

rybozo

rybozo5P

acetyloCoA

acetyloCoA

G6P poprzez cykl

poprzez cykl pentozowy

pentozowy dostarcza:

dostarcza:

acetyloCoA aktywuje

karboksylazę pirogronianową oksydacyjna dekarboksylacja

Gl

Gl ik

ik ogen

ogen jest tworzony gdy jest

jest tworzony gdy jest

dużo G

dużo G6 P i

P i ATP

ATP

NADPH

NADPH do biosyntez redukcyjnych

do biosyntez redukcyjnych

ry bo

bo zo

zo5 P do

P do synte

synte zy

zy nu

nuk leot

leotyd ów

ów

G6P ulega

ulega glikolizie

glikolizie gdy potrzebne jest

gdy potrzebne jest ATP

ATP lub

lub

Pirogronian jest przekształcany w

jest przekształcany w acetyl

acetylo CoA

CoA jedynie, gdy jest

jedynie, gdy jest

węglowe szkielety do biosyntez

węglowe szkielety do biosyntez

potrzebny ATP

ATP lub

lub dwuwęglowe

dwuwęglowe fragmenty do syntezy lipidów

fragmenty do syntezy lipidów

1

Kluczowy efekt metabolizmu

wytwarzanie energii

ikoliza)

30

Glukoza

glukozo

glukozo

k arbo

Pirogronian

potrzebny

101723180.431.png

101723180.442.png

101723180.453.png

101723180.464.png

101723180.001.png

101723180.012.png

101723180.023.png

101723180.034.png

101723180.045.png

101723180.056.png

101723180.067.png

101723180.078.png

101723180.089.png

101723180.100.png

101723180.111.png

101723180.122.png

101723180.133.png

101723180.144.png

101723180.155.png

101723180.166.png

101723180.177.png

101723180.188.png

101723180.199.png

101723180.210.png

101723180.221.png

101723180.232.png

101723180.243.png

101723180.254.png

101723180.265.png

101723180.276.png

101723180.287.png

101723180.298.png

101723180.309.png

101723180.320.png

101723180.331.png

101723180.342.png

101723180.353.png

101723180.364.png

101723180.375.png

101723180.386.png

101723180.397.png

101723180.408.png

101723180.419.png

101723180.420.png

101723180.421.png

101723180.422.png

101723180.423.png

101723180.424.png

101723180.425.png

101723180.426.png

101723180.427.png

101723180.428.png

101723180.429.png

101723180.430.png

101723180.432.png

101723180.433.png

101723180.434.png

101723180.435.png

101723180.436.png

101723180.437.png

101723180.438.png

101723180.439.png

101723180.440.png

101723180.441.png

101723180.443.png

101723180.444.png

101723180.445.png

101723180.446.png

101723180.447.png

101723180.448.png

101723180.449.png

101723180.450.png

101723180.451.png

101723180.452.png

101723180.454.png

101723180.455.png

101723180.456.png

101723180.457.png

101723180.458.png

101723180.459.png

101723180.460.png

101723180.461.png

101723180.462.png

101723180.463.png

101723180.465.png

101723180.466.png

101723180.467.png

101723180.468.png

101723180.469.png

101723180.470.png

101723180.471.png

101723180.472.png

101723180.473.png

101723180.474.png

101723180.002.png

101723180.003.png

101723180.004.png

101723180.005.png

101723180.006.png

101723180.007.png

101723180.008.png

101723180.009.png

101723180.010.png

101723180.011.png

101723180.013.png

101723180.014.png

101723180.015.png

101723180.016.png

101723180.017.png

101723180.018.png

101723180.019.png

101723180.020.png

101723180.021.png

101723180.022.png

101723180.024.png

101723180.025.png

101723180.026.png

101723180.027.png

101723180.028.png

101723180.029.png

101723180.030.png

101723180.031.png

101723180.032.png

101723180.033.png

101723180.035.png

101723180.036.png

101723180.037.png

101723180.038.png

101723180.039.png

101723180.040.png

101723180.041.png

101723180.042.png

101723180.043.png

101723180.044.png

101723180.046.png

101723180.047.png

101723180.048.png

101723180.049.png

101723180.050.png

101723180.051.png

101723180.052.png

101723180.053.png

101723180.054.png

101723180.055.png

101723180.057.png

101723180.058.png

101723180.059.png

101723180.060.png

101723180.061.png

101723180.062.png

101723180.063.png

101723180.064.png

101723180.065.png

101723180.066.png

101723180.068.png

101723180.069.png

101723180.070.png

101723180.071.png

101723180.072.png

101723180.073.png

101723180.074.png

101723180.075.png

101723180.076.png

101723180.077.png

101723180.079.png

101723180.080.png

101723180.081.png

101723180.082.png

101723180.083.png

101723180.084.png

101723180.085.png

101723180.086.png

101723180.087.png

101723180.088.png

101723180.090.png

101723180.091.png

101723180.092.png

101723180.093.png

101723180.094.png

101723180.095.png

101723180.096.png

101723180.097.png

101723180.098.png

101723180.099.png

101723180.101.png

101723180.102.png

101723180.103.png

101723180.104.png

101723180.105.png

101723180.106.png

101723180.107.png

101723180.108.png

101723180.109.png

101723180.110.png

101723180.112.png

101723180.113.png

101723180.114.png

101723180.115.png

101723180.116.png

101723180.117.png

101723180.118.png

101723180.119.png

101723180.120.png

101723180.121.png

101723180.123.png

101723180.124.png

101723180.125.png

101723180.126.png

101723180.127.png

101723180.128.png

101723180.129.png

101723180.130.png

101723180.131.png

101723180.132.png

101723180.134.png

101723180.135.png

101723180.136.png

101723180.137.png

101723180.138.png

101723180.139.png

101723180.140.png

101723180.141.png

101723180.142.png

101723180.143.png

101723180.145.png

101723180.146.png

101723180.147.png

101723180.148.png

101723180.149.png

101723180.150.png

101723180.151.png

101723180.152.png

101723180.153.png

101723180.154.png

101723180.156.png

101723180.157.png

101723180.158.png

101723180.159.png

101723180.160.png

101723180.161.png

101723180.162.png

101723180.163.png

101723180.164.png

101723180.165.png

101723180.167.png

101723180.168.png

101723180.169.png

101723180.170.png

101723180.171.png

101723180.172.png

101723180.173.png

101723180.174.png

101723180.175.png

101723180.176.png

101723180.178.png

101723180.179.png

101723180.180.png

101723180.181.png

101723180.182.png

101723180.183.png

101723180.184.png

101723180.185.png

101723180.186.png

101723180.187.png

101723180.189.png

101723180.190.png

101723180.191.png

101723180.192.png

101723180.193.png

101723180.194.png

101723180.195.png

101723180.196.png

101723180.197.png

101723180.198.png

101723180.200.png

101723180.201.png

101723180.202.png

101723180.203.png

101723180.204.png

101723180.205.png

101723180.206.png

101723180.207.png

101723180.208.png

101723180.209.png

101723180.211.png

101723180.212.png

101723180.213.png

101723180.214.png

101723180.215.png

101723180.216.png

101723180.217.png

101723180.218.png

101723180.219.png

101723180.220.png

101723180.222.png

101723180.223.png

101723180.224.png

101723180.225.png

101723180.226.png

101723180.227.png

101723180.228.png

101723180.229.png

101723180.230.png

101723180.231.png

101723180.233.png

101723180.234.png

101723180.235.png

101723180.236.png

101723180.237.png

101723180.238.png

101723180.239.png

101723180.240.png

101723180.241.png

101723180.242.png

101723180.244.png

101723180.245.png

101723180.246.png

101723180.247.png

101723180.248.png

101723180.249.png

101723180.250.png

101723180.251.png

101723180.252.png

101723180.253.png

101723180.255.png

101723180.256.png

101723180.257.png

101723180.258.png

101723180.259.png

101723180.260.png

101723180.261.png

101723180.262.png

101723180.263.png

101723180.264.png

101723180.266.png

101723180.267.png

101723180.268.png

101723180.269.png

101723180.270.png

101723180.271.png

101723180.272.png

101723180.273.png

101723180.274.png

101723180.275.png

101723180.277.png

101723180.278.png

101723180.279.png

101723180.280.png

101723180.281.png

101723180.282.png

101723180.283.png

101723180.284.png

101723180.285.png

101723180.286.png

101723180.288.png

101723180.289.png

101723180.290.png

101723180.291.png

101723180.292.png

101723180.293.png

101723180.294.png

101723180.295.png

101723180.296.png

101723180.297.png

101723180.299.png

101723180.300.png

101723180.301.png

101723180.302.png

101723180.303.png

101723180.304.png

101723180.305.png

101723180.306.png

101723180.307.png

101723180.308.png

101723180.310.png

101723180.311.png

101723180.312.png

101723180.313.png

101723180.314.png

101723180.315.png

101723180.316.png

101723180.317.png

101723180.318.png

101723180.319.png

101723180.321.png

101723180.322.png

101723180.323.png

101723180.324.png

101723180.325.png

101723180.326.png

101723180.327.png

101723180.328.png

101723180.329.png

101723180.330.png

101723180.332.png

101723180.333.png

101723180.334.png

101723180.335.png

101723180.336.png

101723180.337.png

101723180.338.png

101723180.339.png

101723180.340.png

101723180.341.png

101723180.343.png

101723180.344.png

101723180.345.png

101723180.346.png

101723180.347.png

101723180.348.png

101723180.349.png

101723180.350.png

101723180.351.png

101723180.352.png

101723180.354.png

101723180.355.png

101723180.356.png

101723180.357.png

101723180.358.png

101723180.359.png

101723180.360.png

101723180.361.png

101723180.362.png

101723180.363.png

101723180.365.png

101723180.366.png

101723180.367.png

101723180.368.png

101723180.369.png

101723180.370.png

101723180.371.png

101723180.372.png

101723180.373.png

101723180.374.png

101723180.376.png

101723180.377.png

101723180.378.png

101723180.379.png

101723180.380.png

101723180.381.png

101723180.382.png

101723180.383.png

Metaboliczne przemiany acetyloCoA

Trans port a

port a cetyl

cetylo CoA

CoA d o

o c yto

yto plazmy

plazmy

oksy da

da cyjna

cyjna de

dek arbo

arbo ks

ks yla

yla cja

cja pirogronianu

pirogronianu

ródła acetyloCoA

acetyloCoA

b o ksy

ksy da

da cja

cja kwasów tłuszczowych

kwasów tłuszczowych

AcetyloCoA

AcetyloCoA

ketogen ne

ne amino

amino kwasy

kwasy

Cytrynian

Cytrynian

e ks

ks port

port do

do cyto

cyto zolu jako cytrynian

zolu jako cytrynian

do syntezy kwasów tłuszczowych

do syntezy kwasów tłuszczowych

Szczawiooctan

Szczawiooctan

Jabłczan

3 hydroksy

hydroksy3 metyloglutaryloCoA

metyloglutaryloCoA

acetyloCoA

kwasy tłuszczowe

Pirogronian

Pirogronian

CO 2

cholesterol ciała ketonowe

ciała ketonowe

Mitochondrium

Cytoplazma

Rodzaje mechanizmów kontrolnych

Enzymy regulowane przez fosforylację

Anaboliz m

m i k

i k ataboli

ataboliz m

m muszą być precyzyjnie koordynowane

muszą być precyzyjnie koordynowane

ufosforylowanej

(stymulacja przez glukagon lub adrenalinę)

Û fosforylaza

I. Interakcje a lloster

zne

Enzymy, które przeprowadzają nieodwracalne reakcje są często

miejscami kontroli allosterycznej

Û Fosfofruktokinaza w glikolizie

Û Karboksylaza acetyloCoA w syntezie kwasów tłuszczowych

llosteryc zne

fosforylaza gl

gl ikogenowa

ikogenowa

Û lipa

za triacyl

triacylo gl

gl icerolowa

icerolowa

ktywne w formie

nieufosforylowanej

(stymulacja przez

w formie nieufosforylowanej

II. Modyfikacje kow alen

alen cyjne

cyjne

(stymulacja przez insulin

insulin ę)

ę)

glikogenowa

Û fosfofruktokinaza

Zwykle trwają dłużej (sek do min), niż allosteryczna regulacja (msek do sek)

fosfofruktokinaza II (

II ( wątroba)

wątroba)

Katalityczna aktywność fosforylazy glikogenowej jest wzmacniana przez

fosforylację, podczas gdy syntaza glikogenowa jest hamowana.

kinaza pirogronianowa

pirogronianowa ( wątroba)

wątroba)

karboksylaza acetyl

acetylo CoA

CoA

Specyficzne enzymy katalizują dodawanie i usuwanie grup fosforanowych.

reduk ta

ta za

za HMG

HMG CoA

CoA

III. Poziom e nzym

ów

Ilość enzymów oraz ich aktywność podlegają regulacji

Szybkość syntezy i rozpadu enzymów jest regulowana przez hormony

nzym ów

Miejsca kontroli głównych szlaków metabolicznych

1. Glikoliza

hormony

IV. Przedziałowość

Przedziałowość procesów

procesów

Proces glikolizy dostarcza:

ATP

szkielety węglowe do biosyntez

Najważniejszym punktem kontroli jest fo

fosf ofru

ofruk tokina

tokina za

za

Fruktozo6 fosforan

fosforan

Aktywacja przez:

Û fruktozo

fruktozo 2,6

2,6 bisfosforan

bisfosforan

E

Û AMP

AMP

Inhibicja przez:

Û cytrynian

cytrynian

Û ATP

V. Metabolic

organów

Metaboliczna specializacja jest wynikiem zróżnicowanej ekspresji genów

zna spec

spec j j aliza

aliza cja

cja organów

ATP

Fruktozo 1,6

1,6 bisfosforan

bisfosforan

2

Trans

oksy

ź ródła

ketogen

Pirogronian

Pirogronian

CO

cholesterol

Anaboli

¦ Aktywne w formie

Aktywne w formie ufosforylowanej

I. Interakcje a

lipa za

¦ A ktywne

II. Modyfikacje k

Û syntaza

syntaza glikogenowa

Û kinaza

Û karboksylaza

Û redu

Miejsca kontroli głównych szlaków metabolicznych

III. Poziom e

IV.

Najważniejszym punktem kontroli jest

Fruktozo

Aktywacja przez:

Inhibicja przez:

V.

Metabolic zna

Fruktozo

101723180.384.png

101723180.385.png

101723180.387.png

101723180.388.png

101723180.389.png

101723180.390.png

101723180.391.png

101723180.392.png

101723180.393.png

101723180.394.png

101723180.395.png

101723180.396.png

101723180.398.png

101723180.399.png

101723180.400.png

101723180.401.png

101723180.402.png

101723180.403.png

2. Cykl Krebsa i oksydacyjna fosforylacja

3. Cykl pentozowy

Wysokie stężenie ATP obniża aktywność

dehydrogenazy izocytrynianowej i dehydrogenazy a ketoglutaranowej

Cykl Krebsa dostarcza intermediatów do biosyntez:

¦ bursztynyloCoA do syntezy porfiryn

¦ cytrynian do syntezy kwasów tłuszczowych

¦ ketoglutaran do syntezy glutaminianu

¦ szczawiooctan do syntezy asparaginianu

Podobną funkcję dostarczania intermediatu pełni karboksylaza pirogronianowa

Utlenienie glukozo 6fosforanu jest kluczową reakcją cyklu

Przemiany wymagające NADPH (wątroba)

4. Glukoneogeneza

Fruktozo 1,6

1,6 fosforan

fosforan

Syntezy

Aktywacja przez:

Û cytrynian

Synteza kwasów tłuszczowych

cytrynian

Synteza cholesterolu

E

Synteza neurotransmiterów

Inhibicja przez:

Û fruktozo

Synteza nukleotydów

fruktozo 2,6

2,6 bisfosforan

bisfosforan

Û AMP

AMP

Detoksykacja

Fruktozo6 fosforan

fosforan

Redukcja utlenionego glutationu

Fruktozo 1,6bisfosfataza jest głównym enzymem

kontrolującym szybkość glukoneogenezy

Monooksygenazy cytochromu P450

5. Metabolizm glikogenu

S ynte

ynte za

za i

i degrada

degrada cja

cja g l l ik

ik ogen

ogen u

u porównanie

porównanie

pirofosforylaza UDPglukozy

Hormon

Hormon

Wiele reakcji zachodzi dzięki hydrolizie pirofosforanu

3

Fruktozo

Aktywacja przez:

Inhibicja przez:

Fruktozo

101723180.404.png

101723180.405.png

101723180.406.png

101723180.407.png

101723180.409.png

101723180.410.png

101723180.411.png

101723180.412.png

6. Synteza i degradacja kwasów tłuszczowych

Rozpad kwasów tłuszczowych związany jest z zapotrzebowaniem na ATP

ATP

βo ksy

cja zachodzi jedynie wtedy, gdy

zachodzi jedynie wtedy, gdy NAD

NAD + i

i FAD

FAD są regenerowane

są regenerowane

Aktywacja przez:

Û cytrynian

cytrynian

E

Inhibicja przez:

Û palmitoiloCoA

palmitoiloCoA

MalonyloCoA hamuje degradację kwasów tłuszczowych

hamuje degradację kwasów tłuszczowych

poprzez blokowanie tworzenia

Karboksylaza acetyloCoA

acetyloCoA jest kluczowym miejscem kontroli syntezy

jest kluczowym miejscem kontroli syntezy

poprzez blokowanie tworzenia acylokarnityny

acylokarnityny

Regulatory allosteryczne

Regulatory

allosteryczne enzymów

enzymów zestawienie

zestawienie

Źrodła energii dla pracy mięśni

¶ F os

ofruk tokina

tokina za

za I

(+) AMP, fru

fruk to

to zo

zo 2,6

2,6 bis

bisf os

os foran

foran

) ATP, c ytrynian

ytrynian

Kinaza pirogronianowa

pirogronianowa

(+) fru

fruk to

to zo

zo 1,6

1,6 bis

bisf os

os foran

foran

Max

szybkość

producji

ATP

(mmol/s)

Całkowita

ilość

dostępnych

~P (mmol)

Dehydrogenaza pirogronianowa

pirogronianowa

(+) NAD +

( ) acetyl

Źródło

) acetylo CoA, ATP, NADH

CoA, ATP, NADH

Karboksylaza pirogronianowa

pirogronianowa

(+) ace tyl

tylo CoA

CoA

Syntaza cytrynianowa

cytrynianowa

2+

( ) ATP, NADH,

ATP w mięśniach

223

) ATP, NADH, acyl

acylo CoA

CoA

Fosforan kreatyny

73.3

446

Karboksylaza a cetyl

cetylo CoA

CoA

(+) c ytrynian

ytrynian

Przekształcenie glikogenu mięśni w mleczan

39.1

6,700

) długołańcuchowe

długołańcuchowe acyl

acylo CoA

CoA

Przekształcenie glikogenu mięśni w CO 2

16.7

84,000

Acylotransferaza karnitynowa

karnitynowa

) malonyl

malonylo CoA

CoA

Przekształcenie glikogenu wątroby w CO 2

6.2

19,000

¶ Dehydrogenaza

iz oc

oc ytrynianowa

ytrynianowa

2+

( ) ATP, NADH

Przekształcenie kwasów tłuszczowych adypocytów w CO 2

6.7

4,000,000

) ATP, NADH

¶ Dehydrogenaza

luko zo

zo6 P

P

( ) NADPH

Fruktozo 1,6 bisfosfataza

bisfosfataza

(+) cytrynian

( ) fruktozo

Zgromadzona energia przy założeniu średniej wagi ~70 kg, przy czym masa mięśni ~28 kg

) fruktozo 2,6

2,6 bisfosforan, AMP

bisfosforan, AMP

Aktywność przemian metabolicznych – zależność od czasu

Aktywność przemian metabolicznych – zależność od czasu

Stan po posiłku 1 3 h

Stan po posiłku 1

3 h

wysoki poziom energetyczny

PROCES

1 3 h

4 – 36 h

3 – 5 dni

wysoki poziom energetyczny

wysoki poziom glukozy we krwi

wysoki poziom glukozy we krwi

wysoki poziom insuliny we krwi

Glikogeneza

wzrost

0

0

wysoki poziom insuliny we krwi

Glikogenoliza

spadek

wzrost

brak glikogenu

Glukoneogeneza

0

wzrost

spadek

Stan po posiłku 4 – 36

Stan po posiłku 4

36 h

obniżenie stanu energetycznego

obniżenie stanu energetycznego

spadek poziomu glukozy we krwi

Synteza triacylogliceroli

wzrost

0

0

spadek poziomu glukozy we krwi

wysoki poziom

Lipoliza

0

wzrost

wzrost

wysoki poziom glukagonu

glukagonu we krwi

we krwi

Przemiany glicerolu

synteza TAG

glukoneogeneza

glukoneogeneza

Stan po 3 5

dniach

wzrost uwalniania kwasów tłuszczowych

5 dniach

b oksydacja

0

wzrost

wzrost

wzrost uwalniania kwasów tłuszczowych

wzrost syntezy ciał ketonowych

wzrost syntezy ciał ketonowych

4

6. Synteza i degradacja kwasów tłuszczowych

Rozpad kwasów tłuszczowych związany jest z zapotrzebowaniem na

ksy da

da cja

Aktywacja przez:

Inhibicja przez:

MalonyloCoA

Karboksylaza

osf ofru

(+) AMP,

( ) ATP, c

¶ Kinaza

(+)

¶ Dehydrogenaza

(+) NAD

¶ Karboksylaza

(+) ac

¶ Syntaza

(+) ADP, Ca

(+) ADP, Ca 2+

¶ Karboksylaza

(+) c

( )

( )

¶ Acylotransferaza

Dehydrogenaza iz

(+) ADP, Ca

(+) ADP, Ca 2+

Dehydrogenaza g lu

) NADPH

¶ Fruktozo 1,6

(+) cytrynian

Stan po

101723180.413.png

101723180.414.png

101723180.415.png

101723180.416.png

101723180.417.png

101723180.418.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin