Metabolismus sacharidů

1. Metabolismus sacharidů

2. Metabolismus sacharidů • jsou rychlým zdrojem energie pro organismus • sacharidy v potravě jsou • monosacharidy (glukosa, fruktosa,...) • oligosacharidy (maltosa, laktosa, sacharosa,...) • polysacharidy (škrob, glykogen, celulosa)

3. Metabolismus sacharidů • jsou organismem převáděny na monosacharidy (pomocí enzymů glykosidas) • rezervní polysacharidy • jsou štěpeny fosforolyticky (v přítomnosti „H3PO4“) na glukosa-1-fosfát • monosacharidy jsou převáděny na glukosu • > syntéza glykogenu • > do krve

4. Metabolismus sacharidů • pro metabolisování glukosy je třeba ji aktivovat ATP na glukosu-6-fosfát • > anaerobní glykolýza (ATP) • > pentosový cyklus – stavební látky pro nukleotidy

5. Anaerobní glykolýza • odbourání glukosy na pyruvát a energii • 3 fáze • přeměna glukosy na glyceraldehyd-3-fosfát • dehydrogenace na fosfoglycerát (zisk energie) • přeměna na pyruvát • energetická bilance • aktivace glukosy (2x ATP) • 2x syntéza 2 ATP (4 ATP) = zisk 2 ATP

6. Anaerobní glykolýza • další přeměny pyruvátu • Aerobní odbourání = oxidační dekarboxylace • > acetyl-CoA + NADH + H+ CH3-CO-COOH + HSCoA → CH3-CO~SCoA + CO2 + 2 [H] • Anaerobní odbourávání • alkoholové kvašení

7. Anaerobní glykolýza • mléčné kvašení • bakterie mléčného kvašení, ve svalech při nedostatku O2

8. Anaerobní glykolýza

9. Anaerobní glykolýza

10. Anaerobní glykolýza

11. Anaerobní glykolýza

12. Pentosový cyklus • převod „energie“ ze sacharidů na redukční činidlo NADPH + H+ • > biosyntéza lipidů, steroidů,... • nemá energetický význam – nevzniká ATP • oxidace hexosy (glukosa-6-fosfát) na CO2 a pentosu (ribulosa-1,5,-bisfosfát) • prekurzor nukleotidů DNA a RNA

13. Pentosový cyklus

14. Pentosový cyklus

15. Fotosyntéza • produktem jsou sacharidy (také v glukoneogenezi) • zabudování uhlíku z CO2 do energeticky bohatých struktur za využití světelné energie 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 ΔG = 2830 kJ.mol-1 • endergonický děj – spotřebovává energii hν

16. Fotosyntéza • lokalizace v thylakoidech • prokaryotické buňky – v cytoplasmě • eukaryotické buňky – v chromatoforech a chloroplastech • barviva • chlorofyly – porfinový cyklus s Mg2+ a fytolem • a, b, c, d, bakteriochlorofyl • karotenoidy – karoteny, xanthofyly • fykobiliny – fykocyanin, fykoerythrin

17. Fotosyntéza

18. Fotosyntéza b a

19. Fotosyntéza

20. Fotosyntéza • 2 fáze • světelná fáze – vznik ATP, NADPH + H+, O2 • cyklický transport e- - cyklická fosforylace • necyklický transport e- - necyklická fosforylace • fotolýza vody • temnostní fáze – asimilace CO2 do organických struktur

21. Světelná fáze fotosyntézy • využívá 2 fotosystémy • liší se účinností absorbce různých vlnových délek • fotosystém I • PI, respektive P700, chlorofyl a, maximum při 700 nm • po ozáření dojde k odštěpení 2 e-, jejich zachycení FeS proteinem a předáním prostřednictvím redoxních přenašečů na feredoxin • > přenos na cytochromy a plastochinon a návrat do PI • zisk energie → syntéza ATP; cyklická fosforylace • > jsou využity pro syntézu NADPH + H+ • využití vodíků z vody

22. Světelná fáze fotosyntézy • fotosystém II • PII respektive P680, maximum při 680 nm • chlorofyly a + b • při syntéze NADPH + H+ se PI stává elektrondeficitním • PII po ozáření odštěpí 2 e-, ty jsou zachyceny přenašečem Q předány přes systém redoxních přenašečů systému PI • v průběhu předávání e- dochází k syntéze ATP • necyklická fosforylace • chybějící e- získá PII z vody

23. Světelná fáze fotosyntézy • fotolýza vody H2O → 2 H+ + 2 e- + ½ O2 • H+ - redukce NADP+ na NADPH + H+ • e- - regenerace PII • O2 – uvolňuje se do atmosféry hν

24. Světelná fáze fotosyntézy

25. Temnostní fáze fotosyntézy • asimilace (fixace) CO2 na akceptor a redukce na sacharid • ribulosa-1,5-bisfosfát – C3 rostliny • fosfoenolpyruvát – C4, CAM rostliny • C3 rostliny • Calvinův cyklus • vznik hexosy z CO2

26. Temnostní fáze fotosyntézy