Ievads molekulārajā šūnas biolo ģijā

1. Ievads molekulārajā šūnas bioloģijā • 4. Lekcija • Metabolisms - regulācijas pamatprincipi. • Krebsa cikls • (Tests 30 min) Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

2. 4. Lekcijas saturs • Bioķīmisko reakciju homeostāze • Metabolisma regulācijas pamatprincipi • Krebsa cikls Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

3. Metabolisma regulācijas pamatprincipi Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

4. Stacionārs un līdzsvara stāvoklis • A. Stacionārs • stāvoklis • B. Līdzsvara • stāvoklis Barības vielām,piemēram glikozei, nonākotšūnās, bet gala-produktiem (piemēram CO2) pametot šūnu tās masa nemainās Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

5. A. Stacionārs • stāvoklis • v1 =v2 • A. Stacionārs • stāvoklis • (dzīvs organisms) • B. Līdzsvara • stāvoklis • B. Līdzsvara • stāvoklis • (S maksimāls) Homeostāze(Stacionārs stāvoklis ) • X  S  P v1 v2 v1 v2 Šūnai daloties, stresa ietekmē utt., šis stāvoklis var tikt izjaukts. Metabolisma regulācija realizējas kā enzīmu aktivitātes maiņa. Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

6. Atslēgas metabolītu koncentrācijas ir ~ konstantas Enzīmu aktivitāti ietekmējošie faktori • Vispārīgi - metabolisma ātrumu var modulēt izmainot enzīma molekulu skaitu (Vmax) vai ietekmējot enzīmu katlītiko aktivitāti. • Hormonāli vai neirāli. • Transkripcijas faktori. (Kodolā esoši proteīni) • RNS šķeļošu enzīmi. (RNA-zes) • mRNS transl. ātrums. 5. Enzīmu dzīves laiks, (Ubikvitīna iezīme, proteosomas) • Enzīmu kompartam. 7. Substrāta koncentrācija. 8. Allostēriska ietekme. (hiperboliska -> sigmoid kinētika) 9. Kov. pēctranslācijas mod. ((De) fosforilēšana) 10. Asociācija ar reg. proteīnu. Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

7. A(X)F loma metabolisma regulācijā • ATF koncentrācijas ietekme uz reakcijas • sākotnējo ātrumu tipiskam ATF enzīmam. Adenilāt kināze Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

8. A(X)F loma metabolisma regulācijā • ATF koncentrācijas ietekme uz reakcijas • sākotnējo ātrumu tipiskam ATF enzīmam. • AMP-atkarīgās proteīn kināzes (AMPK) loma • ogļhidrātu un tauku metabolismā eikariotos. Adenilāt kināze Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

9. Metabolisma regulācija Mainoties vienas reakcijas ātrumam mainās pārējotieši vai pastarpināti saistīto reakciju apstākļi? Kā paredzēt izmaiņas? Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

10. Metabolisma pētījumu vēsture • 1900 g. konstatē, ka ekstraksts no raugu šūnas kovertē glikozi -> CO2 un Etanolā • Vsisus enzīmus izdala • un raksturo. • Ilgi valda uzskats, ka PFK • ir šaurā vieta (RLS). • Pēcāk overekspresējot • PFK tas neapstiprinās. • Kontrole ir sadalīta • starp vairākiem ceļa • enzīmiem. Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

11. Glikolīzes plūsmas atkarība no E daudzuma Enzīmu loma metabolisma kontrolē • Kā kvantitatīvi novērtēt enzīmu kontroli pār plūsmas ātrumu? • E ietekmi uz glikolīzes ātrumu var izmērīt izmainot E molekulu skaitu (piemēram overekspresija) vai ie-tekmējot tā katlītiko aktivitāti. Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

12. ydh - Enzīms ydh • Xase- Enzīms Xase • Jxase - plūsma caur Xase • Cxase - Jxase kont. Koef. • Cxase ≈ • Cxase ≈ • Cxase ≈ • ∑Ci= 1 Jydh ∂Jydh ∂Exase Jydh Exase Jydh ∂Jydh Exase Jydh ∂Exase Jydh ∂ln Jydh ∂ln Exase Jydh n J i=1 Metbolisma kontroles analīze • Iedomātam metabolisma ceļam • Plūsmas kontroles koeficients ir sistēmisks, nevis E, parametrs Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

13. Glikolīzes plūsmas atkarība no E daudzuma Metabolisma kontroles analīze J CHK = 0.79 CPFK = 0.21 CPI= 0.00 Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

14. Metabolisma kontroles analīze • Elasticitāte • ydh - Enzīms ydh • Xase- Enzīms Xase • Jxase - plūsma caur Xase • Cxase - plūsmas kontr. k. • xase= Jydh ∂ln Vxase ∂ln S S Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

15. Metabolisma kontroles analīze • MKA kvantiatīvi parādīja • C Heksokināzei> • C glikogēna sintāzei, • kas tika uzskatīts par kontrolējošo E, kas nosaka plūsmu glikogēna sintāzes virzienā. • Kad glikozes (G) līmenis • asiinīs palielin. insulīns: •  G transportu šūnā, • Inducē HK sintēzi, • Kovalenti aktivē glikogēna sintāzi Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

16. Krebsa cikls(Trikarbonskābju cikls) Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

17. Krebsa cikls • Ieņem centrālo vietu metabolismā. Tas ir ogļhid-rātu, aminoskābju un tauku oksidēšanas beigu posms, kurā aktivētā acetilgrupa (acetilCoA) oksidējas līdz divām CO2 molekulām, enerģiju deponējot reducētos kofaktoros NADH un FADH2 • Krebsa cikls ir noslēgts process, kas sastāv no 10 atsevišķām reakcijām. • Tālakā NADH unFADH2 tiek oksidēts elpošanas ķēdē, kur realizējoties oksidatīvajai fosforilēšanai notiek ATF sintēze. • Krebsa cikla starpprodukti var kalpo arī par biosintētisko reakciju priekštečiem - Krebsa cikls ir amfibolisks. Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

18. Krebsa cikla loma katabolismā Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

19. Krebsa cikla loma anabolismā • Anaplerotiskās reakcijas • Ir papildinošas reakcijas, kuru funkcija ir cikla starpproduktu konc. Līmeņa uzturē- • šana. KC oksaloacetāts un malāts reģenerējas no piruvāta un fosfoenolpiruvāta. Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

20. Lekcijā apgūtais • Stacionārs stāvoklis un homeostāze, • Metabolisma regulācija pamatprincipi, • Ieskats metabolisma kontroles teorijā, • Krebsa cikls, Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija

21. Nākamajā lekcijā • Hemiosmotiskā P. Mitchela teorija Ievads molekulārajā un šūnas bioloģijā - 4. Lekcija